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二次元影像测量仪的结构及软件
作者：牧象仪器 来源：www.szmxyq.cn 时间：2017-07-07 10:17
二次元影像测量仪由于具备速度快、准确度高、非接触测量等特点，近年来在电子、模具、塑胶 、五金等行业得到了广泛的应用。然而，目前影像测量仪行业缺少统一的性能评价方法。不同生产厂商往往根据各自的企业准则进行评价。这在一定程度上造成了客户选型的困难对行业的发展也不利。
一、外观
二次元影像测量仪采用柱式坐标测量机结构设计，其影像光学探头安装在z轴上，相对机座作垂直运动。放置被测工件的水平工作台提供水平方向二维运动，以此实现二维测量功能。
二次元影像测量仪采用一体化设计，立柱和头部的外罩壳为白色钣金件，仪器的电控系统、内部线缆等部件包装起来，没有额外的电控箱，通过USB线和视频线将仪器与计算机相连。机台运行时，测量速度快，平台运动平稳、无震动、噪音小。
自动影像测量仪可以利用操作手柄进行仪器操纵，或通过配套的测量软件界面，利用计算机键盘输入数据或鼠标的拖曳操纵仪器对仪器的操纵，包括平台移动、光源及其强度、镜头变倍等控制。在对其进行测试时，感觉机台运动反应速度快、目标定位准确、无滞后感，在低速、小距离的移动中。也表现出很好的可操控性。
二、结构
二次元影像测量仪采用“柱式坐标测量机”结构，机器由3个可移动部分组成，装有镜头的主轴(Z轴)相对机座作上下运动；双层工作台( 台板、y台板)层叠地装在机座上，提供左右方向和前后方向的水平运动。在工作台上表面安装被测工件。机座、立柱、工作台板均采用花岗岩，以保证机械系统的结构稳定性，降低对环境的要求。测试期间，由于实验现场没有空调，环境温度从23℃上升到27℃，测量结果仍保持在合格范围内。
样机传动部件采用光杠和直线导轨，XYZ轴均采用双导轨结构，其中Z轴的双导轨结构有利于降低Z轴偏摆对测量准确度的影响。XYZ轴采用直流伺服电机进行驱动，线性光栅尺反馈3轴位置信息。电控系统安装在立柱外罩壳上的独立背板中。在需要对电控系统进行维护时，只要将背板打开抽出即可，无需打开整个外罩壳。
三、照明系统与镜头
二次元影像测量仪配置了3种光源：表面光源(顶光)、轮廓光源(底光)和同轴光源(顶光)。在对普通工件表面进行测量时选择表面光源，在对工件的边界轮廓进行测量时选择轮廓光源，当对高反射率表面或深孔测量，表面光源无法满足清晰成像的要求时，可以选择同轴光源进行照明。3种光源的亮度均划分为128级进行控制，可以通过操作手柄或测量软件来调整光源的亮度。同时，表面光源分为6环8区，共48个独立的区域，每个区域的开关和亮度均可独立调节。
影像测量仪可配备多种镜头，包括手动变倍镜头、自动变倍镜头、国产麦特手动变倍镜头以及定倍镜头。
四、软件界面及其功能
测量软件操作界面友好、操作方便、测量效率高。zoon测量软件针对国内用户的使用习惯进行了精细的优化，软件提供强大的几何参数计算功能，用户界面友好，报表输出丰富，还具备SPC数据统计功能。
在几何测量工具上，对点、线、圆弧的测量提供了绘图、点提取、整体提取、多段提取等多种模式满足不同的测量要求。软件提供了多坐标系功能，用户可以根据不同的需要进行坐标系设置、调整、增减。同时提供多种建立坐标系的方式，及多种调整坐标系的手段。
软件提供了丰富灵活的仪器操控功能，可以对平台移动、光源、镜头等进行自如的控制，成为完全的CNC测量系统。仪器的三轴运动、镜头变倍和光源等均可通过测量软件进行控制。
软件手动测量模式和学习测量模式没有差别。所有键盘、鼠标或操作手柄对仪器进行的操作均被软件以学习模式记录。在需要时，将记录的操作步骤保存成任务文件，用于自动测量。对保存的任务文件可以马上进行调用，执行重复测量，或根据需要对这些记录进行修改和调整后，重复进行测量。
自动测量模式就是调用经过修改和优化的测量任务程序，确定新工件的工件坐标系后，开始自动运行该程序完成测量。该模式适用于批量工件的自动测量，可以大大降低对操作者的要求，显著提高工作效率，减少测量过程中的人为因素干扰，提高测量数据的客观性和准确性。
软件支持在任务运行中进行自动聚焦，解决了同批次工件中由于高度差异带来的聚焦不清晰，导致测量准确度变差甚至无法测量的问题。
软件支持自动测量与手动测量相结合的混合运行模式，当同批次工件中个别工件待测尺寸有较大差异，而无法进行完全自动测量的情况下，可以将相关基元设定为手动测量基元，而其他基元保持自动测量属性。在自动测量过程中，遇到手动测量属性的基元时，系统暂停，等待操作者手动测量，完成后再继续进行自动测量。这种模式进一步提高了软件的实用性。
测量数据输出方面，软件可以在界面上获得图形和数据等形式的直观结果输出，并可输出Word、Excel、TXT文本等各种形式报表。通过对系统参数进行设置，定制Word、Excel等报表的模板，以生成更加符合客户特定需求的个性化报表。
软件集成了过程参数统计(SPC)功能。可以直接打开测量过程中自动保存的数据进行数据统计。SPC提供了6种管制图：平均值与极值管制图(X Bar—R)、平均值与标准差管制图(X Ba—S)、中位值与极值管制图(X Med—R)、个别值与移动极值管制图(X—RM)、直方图、管制制程图。
除此之外，测量软件还提供了多种辅助工具，比如：
——图纸比对功能：将工件的测量图与工件原图纸进行比对。
——拼全图：软件自动对工件指定范围的各个区域逐步进行扫描，再由软件进行自动拼图，得出工件指定范围的整体图像。
——多语言支持：软件支持简体中文、繁体中文、英文界面，语言切换可以随时进行，无需重新启动软件。
——操作过程中的声音提示：增加了仪器的易用性和用户操作的方便性。
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