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二次元影像測量儀的結構及軟件
作者：牧象儀器 來源：www.space.sh.cn 時間：2017-07-07 10:17
二次元影像測量儀由于具備速度快、準確度高、非接觸測量等特點，近年來在電子、模具、塑膠 、五金等行業(yè)得到了廣泛的應用。然而，目前影像測量儀行業(yè)缺少統(tǒng)一的性能評價方法。不同生產廠商往往根據(jù)各自的企業(yè)準則進行評價。這在一定程度上造成了客戶選型的困難對行業(yè)的發(fā)展也不利。
一、外觀
二次元影像測量儀采用柱式坐標測量機結構設計，其影像光學探頭安裝在z軸上，相對機座作垂直運動。放置被測工件的水平工作臺提供水平方向二維運動，以此實現(xiàn)二維測量功能。
二次元影像測量儀采用一體化設計，立柱和頭部的外罩殼為白色鈑金件，儀器的電控系統(tǒng)、內部線纜等部件包裝起來，沒有額外的電控箱，通過USB線和視頻線將儀器與計算機相連。機臺運行時，測量速度快，平臺運動平穩(wěn)、無震動、噪音小。
自動影像測量儀可以利用操作手柄進行儀器操縱，或通過配套的測量軟件界面，利用計算機鍵盤輸入數(shù)據(jù)或鼠標的拖曳操縱儀器對儀器的操縱，包括平臺移動、光源及其強度、鏡頭變倍等控制。在對其進行測試時，感覺機臺運動反應速度快、目標定位準確、無滯后感，在低速、小距離的移動中。也表現(xiàn)出很好的可操控性。
二、結構
二次元影像測量儀采用“柱式坐標測量機”結構，機器由3個可移動部分組成，裝有鏡頭的主軸(Z軸)相對機座作上下運動；雙層工作臺( 臺板、y臺板)層疊地裝在機座上，提供左右方向和前后方向的水平運動。在工作臺上表面安裝被測工件。機座、立柱、工作臺板均采用花崗巖，以保證機械系統(tǒng)的結構穩(wěn)定性，降低對環(huán)境的要求。測試期間，由于實驗現(xiàn)場沒有空調，環(huán)境溫度從23℃上升到27℃，測量結果仍保持在合格范圍內。
樣機傳動部件采用光杠和直線導軌，XYZ軸均采用雙導軌結構，其中Z軸的雙導軌結構有利于降低Z軸偏擺對測量準確度的影響。XYZ軸采用直流伺服電機進行驅動，線性光柵尺反饋3軸位置信息。電控系統(tǒng)安裝在立柱外罩殼上的獨立背板中。在需要對電控系統(tǒng)進行維護時，只要將背板打開抽出即可，無需打開整個外罩殼。
三、照明系統(tǒng)與鏡頭
二次元影像測量儀配置了3種光源：表面光源(頂光)、輪廓光源(底光)和同軸光源(頂光)。在對普通工件表面進行測量時選擇表面光源，在對工件的邊界輪廓進行測量時選擇輪廓光源，當對高反射率表面或深孔測量，表面光源無法滿足清晰成像的要求時，可以選擇同軸光源進行照明。3種光源的亮度均劃分為128級進行控制，可以通過操作手柄或測量軟件來調整光源的亮度。同時，表面光源分為6環(huán)8區(qū)，共48個獨立的區(qū)域，每個區(qū)域的開關和亮度均可獨立調節(jié)。
影像測量儀可配備多種鏡頭，包括手動變倍鏡頭、自動變倍鏡頭、國產麥特手動變倍鏡頭以及定倍鏡頭。
四、軟件界面及其功能
測量軟件操作界面友好、操作方便、測量效率高。zoon測量軟件針對國內用戶的使用習慣進行了精細的優(yōu)化，軟件提供強大的幾何參數(shù)計算功能，用戶界面友好，報表輸出豐富，還具備SPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。
在幾何測量工具上，對點、線、圓弧的測量提供了繪圖、點提取、整體提取、多段提取等多種模式滿足不同的測量要求。軟件提供了多坐標系功能，用戶可以根據(jù)不同的需要進行坐標系設置、調整、增減。同時提供多種建立坐標系的方式，及多種調整坐標系的手段。
軟件提供了豐富靈活的儀器操控功能，可以對平臺移動、光源、鏡頭等進行自如的控制，成為完全的CNC測量系統(tǒng)。儀器的三軸運動、鏡頭變倍和光源等均可通過測量軟件進行控制。
軟件手動測量模式和學習測量模式沒有差別。所有鍵盤、鼠標或操作手柄對儀器進行的操作均被軟件以學習模式記錄。在需要時，將記錄的操作步驟保存成任務文件，用于自動測量。對保存的任務文件可以馬上進行調用，執(zhí)行重復測量，或根據(jù)需要對這些記錄進行修改和調整后，重復進行測量。
自動測量模式就是調用經過修改和優(yōu)化的測量任務程序，確定新工件的工件坐標系后，開始自動運行該程序完成測量。該模式適用于批量工件的自動測量，可以大大降低對操作者的要求，顯著提高工作效率，減少測量過程中的人為因素干擾，提高測量數(shù)據(jù)的客觀性和準確性。
軟件支持在任務運行中進行自動聚焦，解決了同批次工件中由于高度差異帶來的聚焦不清晰，導致測量準確度變差甚至無法測量的問題。
軟件支持自動測量與手動測量相結合的混合運行模式，當同批次工件中個別工件待測尺寸有較大差異，而無法進行完全自動測量的情況下，可以將相關基元設定為手動測量基元，而其他基元保持自動測量屬性。在自動測量過程中，遇到手動測量屬性的基元時，系統(tǒng)暫停，等待操作者手動測量，完成后再繼續(xù)進行自動測量。這種模式進一步提高了軟件的實用性。
測量數(shù)據(jù)輸出方面，軟件可以在界面上獲得圖形和數(shù)據(jù)等形式的直觀結果輸出，并可輸出Word、Excel、TXT文本等各種形式報表。通過對系統(tǒng)參數(shù)進行設置，定制Word、Excel等報表的模板，以生成更加符合客戶特定需求的個性化報表。
軟件集成了過程參數(shù)統(tǒng)計(SPC)功能。可以直接打開測量過程中自動保存的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。SPC提供了6種管制圖：平均值與極值管制圖(X Bar—R)、平均值與標準差管制圖(X Ba—S)、中位值與極值管制圖(X Med—R)、個別值與移動極值管制圖(X—RM)、直方圖、管制制程圖。
除此之外，測量軟件還提供了多種輔助工具，比如：
——圖紙比對功能：將工件的測量圖與工件原圖紙進行比對。
——拼全圖：軟件自動對工件指定范圍的各個區(qū)域逐步進行掃描，再由軟件進行自動拼圖，得出工件指定范圍的整體圖像。
——多語言支持：軟件支持簡體中文、繁體中文、英文界面，語言切換可以隨時進行，無需重新啟動軟件。
——操作過程中的聲音提示：增加了儀器的易用性和用戶操作的方便性。
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