影像测量仪实战技巧之角度测量

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,用另一种方法,采点计算法就比较适合了。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。

角度测量技巧一:直线采集尽量长。
影像测量仪,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。






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。

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。如图2所示。






角度测量技巧三:放大倍率尽量大。
    很多机械零件,被测角度边线很短,只有2mm~3mm,例如,轴类零件倒角。如果我们还使用镜头最小档0.7,或者1来采点测量的话,工件成像也只有48mm~120mm,采点偏差会给测量值带来很大影响。如果我们换用放大倍率3或者4的话,工件成像能达到240mm~480mm,图像边缘的真实情况更容易观察,采点偏差将会降到最低。不过,这种方法也带来了很多不便,图形过大,显示窗口只能显示很小一部分,但对于操作熟练的检测人员和追求高精度的品管来说,这些应该都不是问题。
    影像测量仪是二维测量仪器里功能最多,适用范围最广的仪器,其基本功能有限:点,线,圆,圆弧的采集。但是其组合计算的功能却相当广泛,只要开动脑筋,善于运用,很多测量上的问题都能得到很好的解决。

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