В наше время точность и качество производства относятся к важнейшим критериям во многих отраслях промышленности и науки. В этом контексте видеоизмерительные микроскопы играют важную роль обеспечивая высокую точность и качество в процессе определения формы, а также размеров объектов.
Время чтения: 15 минут
Видеоизмерительный микроскоп (англ. video measuring microscope) - это специальный тип микроскопа (МС), который используется для определения размеров, а также формы объектов с высокой точностью. Принцип работы видеоизмерительного МС заключается в том, что он использует оптическую систему для увеличения изображения объекта, которое затем передается на видеокамеру. С помощью специального программного обеспечения, которое работает на компьютере, картинка анализируется, измеряется с высокой точностью, а затем картографируется.
Видеомикроскопы широко используются в различных областях, таких как промышленность, наука, медицина, а также в качестве обучающего инструмента в образовательных учреждениях.
Цель использования видеоизмерительных микроскопов
Видеоизмерительные микроскопы (ВИМС) используются для определения размеров, а также проверки качества изготовления мелких деталей или компонентов. Обычно ВИМС используют в производстве, проектировании, а также контроле качества.
Основная цель использования видеомикроскопов — точное определение размеров деталей с использованием технологии видеоизображения. ВИМС могут измерять различные параметры объектов, такие как длина, ширина, высота, углы, радиусы, а также многое другое. Они обеспечивают высокую точность, а также воспроизводимость операций. Это делает их идеальными для контроля мелких деталей, требующих точных размеров.
ВИМС часто используются для снятия размеров деталей в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая, медицинская, а также электронная. Они также используются в исследованиях и разработках для точного определения размеров мелких компонентов или материалов.
Таким образом, основная функция измерительных видеомикроскопов – обеспечение точного и достоверного определения размеров мелких деталей, а также контроля качества в различных отраслях промышленности.
Где применяются видеоизмерительные микроскопы
ВИМС используются в самых разных отраслях промышленности. Во многих из них необходимы высокоточные измерения, а также проверка мелких деталей или элементов. Одним из направлений многих отраслей является точное машиностроение.
Вот некоторые из наиболее распространенных отраслей, имеющих направление точного машиностроения:
- Медицинская промышленность: производители медицинского оборудования требуют точных элементов и механизмов для обеспечения высококачественной диагностики, лечения, а также протезирования.
- Оптическая промышленность: в производстве оптических приборов, таких как линзы, телескопы и микроскопы, требуется высокая точность производства.
- Автомобильная, авиационная и космическая промышленности: для изготовления двигателей, систем управления, приборов и других компонентов, используемых в автомобилестроении, авиации, а также в космической промышленности, необходимо обеспечить высокую надежность узлов, а также точность производства деталей с минимальными допусками.
- Электронная промышленность: при изготовлении полупроводниковых компонентов, а также печатных плат для различных устройств также требуется выполнение измерений, а также картографирования объектов.
- Приборостроение: в производстве измерительных и контрольных приборов не обойтись без точного машиностроения. Для обеспечения высокой точности, а также достоверности выполняемых измерений очень важен контроль качества производства всех элементов измерительных приборов.
- Производство литейных и пресс-форм: при производстве литейных и пресс-форм очень важен контроль их формы, а также размеров. Даже минимальные отклонения приведут несовместимости соединяемых деталей, а также появлению массового брака.
Это лишь некоторые из отраслей, в которых присутствует направление точного машиностроения, где в работе требуется высокая точность и контроль производства. Во всех в них применяют видеоизмерительные МС.
Особенности и преимущества применения видеоизмерительного микроскопа
Видеоизмерительный микроскоп – прибор для выполнения анализа двумерных изображений (также известный как инструмент для картирования изображений)
Видеоизмерительный микроскоп использует технологии анализа, а также возможности пространственного геометрического расчета цифровых картинок, полученных от CCD-видеокамеры. Установленное специальное программное обеспечение, используемое для управления МС и выполнения графических измерений, делает компьютер главным измерительным органом всего устройства, мозгом с программной-душой.
Особенности видеоизмерительных машин TASO:
- Усовершенствованная система сравнения. Она обеспечивает сопоставление размерного чертежа заготовки с её исходным проектным чертежом, а программное обеспечение выполняет автоматический расчет, что делает определение размеров заготовки более удобным и быстрым.
- Программное обеспечение для анализа двумерных изображений. Оно позволяет легко измерять овальные отверстия, прорези, прямоугольники, а также объекты иной формы. Отсутствие подобной функции — стоит больших временных, а также материальных затрат.
- Уникальная функция автофокусировки. Даже если во время снятия размеров возникают проблемы с фокусом из-за изменения толщины заготовки, то эту процедуру можно продолжить после того, как будет выполнена необходимая фокусировка. При этом точность определения размеров сохранится.
- Программное обеспечение собственной разработки. Программное обеспечение (ПО) оказывает сильное влияние на возможности устройства. Оно постоянно совершенствуется, а также улучшаются его функциональные возможности для анализа двумерных снимков. Модернизация ПО позволяет продлить срок службы прибора, а также непрерывно повышать удобство эксплуатации и эффективность использования ВИМС при выполнении измерений.
- Человеко-ориентированный функциональный интерфейс. Весь интерфейс, а также специальные функции быстрого доступа являются оригинальной разработкой компании TASO. К ним относятся такие функции как зеркальное отображение, перевод, копирование, вращение, повторное измерение элементов, ввод-вывод файлов, а также ряд других.
- Функция статистического анализа. Программное обеспечение для анализа снимков включает в себя функции выполняющие анализ данных, на основе ряда контрольных диаграмм и специализированных методик. Они позволяют рассчитать, а также проанализировать общие показатели детали. Это позволяет своевременно обнаружить, а также устранить проблемы в процессе производства продукции.
- Уникальная функция сканирования и подсчета. Она позволяет быстро нарисовать замкнутый контур заготовки, а также пилообразную функцию. Сканируя отдельные области, программа может автоматически объединять отсканированные изображения заготовки.
Видеоизмерительные микроскопы TASO
Семейство измерительных микроскопов TASO – это высококачественные компоненты, элегантный функциональный дизайн, а также обширная комплектация. TASO — это универсальные измерительные видеомикроскопы с интуитивно понятным программным обеспечением. Они подходят для гибкого использования в различных производственных средах. Отдельные модели ВИМС доступны с измерительными столами, оборудованными ЧПУ (частотно-программируемое управление). Эта особенность позволяет создавать индивидуальные программы работы устройства, а также полностью автоматизировать процедуру определения размеров объектов.
Компанией TASO выпускается четыре модели измерительных видеомикроскопов, это:
QVMC и QVMS – модели с ручным перемещением рабочего стола;
VME и VME-L– модели оборудованные ЧПУ для автоматического перемещения рабочего стола.
QVMS
QVMS – младшая модель видеомикроскопов TASO. Она производится в четырех вариантах, различающихся только размером рабочего стола: от 200х100 мм до 500х400 мм.
Профессиональная камера с 1/2`` ПЗС-матрицей, 180 кратное увеличение, точность выполняемых измерений от 3,5 мкм делают модель QVMS удачным решением для проектных разработок, учебных целей, а также ряда отраслей точного машиностроения.
Перемещение образца по горизонтальным осям (X Y) осуществляется вручную с помощью микрометрических винтов. Аналогичным способом регулируют высоту размещения видеокамеры (ось Z).
Все модели видеомикроскопов QVMS комплектуются:
- компьютером;
- рабочим столом;
- специализированным ПО.
QVMC
QVMC – модифицированная модель ВИМС от компании TASO.
Основное отличие этой модели от QVMS – наличие электрического привода перемещения видеокамеры по оси Z. Эта особенность позволяет не только фокусировать изображение через программное обеспечение, но также выполнять вертикальные замеры в диапазоне до 200 мм.
Микроскопы QVMC выпускаются с рабочими областями: 300×200, 400×300 и 500×400 миллиметров.
В остальном же характеристики этих ВИМС аналогичны младшей модели.
Комплектация видеомикроскопа включает в себя:
- массивный рабочий стол на фиксируемых колесах, с отсеками для размещения компьютера, а также дополнительных принадлежностей;
- персональный компьютер;
- программное обеспечение для анализа изображений.
QVME
Серия видеоизмерительных МС QVME – это профессиональное решение в области высокоточных измерений.
Видеоикроскоп объединён с основанием, в котором размещается корпус ПК, приводы управления, а также автоматика. Массивная конструкция значительно уменьшает влияние внешних вибраций в процессе работы.
Эта серия ВИМС максимально автоматизирована. Оператор, через программное обеспечение, может управлять не только перемещением объектива камеры, но и положением рабочего стола. Система управления освещением динамична и позволяет регулировать не только яркость подсветки, но и менять ее направление, переключая секции.
ВИМС этой серии имеют:
- высокую точность (от 3,5 мкм по осям X, Y а также от 4 мкм по оси Z);
- рабочую область до 500х400 мм;
- оптическое увеличение до 210 крат.
VME-L
Видеомикроскопы VME-L предназначены для определения размеров на масштабных деталях. Максимальный размер измеряемых деталей может достигать 2х1,5 метра в длину, а также 0,2 метра в высоту. Максимальный вес на рабочую поверхность достигает 80 килограмм.
Массивная конструкция ВИМС создает высокую устойчивость к внешним вибрациям. МС полностью автоматизирован, а его точность составляет от 5 микрометров по горизонтальным осям и от 6 мкм – по вертикальной.
Программное обеспечение
Программное обеспечение INS-C используемое в ВИМС TASO – оригинальная разработка компании. ПО позволяет автоматизировать процесс определения размеров благодаря интеллектуальному анализу изображения.
Основные функции
- Измерение геометрических фигур: точки, линии, окружности (максимальные, минимальные и средние значения), дуги, выступы, эллипсы, прямоугольники, четырехугольники, канавки, радиусы, углы, кольца, интервалы, расстояния, группы точек, а также другие.
- Построение: центральной, крайней, конечной точки, точки пересечения, двухточечного соединения, параллельных, перпендикулярных, касательных линий, биссектрисы, центральной линии, слияние и разделение контура, окружности, радиуса, окружности по двум и трем касательным линиям, а также другие фигуры.
- Инструменты измерения изображения: точка рисования, ближайшая точка границы, точка фокусировки, наилучшая точка границы, ближайшая точка, полное извлечение, многосегментное извлечение, сегментация текстуры, электронный штангенциркуль, замкнутая и открытая контурная линии и ряд других.
- Допуски формы: прямолинейность, округлость, положение, параллельность, вертикальность, наклон, концентричность, а также другие.
- Система координат: система координат позиционирования устройства, точечная линия, по двум точкам оси X или Y, трехточечная и двухстрочная системы, система координат регистрации изображения, перемещение, поворот, а также ручная настройка системы координат.
Программирование и автоматизация
Задача определения размеров может быть настроена на полностью автоматическое измерение партии изделий, а также на ручное . Автоматическое программное управление увеличением объектива не требует повторной калибровки после изменения увеличения . Автоматическая фокусировка выполняется на основе измеренной высоты. Управление каждой секцией источника света может быть настроено вручную или управляется автоматически .
Результаты и статистика
- ПО позволяет выводить отчеты в форматах: Word, Excel, HTML, TXT, а также файлах AutoCAD;
- Поддерживается вывод в режиме реального времени в настраиваемый шаблон Excel;
- Можно выводить данные последней запущенной задачи;
- Выполнять печать данных сразу после запуска задачи;
- Осуществлять вывод данных задачи в текстовый файл;
- Автоматически выводить результаты работы в файл формата csv;
- Статистическая функция SPC, импортируя первые файлы, позволяет осуществлять эффективный контроль качества;
- Наличие области атрибутов примитивов, в которой отображаются измеряемые в данный момент данные;
- Есть область примитивов вне допуска, отображающая примитивы вне допуска, неизмеренных примитивы и другие.
Дополнительные функции
Дополнительные функции расширяют возможности измерений и повышают эффективность анализа получаемых данных, а также повышают удобство обращения с ВИМС. К расширенным функциям относятся:
- SPC: автоматический анализ данных.
- Панорамное сканирование: сканируйте изображение частями по всей выбранной области.
- Сравнение чертежей: чертежи могут быть загружены для сравнения с данными измерений.
- Тестовый экран: автоматическая выборка и сканирование по тестовому экрану, задачи генерируются автоматически, а результаты работы непосредственно анализируются, а затем выводятся.
- Температурная компенсация: в соответствии с разницей между температурой окружающей среды и стандартной температурой рассчитывается коэффициент расширения, чтобы сделать результат более точным.
- Высотомер фокусировки: определяется разница высот путем фокусировки изображения.
- Автоматическое извлечение контура: с учетом начальной и конечной точек извлекается указанный контур фигуры или объекта.
- Отображение карты границ: Отобразите контур границ изображения, чтобы быстро просмотреть положение границ.
- Режим извлечения перекрестия: несколько режимов отображения, крест, крест-круг, круг, сетка, повышают удобство и скорость сравнения.
- Навигация: графическая навигация, аналогичная электронным картам, позволяет быстро найти нужный объект.
- Импорт САПР чертежей: чертежи могут быть импортированы в формате DXF в приложение САПР для завершения обработки полученного изображения.
- 3D дисплей: Отображается трехмерное состояние изображения.
- Поддержка нескольких языков: можно выбрать упрощенный или традиционный китайский, английский, японский или корейский язык меню.
- Калибровка объектива: автоматическая калибровка объектива избавляет от сложных этапов обычного процесса калибровки.
- Калибровка точности фокусировки: точность фокусировки позволяет сделать фокусировку более четкой.
- Лазерная компенсация: эта функция компенсирует относительное положение лазера и изображения и учитывает эту разницу автоматически.
- Быстрые сочетания клавиш: Использование различных сочетаний клавиш, а также часто используемый сочетаний упрощает использование программного обеспечения.
Как выбрать видеомикроскоп?
При выборе любого видеоизмерительного МС принято опираться на их следующие характеристики:
- точность измерений;
- максимальный размер измеряемой детали;
- максимальный вес детали;
- уровень автоматизации при анализе и измерении изображений;
- наличие дополнительного функционала;
- стоимость установки.
Заключение
Автоматические видеоизмерительные микроскопы подняли технологию измерения изображений на новый уровень. Благодаря интеллектуальному анализу и автоматизации процесса ВИМС подходят для анализа многих видов продуктов. Они могут выполнять автоматические повторяющиеся измерения непрерывно, благодаря высокопроизводительному программному и аппаратному обеспечению. Эти особенности позволяют анализировать самые разнообразные объекты.
