1 應(yīng)用領(lǐng)域

五次元測(cè)量?jī)x可廣泛應(yīng)用于模具及精密機(jī)械制造行業(yè)如數(shù)控刀片、沖壓件、粉末金屬、精密機(jī)加件等，電子制造業(yè)如觸摸屏、手機(jī)電腦主板、電池、連接器等，特殊材料行業(yè)如磁性材料、陶瓷基片等。

主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的2D水平圓測(cè)量、矩形測(cè)量、線測(cè)量、距離測(cè)量，3D點(diǎn)面距離、面面具了、點(diǎn)點(diǎn)高度等，公差分析包括形狀公差分析、位置公差分析、尺寸公差分析等，以及產(chǎn)品的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析等。

 

2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

五次元測(cè)量?jī)x是集光學(xué)、精密機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)于一體的，用于測(cè)量三維幾何尺寸和形位公差的高精度測(cè)量?jī)x器。它克服了傳統(tǒng)投影儀和二維測(cè)量的不足，是一種由高分辨率CCD像機(jī)、大視場(chǎng)遠(yuǎn)心鏡頭、光譜共焦測(cè)量、精密光學(xué)尺、高精度工作臺(tái)和測(cè)量軟件等組成的高精度、高效率的影像測(cè)繪系統(tǒng)。作為三維測(cè)量系統(tǒng)，可輕易實(shí)現(xiàn)測(cè)量、檢驗(yàn)、分析等目的，被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。此外，通過點(diǎn)選測(cè)量項(xiàng)目，可快速設(shè)定測(cè)量程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，對(duì)于大量復(fù)雜性測(cè)量可以節(jié)省龐大的操作時(shí)間。

3 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

l 遠(yuǎn)心平行鏡頭設(shè)計(jì)

    如圖1中三幅圖所示，遠(yuǎn)心鏡頭消除段差影響，成像清晰，消除視野畸變，準(zhǔn)確成像。

 

 

圖1 遠(yuǎn)心鏡頭成像優(yōu)勢(shì)

l 快速測(cè)量

自動(dòng)識(shí)別位置及原點(diǎn)，一次測(cè)量Zui多達(dá)99處，Zui多可同時(shí)測(cè)量100個(gè)。

l 應(yīng)用簡(jiǎn)單

主機(jī)內(nèi)部保存了測(cè)量結(jié)果可在現(xiàn)場(chǎng)即可制作檢測(cè)結(jié)果報(bào)告書。

l 操作簡(jiǎn)單

利用一只鼠標(biāo)簡(jiǎn)單操作中線或虛擬線也只需點(diǎn)擊一下即可，R測(cè)量和C面測(cè)量輕而易舉。

l 大視場(chǎng)

擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超大視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)于大尺寸工件，可直接取圖，不用拼圖，以便獲得更高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。

l 性價(jià)比強(qiáng)

多種功能集于一體，一機(jī)可實(shí)現(xiàn)多功能測(cè)量，而且價(jià)格也很實(shí)惠。

l 精準(zhǔn)無誤

輕松調(diào)整焦點(diǎn)，輕松再現(xiàn)相同的照明條件，自動(dòng)識(shí)別邊緣部。

l 非接觸式光譜共焦測(cè)量法

通過測(cè)量反射光的波長(zhǎng)，就可以得到被測(cè)物體到透鏡的距離。

4 技術(shù)參數(shù)

本產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示：

表1 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

型號(hào)

ZKM8080

ZKM140110

ZKM200200

ZKM240180

相機(jī)分辨率

500萬

500萬/

1200萬

1200萬

1200萬

光學(xué)鏡頭

雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭

圖像測(cè)量

可測(cè)量范圍

80*80

140*110

200*200

240*180

Zui小顯示單位

0.1μm

測(cè)量精度

2μm

2μm

4μm

5μm

重復(fù)精度

2μm

高度測(cè)量

可測(cè)量范圍

0~10mm（不移動(dòng)）

Zui小顯示單位

0.1μm

測(cè)量精度

2μm

重復(fù)精度

2μm

耐環(huán)境性

使用環(huán)境溫度

10至35℃

使用環(huán)境濕度

20至80%RH（無凝結(jié)）

照明系統(tǒng)

透過

遠(yuǎn)心透過照明

落射

環(huán)狀照明

同軸平行光

X坐標(biāo)臺(tái)

移動(dòng)范圍

265mm（電動(dòng)）

360mm（電動(dòng)）

Y坐標(biāo)臺(tái)

移動(dòng)范圍

125mm（電動(dòng)）

220mm（電動(dòng)）

Z坐標(biāo)臺(tái)

移動(dòng)范圍

140mm（電動(dòng)）

電源

電壓

220V

消耗電流

5A以下

重量

整機(jī)重量

70KG

900KG

5 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

五次元測(cè)量?jī)x是通過遠(yuǎn)心鏡頭、彩色CCD面陣芯片，通過輪廓背光照射或表面向光照明將被測(cè)工件放大后成像在顯示器上的影像放大測(cè)量系統(tǒng)。利用專業(yè)測(cè)量軟件對(duì)精密光學(xué)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和實(shí)時(shí)影像畫面進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理，由操作者使用鼠標(biāo)或鍵盤在電腦上進(jìn)行測(cè)量設(shè)定，以完成自動(dòng)檢測(cè)。

五次元測(cè)量?jī)x主要有支撐部分、影像部分、運(yùn)動(dòng)部分、照明部分及光譜共焦測(cè)量部分，如圖2所示。

1）支撐部分包括機(jī)臺(tái)機(jī)架(1)、龍門立柱（5）等；

2）影像部分包括，遠(yuǎn)心鏡頭（3），CCD感光芯片，傳輸信號(hào)線等，鏡頭固定安裝于Z軸立柱上；

3）運(yùn)動(dòng)部分包括X、Y軸移動(dòng)組（2），總體控制工作臺(tái)的X、Y軸的空間運(yùn)動(dòng)，Z軸移動(dòng)組（4）、光譜共焦測(cè)量?jī)x的Z軸的空間運(yùn)動(dòng)。各個(gè)移動(dòng)組包括線性導(dǎo)軌、光柵尺、V型導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)。可采用鼠標(biāo)、鍵盤、搖桿控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；

4）照明部分主要分為上光源和下光源（7），其中上光源采用LED表面光源，下光源采用平行光源，下光源位于玻璃面板下部，安裝于機(jī)架上，可始終保持位于鏡頭正下方的位置。

5）光譜共焦測(cè)量部分主要是光譜共焦測(cè)量?jī)x，安裝于Z軸移動(dòng)組上，可隨移動(dòng)組運(yùn)動(dòng)。

如圖3所示，為五次元影像測(cè)量?jī)x外觀尺寸圖，Zui大長(zhǎng)寬高分別是1140mm、1010mm、2010mm。

圖2 五次元測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)說明

 

圖3五次元測(cè)量?jī)x外形尺寸圖

6 操作軟件

程序設(shè)定的主要步驟包括基本操作和程序設(shè)定操作，基本操作包括開關(guān)系統(tǒng)，程序設(shè)定操作主要包括（1）建立程序文件；（2）添加圖樣模板；（3）設(shè)定測(cè)量項(xiàng)目；（4）保存設(shè)定。

7.1 基本操作

1）打開系統(tǒng)

打開系統(tǒng)之前，請(qǐng)檢查電源線是否已正確連接。打開系統(tǒng)步驟如下：

（1）保證測(cè)量機(jī)右側(cè)的電源旋鈕處于ON狀態(tài)。

（2）按下電腦主機(jī)電源按鈕。

（3）雙擊桌面上的圖標(biāo)，打開五次元測(cè)量軟件。

顯示器上顯示五次元測(cè)量?jī)x登陸界面，如圖4所示。

 

圖4 五次元測(cè)量?jī)x登陸界面

2）關(guān)閉系統(tǒng)

關(guān)閉系統(tǒng)之前，先退出五次元測(cè)量?jī)x主菜單界面。退出系統(tǒng)的方式：

（1）單擊測(cè)量?jī)x顯示器上的關(guān)機(jī)按鈕，顯示器上顯示結(jié)束畫面后，便會(huì)關(guān)閉測(cè)量頭與控制器的電源。

（2）將測(cè)量機(jī)右側(cè)的旋鈕扭到OFF狀態(tài)。

7.2 程序界面基本介紹

程序設(shè)定的操作界面，系統(tǒng)的操作界面，如圖5。

 

圖5 測(cè)量設(shè)定模式的操作界面

其中，程序設(shè)定窗口各部分的名稱和功能如下表2所示：

表2 測(cè)量設(shè)定模式窗口各部分的名稱和功能

名稱

描述

（1）程序管理

用于創(chuàng)建程序和打開程序。

（2）模板設(shè)置區(qū)域

用于對(duì)模板的各種操作，如參數(shù)設(shè)定、添加模板區(qū)域等。

（3）工具欄

此欄包含常用功能的按鈕。

（4）測(cè)量操作區(qū)域

 

[基本測(cè)量]選項(xiàng)卡

用于此行對(duì)象的基本測(cè)量，如距離測(cè)量與角度測(cè)量。

[輔助線]選項(xiàng)卡

用于根據(jù)使用[基本測(cè)量]或[要素測(cè)量]選項(xiàng)卡中的選項(xiàng)所檢測(cè)到的點(diǎn)或線，來繪制中點(diǎn)或交點(diǎn)等輔助線/點(diǎn)。

[要素工具]選項(xiàng)卡

用于檢測(cè)測(cè)量元素，如點(diǎn)或線。將這些元素與輔助線配合使用，可以執(zhí)行多種測(cè)量。

（5） 公共控制區(qū)域

[模板編輯]按鈕

模板編輯區(qū)域。

[執(zhí)行測(cè)量]按鈕

用于開始測(cè)量。

[返回設(shè)定]按鈕

返回設(shè)定操作界面。

退出

用于退出程序，返回登陸界面。

7.3 建立程序文件

單擊程序管理的[新建]按鈕，出現(xiàn)如下圖6的對(duì)話框，輸入一個(gè)程序名后點(diǎn)擊確定按

鈕。

 

圖6 新建程序輸入對(duì)話框

7.4 圖樣模板設(shè)定

建立好一個(gè)程序后，公共管理區(qū)域會(huì)出現(xiàn)模板編輯選項(xiàng)區(qū)域。

單擊[添加模板區(qū)域]按鈕可以開始設(shè)定圖樣模板區(qū)域，在預(yù)覽畫面中繪制模板區(qū)域。單擊[清空當(dāng)前模板]按鈕可以清除預(yù)覽畫面中的圖樣模板?？稍O(shè)定測(cè)量數(shù)目和Zui小分?jǐn)?shù)（設(shè)定搜索圖樣圖像的Zui低相似值）。

點(diǎn)擊添加模板區(qū)域按鈕，在預(yù)覽畫面中框選一個(gè)矩形區(qū)域模板，如下圖7所示?？梢酝ㄟ^拖動(dòng)、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)來改變矩形區(qū)域的范圍，使所需模板在矩形區(qū)域內(nèi)。Zui后單擊確定按鈕，模板建立完畢。

 

圖7 模板建立顯示圖

7.5 設(shè)定測(cè)量項(xiàng)目

測(cè)量項(xiàng)目包括基本測(cè)量、輔助線、要素測(cè)量三個(gè)。

1）基本測(cè)量

基本測(cè)量包括點(diǎn)線距離、點(diǎn)點(diǎn)距離、圓圓距離、點(diǎn)圓距離、線圓距離、圓直徑、圓弧半徑、平面與平面距離、點(diǎn)到平面距離、線線角度、點(diǎn)點(diǎn)高度、點(diǎn)厚度。

2）輔助線

輔助線包括中點(diǎn)、交點(diǎn)、中線、垂線、平行線、切線、點(diǎn)通過線、相切圓、近似圓、中間圓、弧上Zui大點(diǎn)、輪廓中心點(diǎn)、平面等

3）要素工具

要素工具包括Zui近邊緣點(diǎn)、直線點(diǎn)、矩形Zui大Zui小點(diǎn)、圓弧Zui大Zui小點(diǎn)、直線、峰值線、圓、圓弧、峰值圓、峰值圓弧、添加平面點(diǎn)。

7.6 光譜采集

點(diǎn)擊工具欄圖標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)如圖8所示的窗口（需在系統(tǒng)設(shè)定里面勾選光譜測(cè)高才會(huì)顯示此圖標(biāo)）：

 

圖8 光譜采集數(shù)據(jù)

這個(gè)功能主要是和前面基本測(cè)量里面的平面與平面距離、點(diǎn)到平面距離、點(diǎn)點(diǎn)距離以及點(diǎn)厚度這四個(gè)聯(lián)合使用的。當(dāng)光譜值Zui上端呈一條直線時(shí)，說明測(cè)量值飽和，需縮小積分時(shí)間，知道出現(xiàn)一個(gè)完美的波峰。