自動ビデオ測定機によるワークの高さの測定方法

VMSとも呼ばれるビデオ測定システムは、製品や金型の寸法を測定するために使用されます。測定要素には、位置精度、同心度、真直度、輪郭度、真円度、参照基準に関連する寸法が含まれます。以下では、自動ビデオ測定機を用いたワークの高さと測定誤差の測定方法をご紹介します。

ワークの高さを自動測定する方法ビデオ測定機:

接触プローブ高さ測定：Z軸にプローブを取り付け、接触プローブを使用してワークの高さを測定します（ただし、この方法では2Dにプローブ機能モジュールを追加する必要があります）。画像測定器ソフトウェア測定誤差は5μm以内に抑えられます。

非接触レーザー高さ測定：Z軸にレーザーを設置し、非接触レーザー測定によりワークの高さを測定します（この方法では、2D画像測定器ソフトウェアにレーザー機能モジュールを追加する必要があります）。測定誤差は5μm以内に抑えられます。

画像ベースの高さ測定方法：高さ測定モジュールをVMMソフトウェアでは、焦点を調整して一方の平面を明確にし、次にもう一方の平面を見つけます。この2つの平面の差が測定対象の高さとなります。システム誤差は6μm以内に抑えられます。

自動ビデオ測定機の測定誤差：

原則的なエラー:

ビデオ測定機の主な誤差には、CCDカメラの歪みによる誤差と、異なる要因による誤差があります。測定方法カメラの製造やプロセスなどの要因により、さまざまなレンズを通過する入射光の屈折誤差やCCDドットマトリックスの位置誤差が発生し、光学系にさまざまな幾何学的歪みが生じます。

画像処理技術の違いにより、認識誤差や量子化誤差が生じることがあります。エッジ抽出は、画像内の物体の輪郭や異なる表面の境界を反映するため、画像処理において重要です。

デジタル画像処理におけるエッジ抽出方法の違いは、同じエッジ位置であっても測定結果に大きなばらつきをもたらす可能性があります。そのため、画像処理アルゴリズムは計測機器の測定精度に大きな影響を与え、画像計測における重要な懸念事項となっています。

製造上の誤り:

ビデオ測定機の製造誤差には、ガイド機構によって生じる誤差と設置誤差が含まれます。ビデオ測定機のガイド機構によって生じる主な誤差は、機構の直線運動による位置決め誤差です。

ビデオ測定機は直交している座標測定器互いに直交する3軸（X、Y、Z）を持つ。高品質のモーションガイド機構は、このような誤差の影響を低減できる。測定プラットフォームの水平調整性能とCCDカメラの設置が良好で、それらの角度が規定範囲内であれば、この誤差は非常に小さくなる。

操作エラー:

ビデオ測定機の動作誤差には、測定環境や条件の変化（温度変化、電圧変動、照明条件の変化、機構の摩耗など）によって発生する誤差と動的誤差が含まれます。

温度変化により、ビデオ測定機のコンポーネントの寸法、形状、位置関係、および重要な特性パラメータが変化し、機器の精度に影響を及ぼします。

電圧や照明条件の変化は、ビデオ測定機の上部と下部の光源の明るさに影響を与え、システムの照明が不均一になり、撮影画像のエッジに影が残ることでエッジ抽出に誤差が生じます。摩耗は、機器の部品に寸法、形状、位置の誤差を引き起こします。ビデオ測定機クリアランスの増加や、機器の動作精度の安定性の低下につながります。そのため、測定動作条件を改善することで、こうした誤差の影響を効果的に低減することができます。