影像測量儀在檢測中的應用

韓 梅（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

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影像測量儀在檢測中的應用

韓 梅
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

汽車設計過程中一定要注重質量問題，不可缺少的一個環節就是汽車零部件的檢測。文章主要針對影像測量儀的應用來簡要論述汽車零部件檢測的各個環節。簡單的論述了影像測量儀的特點、功能，組成及應用。并通過影像測量儀的工作原理及零部件檢測的概念簡要論述來說明影像測量儀在汽車零部件檢測中的應用意義。重點探討了運用影像測量儀的測量技術對一把鑰匙進行精密測量，為設計開發提供更精確的數據。

影像測量儀；應用；汽車設計；零部件；檢測

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.056

CLC NO.: U461Document Code: BArticle ID: 1671-7988(2016)08-176-04

引言

傳統的接觸式三坐標測量機、五大量具等儀器在汽車測量領域有著廣泛的應用，但是在面臨結構精細、薄壁類工件、微小注塑件、批量快速測量等問題時，都沒有好的解決方案，影像測量儀借助CCD面陣式傳感器、非接觸式測量的特點，可以高效地完成對無法進行接觸、易變性、形貌微小的工件，有著絕對的優勢。

對于結構精細、尺寸較小的零部件，傳統接觸式三作標受側頭尺寸的限制，測量操作困難，影像測量儀可使用放大倍率，可清晰觀察到零部件的細微之處，方便的實現精準測量。

該儀器還能滿足批量檢測，通過高速的圖像處理法，可以瞬間完成對該區域內所有幾何量的測量，其以其非接觸、高效率、高性價比等優勢，日益成為汽車零部件行業的重要測量工具，逐步得到了廣大汽車行業以及五金等其他行業廠商的認可，在整個汽車行業得到廣泛的應用。

1、影像測量儀軟件簡介

影像測量儀，普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很強的數據處理和適應現場環境的能力，尤其是豐富的、不斷擴展的軟件功能，目前愈來愈多的應用于零部件檢測中。根據不同的測量需要，影響投影儀可以配置各種合適的測量軟件，中心質量管理部影像測量儀主要配置MEGA 2D軟件。

1.1MEGA 2D軟件簡介

MEGA 2D軟件是開發人員結合十余年計量行業及軟件工作經驗，精心研發的專業的二維測量軟件。其設計原則是：操作簡單，功能強大，穩定可靠，維護方便。它主要借鑒了國外知名軟件并結合國內的情況，博采眾長，優化組合。精心研制而成。

該軟件高度集成了測量、圖像對比、缺陷分析、及多軸運動速度調節，及光源調節。與同行業的軟件相比具有高度集成、自動控制、人性化操作等方面的優勢。

1.2MEGA 2D測量軟件的主要功能

能測量點、直線、圓、圓弧、橢圓、矩形、槽形、○形環、距離、角度、開云線,閉云線。能測量閉合云線的周長，面積及重心，可以進行框選測量多圓，快速，準確的一次測量多個圓。自動捕捉測量，元素構造功能，可根據圖紙建立多重工件座標系。輔助調光，帶有系統誤差修正功能。

1.3影像測量儀的工作原理

全自動影像測量儀是一種高解析度 CCD彩色攝像機、連續變倍物鏡、PC電腦顯示器、轉接盒、2D資料測量軟件與高精度工作臺等精密機械結構組成的高精度、高效率光電測量儀器，以二維測量為主，也能做三維高度測量。

影響測量儀使用本身的硬件 CCD,鏡頭、程控光源和視頻數據線將所能捕捉到的圖像通過數據線傳輸到電腦的數據采集卡中，之后軟件在電腦顯示器上建立成像測量系統界面，由操作員用鼠標在電腦上進行快速的測量，因工件大小而議，工作臺可以選擇不同行程。光源亮度可調，可以在各種測量零件需要光線條件下選擇最合適的光源亮度。

1.4影像測量儀的組成

影像測量儀主要由以下部件構成：

（1）基座：以高精度的00級花崗巖作為基座、鑄鐵和懸臂架，從而提高了整臺儀器的剛性、穩定性和抗時效變形能力。

（2）工作臺：采用高精度、低折射率影響測量專用光學玻璃的工作臺，30kg工作臺采用高強度6060鋁合金，經應力消除處理后再經攝氏-196度的超深冷處理，可保證長期使用仍有良好的精度，表面做陽極處理，可防止雷射擴散反映，有較高使用安全性。

（3）傳動：劃歸是兩個V型滑槽徑經熱處理硬化后，施行高精度成型研磨加工，與轉動滾柱軸承構成，軸承相連，采用了高精度、高穩定性THK直線導軌，使獲得了精準平穩的運動性能和穩定的定位精度。

（4）光源：使用了LED冷光源，避免了一般熱光源帶來的使被測工件由于熱脹冷縮所產生的測量誤差。

（5）軟件：采用的是MEGA 2D軟件，集成了測量、圖像對比、缺陷分析、及多軸運動速度調節，及光源調節。

（6）電氣控制硬件系統：是信號處理和測量驅動的電氣系統。

2、影像測量儀在檢測中的應用

每個零部件都有很多的尺寸，我們檢測時候嚴格按照圖紙判斷，每個尺寸都在公差范圍內才能視為合格，現在常用的檢測工具就是五種量具和三坐標，它們方便快速，但是針對一些小件以及精準要求高的件，比如說，軸承件，此類關鍵件的尺寸精度要求極高，使用影像測量儀就能滿足他的測量要求，得出精準的數據，從而保證質量，性能。塑料件，CD面板、燈光開關等件，常規檢測就無法滿足其各別尺寸，或者是能測量到但是有些誤差，數據不準確，從而會影響到對此件合格與否的判斷，進而影響此類件的密封性，以及其他件的匹配性，這些弊端影像測量儀就可以摒除掉，它可把件放大到你需要的倍數，通過影像，再進行操作，從而獲得相關點線等，進而精準的算出你需要的尺寸，并把復雜的測量任務得以簡單、實效化。影像測量儀的功能是快速準確地評價尺寸數據，為操作者提供關于生產過程狀況的有用信息，并且普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很強的數據處理和適應現場環境的能力，尤其是豐富的、不斷擴展的軟件功能，目前愈來愈多的應用于汽車零部件檢測中。

2.1影像測量儀在檢測中的應用原理

它是集光、機、電、計算機圖像技術于一體的新型高精度、高科技測量儀器。由光學顯微鏡對待測物體進行高倍率光學放大成像，經過CCD攝像系統將放大后的物體影像送入計算機后，能高效檢測各種復雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質量控制?？蓪y量數據直接輸入到AUTOCAD中，成為完整的工程圖，圖形可生成DXF文檔，也可輸入到WORDEXECL中。

測量方法多樣，自動判別測量、采點測量、對比測量、公差對比測量。預置元素，單點采集方法有多種，可鼠標采點,十字線尋邊采點,放大采點比如:兩點構造直線，可以將兩點連起來形成一條直線,也可以求這兩點的對稱線，所以有兩種構造方法。可根據圖紙建立多重工件座標系。實現各坐標系的座標變換；能方便地實現直角坐標系與極坐標系之間的相互轉換。

2.2影像測量儀在檢測中的意義

零部件是汽車的主要部分，不但影響單獨零部件的性能，而且直接影響著與其相關聯配合的零部件的性能，從而影像整車的性能和質量。抓好汽車質量是我國汽車工業的一項重要工作。

影像測量儀技術可以使測量數據更準確，測量結果更直觀，大大提高產品質量。減少廢品率，在同時檢測的幾個零部件中，可以一次把幾個件的結果一起檢測出來，從而可以分析數據，看看數據的一致性，從而可以看出廠家的能力，也為后續選擇供應商作為參考，優勝劣汰，保證生產線的正常運行，為企業帶來巨大的經濟效益。零部件的質量是汽車質量的重要組成部分，零部件質量的提高對我國汽車整體質量的提高有重要影響，本項目的成功對我國汽車產品占領國內市場并走向國際市場都有重要意義。產品質量的提高對汽車的使用壽命和使用安全性都有直接的作用，對消費者和全杜會帶來巨大的效益。

3、以一把鑰匙項目的檢測為例簡介影像測量儀的測量應用

我們以前檢測鑰匙就是對整個鑰匙進行外形檢測，尺寸太過于少，它只能詮釋外形尺寸的合格與否，對其內部尺寸一概不得知，內部尺寸也是很重要的，它關系到內部各個小件之間的裝配，進而影響到裝好后的整個鑰匙按鍵的靈活度和外觀形狀，進而影響到消費者的心理落差。

3.1一把鑰匙普通檢測偏差的來源

此項目是應用在瑞風 S5項目上的，在此之前從未把鑰匙細拆下來進行檢測，如果把它拆開，對于里面的各個小件就必須要使用影像測量儀，因為不規則，常規的卡尺無法對其進行檢測，因為件太小，便攜式三坐標也無法將探頭深入其內部進行打點檢測，用卡尺可以測量個別尺寸，這樣的情況下就可能會放過一些我們認為可能不重要對裝車和性能無影響的尺寸，這就是有偏差的，開發這個項目讓我們可以做到對其內部的尺寸進行檢測，這對于我們檢測來說是有重大意義的，我們可以在保證其外形尺寸合格的情況下保證它的內部尺寸檢測合格才通過其OTS認可。

3.2影像測量儀檢測一把鑰匙的方法

3.2.1MEGA 2D的像素校準

像素校正就好比做房子要打好地基，彈鋼琴要調好音色，像素校正，就是在當前的情況下，得到影像上的距離與實際距離之間的某種關系，一旦結果有絲毫的偏差，就有”失之毫厘，謬之千里”的危險。第一次使用軟件或機器進行測量時，或鏡頭的倍率變化后，一定要進行像素校正。像素校正的目的是為了讓測量結果更準確。像素校正必須符合以下條件：鏡頭的倍率不變;必須使用圓測量工具：校正的順序必須是；沿影像區的四個角落，順時針或逆時針校正；圓不能太大，也不太小，占屏幕的1/8最好。

像素校正的步驟如下：（校正順序以右下－右上－左上－左下為例）

首先將校正片放在工作臺上，對焦清晰后，移動X,Y軸找到校正片上的某一圓，先將圓移到畫面的右下方，在影像窗口彈右鍵，在彈出的菜單中，選擇“像素校正”（狀態提示欄將顯示：像素校正，第1次）後，然后再選擇圓尋邊按鈕，用鼠標在該圓的邊緣上點三下，會出現一大圓和一小圓，套住被測圓。按SPACE鍵，采集該圓，以此類推將剩下操作步驟完成校準。

3.2.2測量前的準備工作

像素校正后即可將一把鑰匙項目具體拆分的各個小零部件放到工作臺上，且件要放平放正，如有需要可用橡皮泥等輔具將工件固定牢，一切準備就緒以后便可對各個零部件進行測量了。

3.2.3測量方法及結果分析

第一個件尾門解鎖鍵，用底光調好到能看到最清晰的輪廓，如圖1?？春脠D紙要求測量哪些尺寸，然后開始用電腦操作使用相對應的按鈕將所需測量元素畫出來，這個件的元素就是線，顯示在屏幕左側，全部搞好后，再構造點，如圖2。以線擺正，選取交點為中心點來建立坐標系，再算距離，顯示在屏幕右上方，最后可導出報告如圖3。

圖紙中D2 13.7上公差0下公差-0.2，其實測值13.7764，超差0.0764；D3 24.1 上公差0下公差-0.06，其實測值24.438，超差0.438；D4 15.1 上公差0下公差-0.2，其實測值15.1655，超差0.0655；D5 22.2 上公差0下公差-0.06，其實測值22.4278.超差0.2278，所以樣件不合格。從以上數據來看，均是走的上偏差，實際件是做大了，如果不細分開來是無法知曉的。

第二個件遙控芯片總成，用同樣的方法畫出此件的元素，線，腰孔，圓孔和構造方孔，以線擺正，以圓孔為中心點，建立坐標系，導出報告，如圖4。

從報告可以看出所測值均在公差范圍內，此樣件合格。因為尾門解鎖鍵不合格，所以一把鑰匙不合格，繼續整改檢測。

4、結束語

本文介紹了影像測量儀在汽車零部件檢測中的應用原理及檢測方法。簡單論述了影像測量儀的功能及組成，并論述了影像測量儀的工作原理及其在零部件檢測中的應用原理。重點以一把鑰匙項目的檢測為例介紹了影像測量儀在汽車零部件檢測中的應用，以及檢測過程中坐標系的建立、檢測方案的選取及檢測報告的輸出。同時簡要提出了一把鑰匙普通檢測偏差的來源和有效的控制方法。并對檢測數據的處理和分析作簡要論述。

汽車設計過程中，零部件的檢測起著至觀作用，在每次的檢測中嚴格把守，不放過，將不合格零部件整改到合格為止，保證了單一零部件的質量，從而提高了整車的質量。影像測量儀的應用提高了零部件檢測的精度，保證了設計過程中各種步驟的正常進行，提高了設計水平。通過此次課題的探討，我們對汽車零部件的檢測方法及流程更加熟悉，對影像測量儀的工作原理更進一步了解，測量操作更加熟練，進一步提高了檢測技術水平，對工作有很大幫助。

謝辭

在為期兩個月的專業論文寫作過程中使我更好的的了解了影像測量儀的功能、組成部件、工作原理及測量方法等，并將這些知識運用于實踐中，在以后的檢測工作中有了很好的幫助和提升。本次論文的寫作首先要感謝指導老師的精心指導。其次要感謝公司讓我從事產品檢測工作，感謝領導給予的指點和支持，再次要感謝同事給予的幫助。謝謝你們！

[1]王望予.汽車設計(第4版)[Z].北京.機械工業出版社.2004.8.

[2]廖念釗.互換性與技術測量(第4版).北京.中國計量出版社.2001.1.

[3]黃云清.公差配合與測量技術.北京.機械工業出版社.2001.3.

[4]徐志生.汽車理論(第4版).北京.機械工業出版社.2006.5.

[5]關文達.汽車構造（第2版）.北京.機械工業出版社.2004.10.

The application of image measuring instrument

Han Mei
(Anhui Jianghuai Automobile Co.Ltd.,Anhui Hefei 230601)

In the process of automobile design ,we must pay attention to quality problems，An indispensable link is the detection of auto parts.This article mainly aims at the application of the image measuring istrumeng.and discusses each link of the auto parts inspection.The characteristis,function,composition of the image measuring instrument are briefly discussed.And its working principle is used to explain the significance of its application in the testing of components.The key point is use the measuring technique to carry out the precision measurement of a key,provide more accurate data for design and development .

image measuring instrument; use; automotive design; parts; detection

U461

B

1671-7988（2016）08-176-04

韓梅（1987.5-） 二級工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，從事汽車零部件檢測。