什么是视觉尺寸测量？
从图像中测量一个特征，并将其作为一个实际数值对照图纸公差进行报告。 与缺陷检测不同，输出的是一个数值而不是一个判定结果，这意味着 标定和光学系统决定了它是否可信 而这早在软件参与之前就已经决定了。
测量内容
涵盖大多数产线的六种测量
Distance
在两条边缘、两个特征之间，或特征与基准之间。这是产线上最常见的测量项目，也是最常被指定为间隙的测量。
直径和半径
适用于孔、镗孔、销和圆角。通过检测到的弧线拟合，而不是通过两个相对的点，因此能够容忍部分被遮挡的边缘。
Angle
在两条边缘或两条构造线之间。包括弯曲角度、倒角，以及成形特征的垂直度。
Position
特征相对于基准的位置。例如连接器上的插针位置、冲压件上的孔位、标签上的印刷位置。
间隙和平齐度
两个装配零件之间的间隙和高低差。对装饰件来说是外观要求，对密封件来说则是功能要求。
宽度和长度
零件整体外形轮廓、挤出宽度、连续材料的切割长度。通常是最先发现模具或工装问题的检测项。
难点所在
决定数值是否真实的四个因素
测量的失效方式与检测不同。检测要么发现缺陷，要么没有发现。而测量可能会自信地给出错误结果，这更加糟糕。
透视误差就是测量误差
标准镜头会将高出2毫米的零件成像得略大一些，并且以一定角度看到偏离中心的特征。这种变化取决于零件恰好所处的位置，因此任何标定都无法消除它。当这一误差侵蚀公差时，远心光学是必要的解决方案，而不是可有可无的选项。
公差必须首先确定
视觉系统可以测量到亚像素级精度，但无法告诉您什么才算合格。在系统设计之前先确定图纸公差，才能让光学方案成为一次计算而不是猜测，也能避免事后才发现工位无法达到一个从未被商定的数值，这种代价要高得多。
边缘并非无限清晰
真实的边缘会跨越多个像素，边界具体落在哪里既取决于几何形状，也同样取决于光照。前光照射在圆角边缘上会使表观边缘随照明角度而移动。背光则会产生一个每次边缘位置都相同的轮廓，这正是背光成为测量默认方案的原因。
重复性比准确度更重要
一个平均值正确但零件间波动很大的工位是无法用于放行判定的。重复性正是量具研究所测量的内容，在视觉系统正式用于生产放行之前，而不是之后，要求其具备重复性是合理的。
如何进行规格制定
- 从图纸中确定公差。 而不是"尽可能精确"。要有一个具体数值，附带正负公差。
- 确定您是在测量还是在检测。 如果一个合格/不合格的判定结果就足够了，那么您做的是检测，光学系统也会便宜得多。
- 计算所需的像素数 覆盖在特征上，使不确定度保持在公差的一小部分以内，然后据此确定视野和镜头。我们的 光学计算工具 会针对标准和远心两种方案完成这一计算。
- 估算零件高度和摆放位置的变化， 并检查由此产生的透视误差是否落在公差范围之内。如果不是，就应为远心光学系统预留预算。
- 商定验证方式。 在工位正式用于生产放行之前，先在真实零件上开展重复性研究。
Manufacturers running Overview AI in production
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FAQ
Frequently asked questions
测量与缺陷检测有什么区别？
它们回答的是不同的问题，规格要求也不同。缺陷检测问的是是否存在不该存在的东西：划痕、裂纹、污染物。测量问的是某个特征有多大，并给出一个对照图纸公差的数值。这个区别在商业上很重要，因为测量是两者中要求更高的一种。它需要标定，需要不会引入误差的光学系统，还需要数值具有重复性。当实际需要的只是检测时却要求测量，是最常见的过度采购检测系统的方式之一。
视觉测量能达到多高的精度？
精度取决于落在特征上的像素数量，以及光学系统是否引入透视误差，因此在不说明视野的情况下给出单一数值是没有意义的。合理的规格制定方式是从图纸倒推：先确定公差，所需的视野和光学方案便可通过计算得出。经验法则是，测量不确定度应不超过公差带的约十分之一，这与其他任何量具所遵循的标准是一致的。
我需要远心镜头才能进行测量吗？
当透视误差会占用公差中相当一部分时，就需要使用远心镜头。标准镜头的视场角会随距离增大而变宽，因此位置稍高的零件成像会稍大，偏离中心的特征也会从侧面被略微观察到。如果零件确实有一定高度、特征偏离图像中心，或摆放位置存在变化，这种误差就是无法通过标定消除的测量误差。如果零件是扁平的、夹持良好且公差较宽松，标准镜头才是正确且便宜得多的选择。
视觉系统是如何从像素换算到毫米的？
通过标定。系统会被展示一个已知距离，从中推导出每单位对应的像素数比例，或者该比例通过镜头放大倍率和传感器尺寸计算得出。后续的一切都依赖于这一步，因此标定应当被记录、具有可重复性并定期复检，而不是在调试时做一次就被遗忘。一旦标定出现漂移，每一次测量都会变成一个看似可信实则错误的数字。
视觉系统能替代三坐标测量机（CMM）或卡尺吗？
对于合适的特征，答案是可以，而且有两个优势：非接触式测量，并且能对每一个零件进行测量而非抽样。视觉系统无法替代三坐标测量机的场合是真正的三维几何形状、深部内部特征，或者需要受控计量环境才能达到的精度。一种合理的分工是：视觉系统在线对百分之百的产量进行测量，而三坐标测量机保留用于定期验证以及视觉无法触及的特征。
对于运动中或未被固定的零件，测量是否有效？
运动是通过“冻结”来处理的，要么使用短曝光配合充足光照，要么使用全局快门传感器，因为卷帘快门会使运动中的零件产生畸变，而测量中的这种畸变是系统性误差而非噪声。夹持不良是更棘手的问题：如果零件每次所处的位置都不同，其位置和表观尺寸都会随之改变。对准可以解决位置问题，但高度变化则需要更好的夹持方案，或者需要放大倍率不受距离影响的远心光学系统。