[摘要]：本文通过PC DMIS Vision软件构造点的偏置功能，对影像仪测量系统误差进行校正，从而实现高精度回转零件的测量，并提高了测量效率和测量精度。

[关键词]：OPTIV影像仪；PC DMIS Vision；构造偏置点；系统误差补偿。

在影像测量仪的日常检测过程中，特别是对于有些操作测量仪经验不足，没有掌握一定操作技能的操作员，当发现检测标准件时的测量结果偏小或重复性较差时，于是就简单地认为测量仪的“精度”出现问题，但经过厂家专业人员检查后发现影像仪精度又符合要求，这是为什么呢？其实这种“精度”问题涉及多个方面，需要具体分析原因，才能判定问题所在，才能加以改善和改进。

影像测量仪“照明”功能在物体的非接触光学测量中具有很重要的作用，设置不同光源类型、不同对比强度、混合光源或改变放大倍数，都会引起工件成像轮廓的变化。如透射光(轮廓光)照明生成物体的黑色轮廓像，当生成的图像太亮，通常被测物体的轮廓线会朝着黑暗区域移动，进而影响影像测量仪的测量精度，这将导致测量值总是偏小。为了提高测量精度和稳定性，有时候需要操作员耐心地在不同的工作环境、参数设置下进行反复尝试，获得较好的照明效果，才能够在被测物体边界线上生成清晰的图像，从而尽可能地减少测量误差，如下图所示OPTIV影像仪成像效果。

图一：OPTIV影像仪成像效果

对于高精度影像测量应用，即使照明装置的性能通过参数设置已达到了较理想状态。但是测量过程中仍然会产生极小的测量误差，即系统误差。另一方面，测量的目的在于获得被测元素准确的测量值，在实际零件测量过程中，是否可以通过校正影像测量系统误差而得到准确的测量值？答案是肯定的，几何尺寸测量是影像测量仪的主要应用之一，回转零件测量误差的大小主要取决于轴的直径、所选择的透镜、光照亮度和对比度，本文通过使用OPTIV影像仪测量Φ3.175±0.003mm回转零件为例，并以此来说明影像仪测量系统误差的“精度”问题，通过PC DMIS Vision软件的偏置功能来补偿系统误差的测量方法，从而实现高精度回转零件的补偿测量。

测量模式：使用透射光测量。

校正基准：参考已知尺寸的精密塞规Φ3.1750 mm来确定影像测量仪系统误差的范围。

测量策略：首先需对影像测量过程进行规范，做到测量过程可控，满足测量要求；其次设定相关测量参数，如放大倍数、照明强度、过滤方式等，模拟零件状态测量已知标称直径为Φ3.1750mm的塞规，适当循环测量多次；然后计算测量的平均值为Φ3.172 mm，并将其作为在现有测量条件和测量方法下的一个实测值，而标称值与实际测量值之间的偏差就是测量系统误差的变动范围(3.175-3.172=0.003mm)，这也就是说测量直径为Φ3.175mm的回转零件时，测量结果也会比标称值小0.003mm；最后通过PC DMIS Vision的偏置功能来补偿测量误差，测量程序参数设置的偏移量就是系统误差0.003mm，如下图所示。

图二：系统误差的补偿

PC DMIS Vision操作步骤如下：

1.测量直线LN01，将测量坐标系X 轴校准到这条直线上，并且将原点设置到该直线的质心上；

2.测量直线LN02，作为构造偏置点的特征；

3.构造偏置点PT01；

3.1访问构造点对话框(插入 | 特征 | 构造 | 点)。

3.2从选项列表中选择偏置点(Offset Point)选项。

3.3选择要用来构造偏置点的特征LN02。

3.4偏置参数设置：X=0，Y=0.003，Z=0。

3.5单击创建(Create)按钮，即可。

图三：PC DMIS Vision偏置功能

于是偏置点PT01的Y向坐标值就是校正系统误差后的回转零件的实测值，也就是所需要测量的回转零件的直径，相应PC DMIS Vision测量程序如下。

LN02 =FEAT/VISION/LINE/DEFAULT,CARTESIAN,BOUNDED

THEO/<-16.5,3.175,0>,<16.5,3.175,0>,<1,0,0>,<0,-1,0>,<0,0,1>,33

ACTL/<-16.5,3.1724,0>,<16.5,3.1724,0>,<1,0,0>,<0,-1,0>,<0,0,1>,33

TARG/<-16.5,3.175,0>,<16.5,3.175,0>,<1,0,0>,<0,-1,0>,<0,0,1>

SHOW FEATURE PARAMETERS=NO

SHOW_VISION_PARAMETERS=YES

TYPE=AUTOMATIC HIT TARGET

COVERAGE=100%

COVERAGE ACTIVE TARGETS=4

MAGNIFICATION=0.9973

HIT TARGET COLOR=BLUE,NOMINAL COLOR=MAGENTA

HIT TARGET=EA1,0,1,NORMAL,0.3353

FILTER=YES,20,YES,5,2

EDGE=DOMINANT EDGE,[?]->[?],-1,-1,-1,NO,Top Light=<OFF,0,OFF>,Bottom Light=<OFF,56,ON>,Ring Light=<OFF,3,OFF>

FOCUS=NO

PT01 =FEAT/POINT,CARTESIAN,YES

THEO/<0,3.175,0>,<0,1,0>

ACTL/<0,3.1754,0>,<0,1,0>

CONSTR/POINT,OFFSET,LN02,0,0.003,0

上述测量策略通过PC-DMIS Vision测量软件的偏置功能对影像测量系统误差进行校正，使操作员无需花费较多的时间调整影像测量参数到最佳，只需调节到清晰的成像即可，也无需反复比较、确认测量结果等繁琐工作，从而提高了测量效率。同时，该方法较适用于自动影像测量仪的透射光测量，通过对测量程序的参数设置，自动将系统误差校正值补偿到测量结果之中，从而有效保证了测量精度。