影像测量仪在检测中的应用

韩 梅（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230022）



影像测量仪在检测中的应用

韩 梅
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230022）

汽车设计过程中一定要注重质量问题，不可缺少的一个环节就是汽车零部件的检测。文章主要针对影像测量仪的应用来简要论述汽车零部件检测的各个环节。简单的论述了影像测量仪的特点、功能，组成及应用。并通过影像测量仪的工作原理及零部件检测的概念简要论述来说明影像测量仪在汽车零部件检测中的应用意义。重点探讨了运用影像测量仪的测量技术对一把钥匙进行精密测量，为设计开发提供更精确的数据。

影像测量仪；应用；汽车设计；零部件；检测

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.056

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

引言

传统的接触式三坐标测量机、五大量具等仪器在汽车测量领域有着广泛的应用，但是在面临结构精细、薄壁类工件、微小注塑件、批量快速测量等问题时，都没有好的解决方案，影像测量仪借助CCD面阵式传感器、非接触式测量的特点，可以高效地完成对无法进行接触、易变性、形貌微小的工件，有着绝对的优势。

对于结构精细、尺寸较小的零部件，传统接触式三作标受侧头尺寸的限制，测量操作困难，影像测量仪可使用放大倍率，可清晰观察到零部件的细微之处，方便的实现精准测量。

该仪器还能满足批量检测，通过高速的图像处理法，可以瞬间完成对该区域内所有几何量的测量，其以其非接触、高效率、高性价比等优势，日益成为汽车零部件行业的重要测量工具，逐步得到了广大汽车行业以及五金等其他行业厂商的认可，在整个汽车行业得到广泛的应用。

1、影像测量仪软件简介

影像测量仪，普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很强的数据处理和适应现场环境的能力，尤其是丰富的、不断扩展的软件功能，目前愈来愈多的应用于零部件检测中。根据不同的测量需要，影响投影仪可以配置各种合适的测量软件，中心质量管理部影像测量仪主要配置MEGA 2D软件。

1.1MEGA 2D软件简介

MEGA 2D软件是开发人员结合十余年计量行业及软件工作经验，精心研发的专业的二维测量软件。其设计原则是：操作简单，功能强大，稳定可靠，维护方便。它主要借鉴了国外知名软件并结合国内的情况，博采众长，优化组合。精心研制而成。

该软件高度集成了测量、图像对比、缺陷分析、及多轴运动速度调节，及光源调节。与同行业的软件相比具有高度集成、自动控制、人性化操作等方面的优势。

1.2MEGA 2D测量软件的主要功能

能测量点、直线、圆、圆弧、椭圆、矩形、槽形、○形环、距离、角度、开云线,闭云线。能测量闭合云线的周长，面积及重心，可以进行框选测量多圆，快速，准确的一次测量多个圆。自动捕捉测量，元素构造功能，可根据图纸建立多重工件座标系。辅助调光，带有系统误差修正功能。

1.3影像测量仪的工作原理

全自动影像测量仪是一种高解析度 CCD彩色摄像机、连续变倍物镜、PC电脑显示器、转接盒、2D资料测量软件与高精度工作台等精密机械结构组成的高精度、高效率光电测量仪器，以二维测量为主，也能做三维高度测量。

影响测量仪使用本身的硬件 CCD,镜头、程控光源和视频数据线将所能捕捉到的图像通过数据线传输到电脑的数据采集卡中，之后软件在电脑显示器上建立成像测量系统界面，由操作员用鼠标在电脑上进行快速的测量，因工件大小而议，工作台可以选择不同行程。光源亮度可调，可以在各种测量零件需要光线条件下选择最合适的光源亮度。

1.4影像测量仪的组成

影像测量仪主要由以下部件构成：

（1）基座：以高精度的00级花岗岩作为基座、铸铁和悬臂架，从而提高了整台仪器的刚性、稳定性和抗时效变形能力。

（2）工作台：采用高精度、低折射率影响测量专用光学玻璃的工作台，30kg工作台采用高强度6060铝合金，经应力消除处理后再经摄氏-196度的超深冷处理，可保证长期使用仍有良好的精度，表面做阳极处理，可防止雷射扩散反映，有较高使用安全性。

（3）传动：划归是两个V型滑槽径经热处理硬化后，施行高精度成型研磨加工，与转动滚柱轴承构成，轴承相连，采用了高精度、高稳定性THK直线导轨，使获得了精准平稳的运动性能和稳定的定位精度。

（4）光源：使用了LED冷光源，避免了一般热光源带来的使被测工件由于热胀冷缩所产生的测量误差。

（5）软件：采用的是MEGA 2D软件，集成了测量、图像对比、缺陷分析、及多轴运动速度调节，及光源调节。

（6）电气控制硬件系统：是信号处理和测量驱动的电气系统。

2、影像测量仪在检测中的应用

每个零部件都有很多的尺寸，我们检测时候严格按照图纸判断，每个尺寸都在公差范围内才能视为合格，现在常用的检测工具就是五种量具和三坐标，它们方便快速，但是针对一些小件以及精准要求高的件，比如说，轴承件，此类关键件的尺寸精度要求极高，使用影像测量仪就能满足他的测量要求，得出精准的数据，从而保证质量，性能。塑料件，CD面板、灯光开关等件，常规检测就无法满足其各别尺寸，或者是能测量到但是有些误差，数据不准确，从而会影响到对此件合格与否的判断，进而影响此类件的密封性，以及其他件的匹配性，这些弊端影像测量仪就可以摒除掉，它可把件放大到你需要的倍数，通过影像，再进行操作，从而获得相关点线等，进而精准的算出你需要的尺寸，并把复杂的测量任务得以简单、实效化。影像测量仪的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，并且普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很强的数据处理和适应现场环境的能力，尤其是丰富的、不断扩展的软件功能，目前愈来愈多的应用于汽车零部件检测中。

2.1影像测量仪在检测中的应用原理

它是集光、机、电、计算机图像技术于一体的新型高精度、高科技测量仪器。由光学显微镜对待测物体进行高倍率光学放大成像，经过CCD摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后，能高效检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，特别是精密零部件的微观检测与质量控制。可将测量数据直接输入到AUTOCAD中，成为完整的工程图，图形可生成DXF文档，也可输入到WORDEXECL中。

测量方法多样，自动判别测量、采点测量、对比测量、公差对比测量。预置元素，单点采集方法有多种，可鼠标采点,十字线寻边采点,放大采点比如:两点构造直线，可以将两点连起来形成一条直线,也可以求这两点的对称线，所以有两种构造方法。可根据图纸建立多重工件座标系。实现各坐标系的座标变换；能方便地实现直角坐标系与极坐标系之间的相互转换。

2.2影像测量仪在检测中的意义

零部件是汽车的主要部分，不但影响单独零部件的性能，而且直接影响着与其相关联配合的零部件的性能，从而影像整车的性能和质量。抓好汽车质量是我国汽车工业的一项重要工作。

影像测量仪技术可以使测量数据更准确，测量结果更直观，大大提高产品质量。减少废品率，在同时检测的几个零部件中，可以一次把几个件的结果一起检测出来，从而可以分析数据，看看数据的一致性，从而可以看出厂家的能力，也为后续选择供应商作为参考，优胜劣汰，保证生产线的正常运行，为企业带来巨大的经济效益。零部件的质量是汽车质量的重要组成部分，零部件质量的提高对我国汽车整体质量的提高有重要影响，本项目的成功对我国汽车产品占领国内市场并走向国际市场都有重要意义。产品质量的提高对汽车的使用寿命和使用安全性都有直接的作用，对消费者和全杜会带来巨大的效益。

3、以一把钥匙项目的检测为例简介影像测量仪的测量应用

我们以前检测钥匙就是对整个钥匙进行外形检测，尺寸太过于少，它只能诠释外形尺寸的合格与否，对其内部尺寸一概不得知，内部尺寸也是很重要的，它关系到内部各个小件之间的装配，进而影响到装好后的整个钥匙按键的灵活度和外观形状，进而影响到消费者的心理落差。

3.1一把钥匙普通检测偏差的来源

此项目是应用在瑞风 S5项目上的，在此之前从未把钥匙细拆下来进行检测，如果把它拆开，对于里面的各个小件就必须要使用影像测量仪，因为不规则，常规的卡尺无法对其进行检测，因为件太小，便携式三坐标也无法将探头深入其内部进行打点检测，用卡尺可以测量个别尺寸，这样的情况下就可能会放过一些我们认为可能不重要对装车和性能无影响的尺寸，这就是有偏差的，开发这个项目让我们可以做到对其内部的尺寸进行检测，这对于我们检测来说是有重大意义的，我们可以在保证其外形尺寸合格的情况下保证它的内部尺寸检测合格才通过其OTS认可。

3.2影像测量仪检测一把钥匙的方法

3.2.1MEGA 2D的像素校准

像素校正就好比做房子要打好地基，弹钢琴要调好音色，像素校正，就是在当前的情况下，得到影像上的距离与实际距离之间的某种关系，一旦结果有丝毫的偏差，就有”失之毫厘，谬之千里”的危险。第一次使用软件或机器进行测量时，或镜头的倍率变化后，一定要进行像素校正。像素校正的目的是为了让测量结果更准确。像素校正必须符合以下条件：镜头的倍率不变;必须使用圆测量工具：校正的顺序必须是；沿影像区的四个角落，顺时针或逆时针校正；圆不能太大，也不太小，占屏幕的1/8最好。

像素校正的步骤如下：（校正顺序以右下－右上－左上－左下为例）

首先将校正片放在工作台上，对焦清晰后，移动X,Y轴找到校正片上的某一圆，先将圆移到画面的右下方，在影像窗口弹右键，在弹出的菜单中，选择“像素校正”（状态提示栏將显示：像素校正，第1次）後，然后再选择圆寻边按钮，用鼠标在该圆的边缘上点三下，会出现一大圆和一小圆，套住被测圆。按SPACE键，采集该圆，以此类推将剩下操作步骤完成校准。

3.2.2测量前的准备工作

像素校正后即可将一把钥匙项目具体拆分的各个小零部件放到工作台上，且件要放平放正，如有需要可用橡皮泥等辅具将工件固定牢，一切准备就绪以后便可对各个零部件进行测量了。

3.2.3测量方法及结果分析

第一个件尾门解锁键，用底光调好到能看到最清晰的轮廓，如图1。看好图纸要求测量哪些尺寸，然后开始用电脑操作使用相对应的按钮将所需测量元素画出来，这个件的元素就是线，显示在屏幕左侧，全部搞好后，再构造点，如图2。以线摆正，选取交点为中心点来建立坐标系，再算距离，显示在屏幕右上方，最后可导出报告如图3。

图纸中D2 13.7上公差0下公差-0.2，其实测值13.7764，超差0.0764；D3 24.1 上公差0下公差-0.06，其实测值24.438，超差0.438；D4 15.1 上公差0下公差-0.2，其实测值15.1655，超差0.0655；D5 22.2 上公差0下公差-0.06，其实测值22.4278.超差0.2278，所以样件不合格。从以上数据来看，均是走的上偏差，实际件是做大了，如果不细分开来是无法知晓的。

第二个件遥控芯片总成，用同样的方法画出此件的元素，线，腰孔，圆孔和构造方孔，以线摆正，以圆孔为中心点，建立坐标系，导出报告，如图4。

从报告可以看出所测值均在公差范围内，此样件合格。因为尾门解锁键不合格，所以一把钥匙不合格，继续整改检测。

4、结束语

本文介绍了影像测量仪在汽车零部件检测中的应用原理及检测方法。简单论述了影像测量仪的功能及组成，并论述了影像测量仪的工作原理及其在零部件检测中的应用原理。重点以一把钥匙项目的检测为例介绍了影像测量仪在汽车零部件检测中的应用，以及检测过程中坐标系的建立、检测方案的选取及检测报告的输出。同时简要提出了一把钥匙普通检测偏差的来源和有效的控制方法。并对检测数据的处理和分析作简要论述。

汽车设计过程中，零部件的检测起着至观作用，在每次的检测中严格把守，不放过，将不合格零部件整改到合格为止，保证了单一零部件的质量，从而提高了整车的质量。影像测量仪的应用提高了零部件检测的精度，保证了设计过程中各种步骤的正常进行，提高了设计水平。通过此次课题的探讨，我们对汽车零部件的检测方法及流程更加熟悉，对影像测量仪的工作原理更进一步了解，测量操作更加熟练，进一步提高了检测技术水平，对工作有很大帮助。

谢辞

在为期两个月的专业论文写作过程中使我更好的的了解了影像测量仪的功能、组成部件、工作原理及测量方法等，并将这些知识运用于实践中，在以后的检测工作中有了很好的帮助和提升。本次论文的写作首先要感谢指导老师的精心指导。其次要感谢公司让我从事产品检测工作，感谢领导给予的指点和支持，再次要感谢同事给予的帮助。谢谢你们！

[1]王望予.汽车设计(第4版)[Z].北京.机械工业出版社.2004.8.

[2]廖念钊.互换性与技术测量(第4版).北京.中国计量出版社.2001.1.

[3]黄云清.公差配合与测量技术.北京.机械工业出版社.2001.3.

[4]徐志生.汽车理论(第4版).北京.机械工业出版社.2006.5.

[5]关文达.汽车构造（第2版）.北京.机械工业出版社.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

韩梅（1987.5-） 二级工程师，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，从事汽车零部件检测。