影像测量仪在检测中的应用

影像测量仪在检测中的应用

唐勇进

南京康尼机电股份有限公司 江苏南京 210000

摘要：在机械设计的过程中，对于本身质量控制至关重要，而其中最为关键的一步便是对其零部件的尺寸检测。本文将深入探讨影像测量仪在这方面的应用，从而更好地把握其特性、结构以及实际操作。通过研究影像测量仪的工作原理和零部件检测的概念，我们可以进一步了解它在机械加工零部件检测中的重要性，从而为机械设计和制造提供可靠的参考依据。

关键词：影像测量仪；应用；设计；零部件；检测

1、概述

1.1影像测量仪的工作原理

全自动影像测量仪拥有先进的机械结构，包括CCD彩色摄像机、连续变倍物镜、PC电脑显示器、转换盒、精密光栅尺、2D数据处理软件和高精度工作台，它可以实现高精度、高效率的光学测量，不仅可以进行二维测量，还可以进行三维测量。采用先进的硬件CCD、高精度的摄像机、高灵敏度的程控光源和高精度的视频数据线，同时测量仪可以实时地捕获并传输图像至电脑的采集卡，并且根据工件的尺寸调整工作台的行程，从而实现快捷的测量功能。通过调节光源的亮度，能够根据不同的测量零件的特殊环境来确定最佳的照明效果。

1.2影像测量仪的组成（图一）

影像测量仪通常由多个组件组成，如：（1）基座：采用00级优质花岗岩制成的支撑结构，加上优质的铸铁和悬挂结构，大大增强了该仪器的结构强度、稳定性及耐久性。（2）工作台：为了提供更准确的测量结果，选择具有高精度和低折射率的专用光学玻璃制成30kg工作台。该工作台由高强度的6060铝合金制成，并通过了应力消除处理和摄氏-196度的超深冷处理，以确保其在长时间使用中的准确度。此外，该工作台还进行了阳极处理，以防止雷射扩散，具有很高的安全性。（3）传动：经过热处理硬化处理，两个“V”型滑槽径被精确地成型，并经过高精度的研磨加工，最终形成由转动滚柱轴承组成的结构，这种结构采用了THK直线导轨，从而实现了更为精确、稳定的运动性能以及更高的定位精度。（4）光源：采用LED冷光源可以有效地减少因热胀冷缩而导致的测量误差，这是传统热光源无法比拟的。（5）软件：使用MEGA 2D软件，可以实现测量、图像对比、缺陷检查、多轴运动控制以及光源优化等功能。（6）电气控制硬件系统：通过信号处理和测量来驱动运行。

图一

1.3影像测量仪优势

影像测量仪可以满足各种二维平面测量需求，尤其是那些卡尺和角度尺无法准确测量的，它们可以帮助我们更精确地测量出零部件的尺寸和角度，从而提高装配效率。其主要的优势包括：（1）满足测量空间的需求：量程（XYZ）从300mm*200mm*200mm到1200mm*1500mm*200mm，测试产品覆盖面广，能够满足客户各种不同的需求，并且能够根据特殊情况进行定制。（2）满足测量精度的要求：通过6.5X电动变倍高分辨率镜头与大视野镜头的结合，可以对表面光、透射光、同轴光进行分段编程控制，并且具有出色的毛边、弱边抓取功能，从而更加准确地展示出工件的真实边缘。（3）满足可靠性要求：通过严格的组装和调整，我们的核心零部件已经达到了高精度的标准，并且能够稳定地工作。（4）满足易用性需求：提供CAD和Gerber图纸的导入功能，并能够通过坐标系进行测量；通过触发式和光学式测头，可以实现高精度、平面度和3D空间测量，从而满足各种应用需求；CNC测量系统可以通过卡尺、高度等外部输入，并且建立好的测量坐标系可以保存在测量系统中，对于需要重复测量的零件，可以通过图号、物料号等特定标识进行关联，通过录入或扫描二维码的方式快速调用，实现自动测量，减少测量工具的使用和测量人员的工作量。

2、影像测量仪在检测中的技术应用

每一个零部件的尺寸各不相同，因此，当进行检测时，必须严格遵循图纸指示，确保所有尺寸均符合公差要求，方可认定其质量合格。现在，五种量具和三坐标等常见的检测工具可以提供便捷、快速的服务，但是，当涉及到一些较小型、精度要求较高的零部件，例如轴承件时，这些零部件的尺寸精度就需要更高的精度。因此，采用影像测量仪可以满足这些要求，并获得更加精确的数据，从而保证产品质量和性能。传统的检测方式很难满足塑料零部件、CD面板、灯光开关等的特殊尺寸，甚至存在一定的误差，导致数据不准确，从而影响对该零部件的质量和完整性，并且也会影响该零部件的密封性和其他零部件的匹配性。使用影像测量仪，我们可以消除这些问题，因为它可以将零部件放大至所需的倍数，并通过图像来计算所需尺寸。通过改进和优化，使复杂的测量工作变得更加高效和有效。通过使用影像测量仪，可以迅速、准确地获取尺寸数据，从而为操作者提供实时的生产情况信息，它们的特点在于高精度、快速响应、灵活的处理方式以及对现场环境的适应能力，特别是拥有丰富的、可持续发展的软件功能，因而已经被广泛应用于测量零部件的检测，在实际生产过程中有以下几种应用方式。

（1）制成过程管控

复杂零件通常需要经过多道工序加工完成，如果过程中某个工序尺寸加工出现偏差未能被及时发现，导致最终产品质量不符合要求，造成不必要的浪费。所以需要在每个工序结束后对本道工序加工的尺寸进行测量，影像测量机可以代替检验员进行尺寸测量，测量软件完成测量后，可将数据自动导入

SPC软件中，汇总并生成报告，便于企业对过程能力进行评估和管控，降低生产过程的异常波动和产品报废率，有效削减生产成本，对流程中任何变化迅速做出反应。

（2）进货检验管控

对于组装类型的企业，通常需要设置进货检验来保证供方提供零件的质量，避免组装过程中因零件质量问题影响生产进度，乃至产品不合格遭到客户投诉。进货检验通常面临产品种类多、数量大的问题，每名检验人员通常需要查找图纸、携带多种测量工具，这些问题严重影响检验人员工作效率。使用影像测量仪只需进行一次编程，后续再次检测可以快速调用，提高检验人员的工作效率和积极性。

（3）供方产品质量管控

为了便于仓库管理，减少仓储成本，降低生产成本，部分企业选择采用JIT（准时制生产）方式，需要将必要的零件以必要的数量在必要的时间送到生产线，这样对零件的质量、进货检验人员工作的及时性要求更高。为了避免外部采购零部件的质量问题影响生产进度，通常会派遣检验人员去到供方公司对交付产品进行放行检验，从而保证交付产品质量，这样需要投入大量的人力资源。基于影像测量仪可以自动测量的特点，可以代替检验人员对机加工类型的企业进行放行检验，供方公司将适用的产品由专人使用影像测量仪进行零件检验，提升了供方的检验水平，同时检验程序受客户管控，保证检验过程符合客户要求，从而保证交付产品质量。检验数据自动由影像测量仪软件判断并上传SRM（供应商管理）系统，经测量合格的产品允许交付，提前进行供方质量管控，减少来料质量问题对生产进度的影响，同时供方可以避免不合格产品的运输、处理成本及客户处罚，实现双赢。

3、结语

随着时代的快速发展，影像测量仪已成为机械加工零件检测过程中必不可少的测量工具，它将光学、机械和计算机图像技术结合起来，能够准确地测量出各种零部件的特定参数，这种先进的测量仪器为零件检测发展做出了巨大贡献。由于技术进步，影像测量仪已经成为一种专业的、精准的测量工具，它不仅能够准确地测量零部件的轮廓，而且能够更加精确地检测出不透明的零部件表面，，并且通过深化应用，制作适当的工装，可以检测部分超出工作台面大零件，从而更好地满足客户的需求。目前，许多制造商已经开始采用三坐标测量仪来进行测量，然而这种方式并未能够满足对于快速、准确测量的小型零部件的需求。因此，影像测量仪的出现为这一领域的发展提供了新的机遇，其精度和功能也将会得到更大的提升。

参考文献：

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