测量系统的类型和特点

光学比较器

什么是光学比较仪(轮廓投影仪)?

光学比较器是一种光学测量仪器。测量原理与光学显微镜相似。目标被放置在舞台上,一盏灯从下面照射目标。这将导致目标的轮廓或阴影投射到屏幕上。一个远心光学系统被用来进行精确的测量。
光学比较器最初是用来检查目标轮廓的。后来出现了具有测量功能的模型。一些大型光学比较器的屏幕直径超过1米。
光学比较器通常也被称为轮廓投影仪或影子图。

光学比较仪的优势

非接触式测量,不倾斜测量柔性零件或损坏敏感零件。
甚至可以对形状小或复杂的目标进行测量。
与测量显微镜不同的是,它不需要通过目镜进行观察,这使得多人可以同时进行观察。
光学比较器在电子元器件和精密元器件等项目的检查和测量中广泛使用。传统上,基准参照和目标定位需要时间和精力。

光学比较器原理(远心光学系统)

一个典型的光学比较器从下面照明,并通过投影透镜将放置在舞台上的测量对象的阴影投射到投影屏幕上。因此,它也被称为轮廓投影仪或影子图。
此时,投影图像的大小是被测量物体以正确的放大倍数放大后的图像,通过测量该图像来测量被测量物体的尺寸。
光学比较器中使用了一种称为“远心光学系统”的光学系统,因此它可以从舞台上的任何位置以精确的放大倍数进行投影。使用普通镜头,近的物体看起来很大,远的物体看起来很小,这让你可以判断透视。远心镜头,相反,对近和远的物体投射同样的尺寸。
这个远心镜头允许你在正确的放大倍数下投射物体的阴影,而不会使图像变形。

光学比较仪部分

光学比较器的构造与应用
一个
投影屏幕
B
投影透镜
C
可移动舞台
D
舞台移动手柄(X和Y手柄)

光学比较仪配件

固定装置

用于光学比较器的夹具用于将被测物体固定在正确的方位上。例如,一个圆形物体可以通过夹紧它来水平固定,或者用于固定底部表面在适合测量的方向上不平坦的物体。
有各种类型的固定装置,包括夹子,夹子和磁铁。

聚酯薄膜覆盖图

叠加图是通过将其与投影在屏幕上的测量图像进行匹配来使用的。图表有多种类型。例如,通常使用具有网格或同心尺度的网格。
此外,将测量目标的设计值以相同放大倍数叠加在图上,将设计值的轮廓与实际测量目标的轮廓叠加在投影图像上,可以看出设计值与实际测量目标轮廓的差异。

表面照明

光学比较器不仅可以从下面照射并透射光来产生阴影,还可以从上面(镜头一侧)照射来投射轮廓。
即使仅使用透射(背光)图像难以测量测量目标,也可以使用外延照明对其进行测量。

窗帘

遮光窗帘是用来阻挡来自外界的光线的。它的目的是通过遮挡周围的光线来更准确地投射出一个形状。

注意事项、维护和校准

传统的光学比较器需要定期维护,以便连续准确地进行测量。维护工作通常由技术人员在现场进行,因为工具一般都很大,需要定期收发。
此外,需要定期校准,以确认精度是规定的。光学比较器的校准周期为6个月至3年。与维护一样,校准通常在当地进行。

如何使用(基础)

把对象放在舞台上。
对投影在屏幕上放大的图像应用比例尺来测量尺寸。或者,你可以一起使用XY舞台,从移动的数量来测量尺寸。
具有计算机计算功能的光学比较器,在移动舞台的同时,通过测量点,可以得到宽度、直径、角度等多种测量结果。

用光学比较仪测量

如何测量长度/宽度

将测量对象放置在屏幕上,调整表的高度以对焦。
接下来,将投影图像上要测量的一侧的方向与屏幕参考线的方向对齐,并将XY舞台的值调整为0。
接下来,使用舞台移动手柄移动舞台,并将要测量的投影图像的另一边与屏幕参考线对齐。
此时,舞台在X和Y方向上的移动量就会显示出来,所以这个值就变成了测量值。在只在一个方向进行简单测量的情况下,只使用X或Y方向的移动量。

如何测量半径/直径

将测量对象放置在屏幕上,调整表的高度以对焦。
接下来,将投影图像上圆的中心点与屏幕参考线的公共点对齐。
在半径的情况下,在这里取0个点并移动舞台,以检查在舞台中心的圆边缘处的移动量。对于直径的情况,将舞台从这里移动一次到圆的边缘,取0点,然后移动到对边,检查移动量。在这两种情况下,在十字形状的四个方向上测量是常见的。
也有可能通过在屏幕上应用一个被称为“图表”的同心刻度表来进行测量。
对于具有计算功能的光学比较器,在圆的边缘取三个测量点,自动计算出直径和半径。

如何测量角度

有几种测量角度的方法。
一种检查舞台旋转量的方法,将投影图像的直线对准屏幕的参考线,使舞台沿θ方向旋转。
有一种检查方法,就是在屏幕上放一张叫做“图表”的纸,上面有像量角器一样的细刻度。
在具有计算功能的光学比较器上,通过指定两条直线来计算角度。

如何使用叠加

图表有几种类型。
测量直径和半径有同心圆标记,测量角度有径向标记,两者都有。此外,一些刻度被写在网格中以查看XY坐标值。两者都被放置在屏幕上,通过与投影图像匹配来测量。

比较器的缺点

虽然光学比较器是一种方便的测量仪器,可以进行各种测量,但用户会遇到一些障碍。

测量稳定

  • 聚焦位置因人而异,导致测量误差。
  • 工作效率和测量值因个人技能的不同而不同。

响应性

  • 比较形状时,需要在投影图像上叠加10倍的放大图,从视觉上确认差异。
  • 用测量仪器无法从尺寸和图纸上获得差值的数值。
  • 很难存储和比较数据,例如将轮廓形状转移到描摹纸上。

成本和精力

  • 手动移动XY工作台,调整目标对象的位置和方向,逐个获取测量点的坐标进行测量,需要花费一定的时间。
  • 对于有台阶的物体,需要关注测量点高度的每一个变化。
  • 编写各种文档和轮廓形状是一个手工过程,需要大量的工时。

为什么选择日本基恩士?

Keyence的IM系列即时测量系统被设计成下一代光学比较器。

  1. 易于使用-只需将一个部件放在系统的舞台上,并按下一个按钮,以全面检查一个部件。
  2. 速度-系统自动测量零件在3秒或更少。
  3. 精度-高精度光学和相机允许高达+/- 2um的精度

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