Выигрывая в скорости измерения деталей, сводя к минимуму субъективное влияние оператора на результаты и повышая точность измерений при использовании ВИМ, мы, тем не менее, теряем в одном немаловажном параметре, присущем оптическим системам, — размере поле зрения, то есть участке изображения, которое можно наблюдать через оптическую систему. Для оптических проекторов данный параметр определяется увеличением объектива и составляет порядка o30 мм (для 10-кратного объектива) или o60 мм (для 5-кратного объектива). Для оптических микроскопов размер поля зрения зависит как от увеличения объектива, так и от используемого окуляра. Наибольшее значение достигается при использовании 1-кратного объектива и составляет o24 мм или o30 мм в зависимости от окуляра.
Цифровые средства визуализации, как правило, имеют прямоугольный форм фактор и в случае использования ?” матрицы позволяют получить поле зрения в 4 раза меньше указанных выше значений: 6,4?4,8 мм. Это существенно усложняет поиск и идентификацию измеряемых параметров для деталей со сложной структурой и большим количеством элементов, доля которых неуклонно возрастает по мере усложнения выпускаемых изделий и их узлов.
Другим фактором, влияющим на удобство измерений, является глубина резкости изображения, формируемого оптической системой, то есть расстояние вдоль оптической оси, которое изображается, безусловно, резко. Современные оптические микроскопы имеют глубину резкости максимум до ±0,45 мм. Таким образом, если необходимо измерить элементы детали, расположенные на разной высоте вдоль оптической оси, и данный перепад превышает 1 мм, то необходимо перефокусировать оптическую систему для формирования резкого изображения обоих элементов и проведения надежных измерений.
Следовательно, для измерения деталей со сложной топологией вдоль оптической оси и с большим количеством элементов применение классических оптических средств измерения, даже оснащенных цифровыми средствами визуализации, не всегда удобно и практично.
Решением могут служить современные видеоизмерительные машины (рис. 1), снабженные двойной телецентрической оптической системой, которая обладает широким полем зрения (рис. 2) и большой глубиной резкости (рис. 3).
Рис. 1. Видеоизмерительная машина Mitutoyo серии Quick Image.
а) б)
Рис. 2. Поле зрения: а) ВИМ Mitutoyo серии Quick Image; б) классический оптический микроскоп, снабженный цифровым средством визуализации.
а) б)
Рис. 3. Изображение ступенчатой детали: а) телецентрическая оптическая система ВИМ Mitutoyo серии Quick Image; б) классическая оптическая система.
В случае использования подобных машин размер поля зрения может достигать значений до 32?24 мм и глубина резкости до 11 мм, что превышает аналогичные показатели для классических оптических микроскопов, снабженных цифровыми средствами визуализации, в 5 и 11 раз соответственно.
При этом обеспечивается высокая точность измерений: от ±1,5 мкм при измерении в поле зрения (без перемещения измерительного стола) и от ±3,5 мкм при измерении во всем диапазоне перемещений, который может достигать 400?200 мм. Таким образом, по совокупным значениям параметров подобные ВИМ являются цифровым аналогом оптических проекторов, отличаясь от них повышенной производительностью, надежностью и точностью измерений.
Кроме того, специальное программное обеспечение позволяет работать в упрощенном режиме измерений с интеллектуальным режимом подсказок, так чтобы даже новички могли проводить простые измерения, не обращаясь к инструкции по применению программного обеспечения. Режим измерения одним нажатием кнопки мыши позволяет проводить распознавание деталей в поле зрения, выравнивание системы координат и измерение всех желаемых размеров с простановкой полученных результатов на экране и цветовой оценкой допусков.
Все это позволяет применять подобные ВИМ для быстрого, удобного и точного измерения ступенчатых и сложных деталей, сохраняя все преимущества классических оптических средств измерения и расширяя их функционал цифровой визуализацией и обработкой получаемых изображений.
Латонов И.В., к.т.н.
инженер по технической поддержке и продажам, ООО «Митутойо РУС»
Официальный представитель Mitutoyo Corporation
на территории Российской Федерации
ООО «Митутойо РУС»
115088, г. Москва, ул. Шарикоподшипниковская, 13, стр. 2
Тел/Факс +7 (495) 745-07-52
info@mitutoyo.ru
www.mitutoyo.ru
<"