3020全自动影像测量仪是一种基于高精度光学视觉和精密机械运动的现代精密测量设备。它通过摄像头采集工件轮廓影像,配合专用测量软件,实现对工件尺寸、角度、位置等几何参数的非接触式自动测量。
“3020”通常指其X轴(长度)测量范围为300mm,Y轴(宽度)测量范围为200mm。Z轴(高度)的行程则因型号而异,常见的有100mm或200mm。
一、核心组成部分
1.机械主体与运动系统:
•花岗岩底座与工作台:采用高稳定性、高刚性、抗变形且热稳定性佳的花岗岩材料,确保测量仪在长期使用中的精度保持性。
•精密导轨与伺服驱动系统:采用高精度空气轴承或直线导轨,配合伺服电机和光栅尺,实现高速、平稳、无摩擦的运动,定位精度可达微米级。
•玻璃台面:提供透光环境,便于底部光源照明。
2.影像系统:
•高分辨率CCD相机:核心“眼睛”,负责捕捉工件图像。像素可达数百万甚至上千万,决定了图像的清晰度和测量精度。
•远心镜头:消除透视误差,确保在不同景深下测量同一物体时尺寸保持一致,对于有高度差的零件测量至关重要。
•光源系统:
•表面光(环形光):提供自上而下的照明,用于测量工件表面的轮廓、孔位等。
•底光:从工作台下方照射,提供背光照明,用于测量工件的轮廓尺寸、透明或半透明工件。
•同轴光:沿镜头光轴方向照射,专门用于高反光表面(如金属)的特征测量,能清晰呈现表面刻字、划痕等。
3.控制系统与软件:
•全自动控制:通过计算机软件控制仪器的所有运动、光源切换、自动对焦和测量过程。
•测量软件:核心大脑。具备图像处理、几何元素构建(点、线、圆、弧等)、坐标变换、SPC统计分析、自动报表生成等功能。软件支持CAD图纸导入、编程测量和复杂算法。
二、主要功能特点
1.高精度与高重复性:得益于精密的机械结构和光栅尺闭环控制,其测量精度通常可达(3.5 + L/200)µm甚至更高,重复性精度优异,能满足绝大多数精密制造业的质检需求。
2.高效自动化:
•自动对焦:软件可自动找到焦点,避免人为对焦误差。
•编程测量:可对批量工件编写测量程序,后续测量只需一键启动,仪器即可自动完成所有步骤,极大提升效率。
•自动边缘提取:软件自动识别和捕捉工件边缘,减少人为操作的主观误差。
3.多功能测量:
•基本几何量:长度、宽度、高度、直径、半径、角度等。
•形位公差:直线度、平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、位置度、同心度、对称度等。
•复杂轮廓:可测量齿轮、螺纹、弹簧、凸轮等复杂二维轮廓。
4.非接触测量:避免了对柔软、易变形、高反光、微小工件的接触损伤,扩展了测量范围。
5.SPC统计分析:可连接数据库,对测量数据进行实时统计分析,生成X-R、CPK等质量控制图表,实现过程监控。
三、典型应用行业
3020的行程使其非常适合中小型精密零件的测量,广泛应用于:
•精密五金与模具:模具镶件、螺丝、弹簧、冲压件、刀片等。
•电子与连接器:PCB板、FPC柔性电路板、芯片、端子、插针等。
•手机与通讯:手机中框、摄像头模组、精密结构件、散热片等。
•塑料与橡胶:精密注塑件、密封圈、齿轮等。
•汽车零部件:发动机小零件、传感器、精密阀体等。
•航空航天:小型叶片、精密结构件等。
•科研与高校:用于教学和科研中的精密测量实验。
四、选型考量因素
在选购3020全自动影像测量仪时,需重点关注:
1.测量精度指标:确认精度公式和认证标准(如国标、VDI/VDE、ISO等)。
2.软件功能:软件的易用性、稳定性、功能丰富度(如SPC、CAD导入、3D扫描支持等)是关键。
3.配置等级:相机分辨率、镜头质量(是否远心)、光源类型(是否配备同轴光)直接影响测量能力。
4.品牌与售后服务:选择可靠品牌,确保有及时的技术支持、校准和维修服务。
5.扩展性:是否支持加装探针(实现接触式测量)、激光、白光等传感器,升级为复合式测量机。

(图为3020全自动影像测量仪产品)