在過(guò)去的幾十年里,很少有其它檢測(cè)儀器像光學(xué)投影比較儀那樣測(cè)量快捷、使用方便。光學(xué)投影比較測(cè)量是將投射到投影屏上的工件放大輪廓與繪制有按比例放大的工件正確外形及公差帶的透明膠片進(jìn)行對(duì)比,以直接判定工件合格與否。雖然隨著采用電子技術(shù)、精度更高的幾何形貌測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,光學(xué)比較測(cè)量這種簡(jiǎn)單的檢測(cè)方式已顯得有些過(guò)時(shí),但投影比較儀仍然是生產(chǎn)車間最常用的視覺(jué)檢測(cè)儀器。
與此同時(shí),其它高技術(shù)測(cè)量?jī)x器的測(cè)量能力在不斷提高,如基于視頻攝像機(jī)的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)能夠降低操作者的人為誤差,使微小的工件形貌可見(jiàn)和可測(cè)。雖然并非在所有加工場(chǎng)合都需要使用這些儀器的全部功能,但在需要檢測(cè)工件的細(xì)微結(jié)構(gòu)或進(jìn)行三維測(cè)量時(shí),這些測(cè)量功能的價(jià)值就顯示出來(lái)。當(dāng)采用基本型投影比較儀或視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)被測(cè)工件形貌進(jìn)行充分照明時(shí),儀器開(kāi)發(fā)商就開(kāi)始著手增加儀器的測(cè)量功能,將其檢測(cè)能力升級(jí)到更高水平。
關(guān)于光學(xué)投影比較儀將被淘汰的說(shuō)法不僅言過(guò)其實(shí),而且是完全錯(cuò)誤的。事實(shí)上,近年來(lái)出現(xiàn)了購(gòu)買和使用投影比較儀的熱潮,擁有十幾臺(tái)以上投影比較儀的生產(chǎn)廠家在不斷增加。投影比較儀的流行基于一個(gè)簡(jiǎn)單而為大家所熟知的事實(shí):使用方便,非常適合在生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)使用。目前,投影比較儀的銷售量并不遜于甚至超過(guò)了視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的銷售量(雖然年輕一代的工人可能更欣賞視頻攝像機(jī)和監(jiān)視器)。
投影比較儀的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)久耐用,而且屬于低技術(shù)產(chǎn)品,結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單(僅包括一個(gè)工作臺(tái)、一組透鏡、一個(gè)光源、一個(gè)投影屏和一面反射鏡)。今后,投影比較儀在車間的作用或許會(huì)被視頻攝像測(cè)量系統(tǒng)所取代(目前視頻測(cè)量系統(tǒng)通常安放在計(jì)量室,主要用于終檢工序)。既然視頻測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)功能與投影比較儀有相似之處,為什么不能將兩種儀器合而為一呢?為此,Starrett公司在它的臥式投影比較儀上重新設(shè)計(jì)了OV2光學(xué)/視頻轉(zhuǎn)接器,以增強(qiáng)其易用性。該公司自幾年前首次開(kāi)發(fā)出OV2系統(tǒng)后,現(xiàn)在對(duì)于在投影比較儀上使用視頻測(cè)量系統(tǒng)的效益抱有更高的預(yù)期。為此,公司更換了系統(tǒng)原有的硬件聯(lián)接方式,將視頻圖像輸出與投影比較儀的讀數(shù)器組合到QC300觸摸顯示屏上。該系統(tǒng)可通過(guò)切換安裝在HD400投影比較儀滑軌上的兩組透鏡,實(shí)現(xiàn)光學(xué)測(cè)量方式與視頻測(cè)量方式的相互轉(zhuǎn)換。
在必須將工件從投影比較儀再送到其它儀器(如視頻測(cè)量系統(tǒng)或萬(wàn)工顯)上作進(jìn)一步檢測(cè)的情況下,就可以充分體現(xiàn)出組合測(cè)量方式的潛在價(jià)值。用戶或許可以用投影比較儀的低倍放大鏡完成大部分測(cè)量工作,但OV2系統(tǒng)卻能完成用投影比較儀難以完成的檢測(cè)任務(wù)。
QC300觸摸顯示屏的應(yīng)用可使投影比較儀用途更廣泛、讀數(shù)更精確,它能顯示X-Y讀數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù),同時(shí)內(nèi)置的視頻卡可支持視頻攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像。此外,它還具有CNC視頻系統(tǒng)普遍具有的視頻邊緣檢測(cè)功能,即可通過(guò)掃描在顯示器十字瞄準(zhǔn)線周圍圓形區(qū)內(nèi)的圖像,對(duì)工件的邊緣點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和定標(biāo),從而可消除操作者用十字線肉眼瞄準(zhǔn)工件邊緣造成的主觀人為誤差。
視頻攝像機(jī)還能突破光學(xué)測(cè)量基本放大倍數(shù)的局限。投影比較儀透鏡組的放大倍數(shù)通常為25~100倍,如果需要更高的放大倍數(shù)以測(cè)量微小零件或看清零件的微細(xì)結(jié)構(gòu),就必須采用更小的透鏡組,而這意味著通過(guò)透鏡的光量更少,視場(chǎng)更暗,以致無(wú)法看清圖像。而視頻攝像機(jī)具有更強(qiáng)的照明功能,利用視場(chǎng)透鏡,可以達(dá)到250倍的放大倍數(shù),且不會(huì)減弱視場(chǎng)亮度,因此可以檢測(cè)更小的工件形貌。
與此類似,也可以在視頻測(cè)量系統(tǒng)上配置其它測(cè)頭系統(tǒng),使其能測(cè)量更多不同的工件形貌,而不必移至不同的測(cè)量機(jī)上再進(jìn)行檢測(cè)。這種在基于視頻測(cè)量的系統(tǒng)中加裝觸發(fā)式測(cè)頭和其它測(cè)頭的多傳感器測(cè)量機(jī)前些年即已出現(xiàn)。目前,高端測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始逐漸演變?yōu)榫C合了坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與激光掃描多維測(cè)量系統(tǒng)各自優(yōu)勢(shì)的“全合一”型測(cè)量機(jī)。
OGP(Optical Gaging Products)公司的專家指出,在視頻測(cè)量機(jī)上加裝觸發(fā)式測(cè)頭和/或激光測(cè)頭后,可以大大增強(qiáng)測(cè)量機(jī)的測(cè)量能力。視頻系統(tǒng)在邊緣測(cè)量上具有優(yōu)勢(shì),而觸發(fā)式測(cè)頭、掃描測(cè)頭和激光測(cè)頭能提供表面輪廓測(cè)量,采用一套測(cè)量軟件對(duì)不同測(cè)頭獲得的測(cè)量信息進(jìn)行綜合處理后,就可以方便地將加工后工件的檢測(cè)結(jié)果與CAD文件進(jìn)行比較。
OGP公司的SmartScope系列視頻測(cè)量機(jī)就集成了多種傳感測(cè)頭系統(tǒng)。例如,SmartScope Flash 500是一種小型多測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng),可以配備用于非接觸輪廓測(cè)量的TTL激光測(cè)頭。該系統(tǒng)的測(cè)量范圍為500mm×450mm×200mm(Z軸可擴(kuò)展至300mm)。SmartScope Quest 600的可選測(cè)頭還包括一個(gè)觸測(cè)力為毫克級(jí)的微測(cè)頭,可用于測(cè)量易碎或敏感工件的微小形貌,該系統(tǒng)X、Y、Z工作臺(tái)的移動(dòng)范圍為450mm×610mm×200mm。
軟件升級(jí)是管理多傳感測(cè)頭測(cè)量能力的關(guān)鍵。事實(shí)上,基于工件的CAD文件來(lái)編制測(cè)頭的測(cè)量路徑是可以實(shí)現(xiàn)的。目前已開(kāi)發(fā)出了用于OGP測(cè)量系統(tǒng)的CAD軟件,利用該軟件可高效、簡(jiǎn)便地創(chuàng)建和處理測(cè)頭路徑。
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