测量投影仪

测量投影仪

测量投影仪又称为光学投影检量仪或光学投影比较仪，为利用光学投射的原理，将被测工件之轮廓或表机投影至观察幕上，作测量或比对的一种测量仪器。

图1 仪器工作原理图

 投影仪工作原理如图1所示,被测工件Y置于工作台上,在透射或反射照明下,它由物镜0成放大实像Y′(倒像)并经光镜M1与M2反射于投影屏P的磨沙面上。当反光镜M1换成反像系统后,Y′即成为反像,一个与工件完全反向的影像,CM-300-C/D反像投影仪在屏上可用标准玻璃工作尺对Y′进行测量，也可以用预先绘制好的标准放大图对它进行比较测。测得的数值除以物镜的放大倍数即是工件的测量尺寸。还可以利用工作台上的数位测量系统对工件Y进行座标测量；也可利用投影屏旋转角度数显系统对工件的角度进行测量。

图中S1与S2分别为透射和反射照明光源，K1与K2分别为透射和反射聚光镜。视工件的性质，两种照明可分别使用，也可同时使用。半反半透镜L 仅仅在反射照明时才使用。

二、 仪器总体结构

主要由投影箱,主壳体和工作台)三大部分构成。

2.1  投影箱:包括仪器的成像系统即物镜,反光镜M1与M2投影屏和SDS5-3PJ多功能资料测量处理电箱。投影屏旋转机构上装有角度感测器。

2.2  仪器主壳体:除支撑投影箱和工作台外,仪器的照明系统,电器控制系统,以及冷却风扇等均装上面。

2.3  仪器工作台:包括从(X轴)、横（Y轴）向运动（座标测量用）和垂向（Z轴）运动（调焦用）。X轴与Y轴配有解析度为0.001mm的光栅线位移感测器。

三、    仪器测量方法

投影仪测量方法概括为2类:  轮廓测量与座标测量.

3.1    轮廓测量

1） 用“标准放大图”进行比较测量

      此法适用于形状复杂，批量大的零件检验。步骤为：

2） 按零件大小确定物镜倍率,再按零件设计图纸制作与物镜放大倍率相同比例的标准放大图,材料选用伸缩性较小的透明塑胶片.在图上还可以绘出允许的公差带,如零件尺寸在￠30左右,则制10:1的放大图,选用10X物镜进行测量.标准圆弧、角度、螺纹、齿形、网格、等放大图也有现成的可购买。

3）  将标准放大图用四只弹性压板在投影屏上.

4）  工件放在工作台上,调好焦.移动X、Y工作台使零件影像与放大图套准。

5）  若工作影像与放大图的偏差在公差带之内,则为合格.超出范围为不合格,偏差数值可以用X、Y座标测量出来。

6）  用格值为0.5mm标准玻璃工作尺(选购附件)在屏上直接测量工件影像的大小(小于格值部分也可用X、Y座标数显测出)，除以物镜放大倍数即为工件的测量尺寸.

3.2    座标测量

分为单坐标测量和数据处理器功能测量：

1）单座标测量

a)      工件置工作台上,选用倍率较高的物镜,调好焦.    图2   单座标测量示意图

b)      投影屏旋转零位对准,即屏框上的短白线对准零位元标记.

c)      调整工件被测方向测量轴平行,如图9中BC边平行于X轴.

d)      移动工作台,将被测长度的一个端面如AB边对准屏上的垂直刻线,X座标值清零.

e)      移动X轴,使工件另一端面如CD边对准垂直刻线.X轴显示值即工件AD边的尺寸.

 2）功能测量

利用数据处理器的多功能资料处理电箱上座标旋转功能(SKEW),工件可以任意摆放,无需精确调整,只需移动工作台,使A、B、C、D、E依次对准十字线中点采样，就可测出相应长度，这样可以节省大量调整时间、提高测量效率。

测量仪器的选用原则

   应从技术性和经济性出发，使其计量特性（如最大允许误码、稳定性、测量范围、灵敏度、分辨力等）适当地满足顾客预定要求，既够用，又不过高。 

（一）技术性

 ♦ 最大允许误差       ♦ 测量范围       ♦ 灵敏度       ♦ 稳定性 

（二）经济性

♦ 额定工作条件和极限条件

♦ 基本成本：设计制造成本和运行成本

♦ 安装成本：安装过程（还包括首次检定及停机损失）

♦ 维护成本：仪器维护（周期检定费应计入）

二次元测量仪角度测量技巧

　如何提高角度测量精度，一直以来是二维测量仪器难以攻克的难关。现在市场上流行的二维测量仪器关于角度测量的方法基本有两种，一种是切线法，一种是采点计算法。切线法是指人工旋转屏幕上或者镜头内刻线，分别对准工件两条边线，通过编码器或者圆光栅计数来测量角度的方法。这种方法又分为两种，投影切线法，如投影仪，工具显微镜等，和影像切线法，如影像仪，带视频功能的工具显微镜，依靠软件自带的米字线旋转测量。

　　切线法操作方便简单，但是测量精读低，适合快速批量检测，如果被测件角度精读要求较高，另一种方法，采点计算法就比较适合。所有的几何元素都是有点组成的，包括基本元素直线，曲线和圆弧。二维平面角度由基本几何元素两条直线组成，直线由无数的点组成。所以角度测量准确与否，采点是最关键的。

    二次元测量仪角度测量技巧一：直线采集尽量长。二次元测量仪,由于屏幕显示有限，加上放大倍率较大(一般在0.7档～4.5档28X～180X)，屏幕显示部分的工件尺寸实际只有几毫米，很多测量人员在检测的时候习惯只在屏幕显示部分上采集点、线元素。如果采集的点有偏差，所采线段越短，那么所测得的角度值偏差就会越大，线段越长，测得角度值偏差就会越小。如图1所示，理论角度为30度，采点偏差0.25mm,，我们可以清楚的看到线段长短对测量值的影响。* e8 S) d# j+ j {2 t6 p所以我们在测量角度的时候，尽量将角度两边的线采集长些，如果屏幕显示范围太小，可以移动工作台，在角度所在直线的起点位置附件采一点，然后在终点位置采一点，这样所测角度误差将会大大减小。二次元测量仪角度

   二次元测量仪角度测量技巧二：回归直线偏差小。有很多检测人员反应，在测量角度时，重复精度很差，同一个人同样的方法，两次测量重复误差达到0.5度之多。很多影像测量软件，包括三坐标测量软件，直线采集都是默认为两点。对于一些比较规则，直线性较好的零件来说，不会引起太大误差，但对于直线性不好，毛刺较多的零件来说，两点采集直线的方法会带来很大的误差，且重复精度很差，这样的直线构成的角度，多次测量的重复性肯定不会好了。如果我们使用多点寻回归直线的方法来确定角度的两边，所采直线会更贴近被测工件的实际边线，直线偏差就会减少，同时，测量误差也会减少许多，测值重复性大大改善。

二次元、三次元和投影仪的区别

　二次元测量仪、三次元测量仪、投影仪都是用来测量:角度、直径、半径、点到线的距离、两圆的偏心、两点间距等。

　　具体来说二次元是用来测量产品及模具的尺寸的，或者说是用来测量被测要素的形位公差，如位置度，同心度，直线度，轮廓度，圆度和与基准有关的尺寸等，二次元主要用于较溥产品（如弹片）及较小产品的二维检测，或其它工件的二维投影检测。

　　三次元主要用于工件的三维检测和曲面检测及较复杂的3D数模及形位公差检测等。三次元用汉语表示是：三坐标测量机或三坐标检测仪。三坐标主要为接解式测量，前两种属非接解式测量。它是一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器。几何元素的测量，包括点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等等；曲线、曲面扫描，支持点位扫描功能，IGES文件的数据输出，CAD 名义数据定义、ASCII 文本数据输入、名义曲线扫描、符合公差定义的轮廓分析。形位公差的计算，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、垂直度、倾斜度、平行度、位置度、对称度、同心度等等。

　　投影仪和二次元，都属于二维测量，原理差不多；但是不同的数据处理系统有不同的测量计算方法，二次元，一般是通过CCD把图像取到电脑里进行测量计算。有些功能可能没办做到，要看投影机有没有安装数据处理器，表面测量效果欠佳。

二次元测量软件问题集锦

1、去毛边的测量工具和自动测量工具得到数据为什么不一样？

答：自动量测找出的点是黑白边界的边缘点。而去毛边功能是扫描轮廓点，工作原理不一样。即使数据有差，应该也不会超过规定的误差范围。

2、影像测量仪能不能测量平面度？

答：单单依靠影像测量是不能测平面度的，若加了探针或激光测头的复合机型测量仪时可以测量平面度。

3、在影像视窗中，对零件图像标注尺寸有什么好处？

答：在该视窗中，标注后再拍照能够给客户最直接的参考。

4、自动寻边的敏感范围是不是越大越好？为什么？

答：不是，如果敏感范围过大，在寻边时可能会取到邻近的特征上。

5、一部影像测量仪能否在运行OVM软件时，同时运行TPM软件？

答：可以。两套软件是独立的系统。

6、开启软件时出现提示对话框“CAN”T GET 3DFAMILY OR GET IMAGE CARD”？

答：检查影像卡的驱动是否都存在；检查C盘根目录下是否有3DFAMILY_SDK.AX软件；注册影像卡；电脑彩显的分辨率应为1152×864及显示卡的色彩为32位真彩色。

7、影像测量软件所测的元素不跟着影像移动？

答：检查光学尺是否有问题，进行线性校正。

8、开启软件时出现对话框“CAN’T FIND COMBINATION LOCK DEVICE”?

答：可能有下列三种情况：1、加密锁可能没插或有错；2、LOCK DEVICE驱动没有安装；3、加密锁可能损坏。

9、软件不能正常显示？

答：软件不能正常显示可能原因如下：显示设置有误；显示分辨率不符；显示设置的高级选项中字体大小应为小字体，DPI设置应为正常尺（96DPI）；显示分辨率为1152×864。

10、每次关闭OVM软件时会提出警告，而且关闭不了，只有在注销后才能完全关闭？

答：OVM文档的INI文件被删除，导致无法正常关闭；原补偿档被删除；恢复INI文件；重新补。重新注解。

11、打开软件后提示“未侦察到影像装置”其原因如何？

答：可能原因如下：没装影像卡或影像卡坏；软件Utility中选取的影像卡类型不正确；影像卡的驱动没装上；显示器的分辨率设错；Utility内设置错误。

12、软件中十字线为什么不显示？

答：可能原因如下：十字线功能没有打开。可以从几何量测和影像量测下拉菜单中点击开启十字线按钮；或重装软件。

13、软件界面不能全部显示？

答：可能是显示分辨率设置不良；设置显示分辨率为1152×864。

14、为什么测试工件的小圆时，会出现多边形？

答：软件的“影像量测”下拉菜单中的“即时绘图设定”有误，重新勾选“影像量测”下拉菜单中的“即时绘图设定”。并重新设定绘图分辨率。

15、为什么测圆时出现椭圆？

答：可能没有做线性校正；光栅尺可能掉数可跳数。重新做线性校正或更换光栅尺或计数卡。

16、为什么输出到WORD或EXCEL时出现“尚未调用Coinitialize”并且无法输出？

WORD或EXCEL软件没有安装。

17、开启脚踏开关后，为什么软件一直自动打点？

答：可能是脚踏开关接触不良。

深入了解测量投影仪的工作原理及使用方法

测量投影仪被测工件Y置于工作台上,在透射或反射照明下,它由物镜0成放大实像Y′(倒像)并经光镜M1与M2反射于投影屏P的磨沙面上。当反光镜M1换成反像系统后,Y′即成为反像,一个与工件完全反向的影像,CM-300-C/D反像投影仪在屏上可用标准玻璃工作尺对Y′进行测量，也可以用预先绘制好的标准放大图对它进行比较测。测得的数值除以物镜的放大倍数即是工件的测量尺寸。还可以利用工作台上的数位测量系统对工件Y进行座标测量；也可利用投影屏旋转角度数显系统对工件的角度进行测量。

图中S1与S2分别为透射和反射照明光源，K1与K2分别为透射和反射聚光镜。视工件的性质，两种照明可分别使用，也可同时使用。半反半透镜L 仅仅在反射照明时才使用。



二、 仪器总体结构

主要由投影箱,主壳体和工作台)三大部分构成。

2.1 投影箱:包括仪器的成像系统即物镜,反光镜M1与M2投影屏和SDS5-3PJ多功能资料测量处理电箱。投影屏旋转机构上装有角度感测器。

2.2 仪器主壳体:除支撑投影箱和工作台外,仪器的照明系统,电器控制系统,以及冷却风扇等均装上面。

2.3 仪器工作台:包括从(X轴)、横（Y轴）向运动（座标测量用）和垂向（Z轴）运动（调焦用）。X轴与Y轴配有解析度为0.001mm的光栅线位移感测器。

三、 仪器测量方法

投影仪测量方法概括为2类: 轮廓测量与座标测量.



3.1 轮廓测量

1） 用“标准放大图”进行比较测量

此法适用于形状复杂，批量大的零件检验。步骤为：

2） 按零件大小确定物镜倍率,再按零件设计图纸制作与物镜放大倍率相同比例的标准放大图,材料选用伸缩性较小的透明塑胶片.在图上还可以绘出允许的公差带,如零件尺寸在￠30左右,则制10:1的放大图,选用10X物镜进行测量.标准圆弧、角度、螺纹、齿形、网格、等放大图也有现成的可购买。

3） 将标准放大图用四只弹性压板在投影屏上.

4） 工件放在工作台上,调好焦.移动X、Y工作台使零件影像与放大图套准。

5） 若工作影像与放大图的偏差在公差带之内,则为合格.超出范围为不合格,偏差数值可以用X、Y座标测量出来。

6） 用格值为0.5mm标准玻璃工作尺(选购附件)在屏上直接测量工件影像的大小(小于格值部分也可用X、Y座标数显测出)，除以物镜放大倍数即为工件的测量尺寸.





3.2 座标测量

分为单坐标测量和数据处理器功能测量：

1）单座标测量

a) 工件置工作台上,选用倍率较高的物镜,调好焦. 图2 单座标测量示意图

b) 投影屏旋转零位对准,即屏框上的短白线对准零位元标记.

c) 调整工件被测方向测量轴平行,如图9中BC边平行于X轴.

d) 移动工作台,将被测长度的一个端面如AB边对准屏上的垂直刻线,X座标值清零.

e) 移动X轴,使工件另一端面如CD边对准垂直刻线.X轴显示值即工件AD边的尺寸.



2）功能测量

利用数据处理器的多功能资料处理电箱上座标旋转功能(SKEW),工件可以任意摆放,无需精确调整,只需移动工作台,使A、B、C、D、E依次对准十字线中点采样，就可测出相应长度，这样可以节省大量调整时间、提高测量效率。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1d362807b52acfc789ebc9fc.html