[发明专利]免对正轴心的影像测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种免对正轴心的影像测量装置及其方法，其用以测量待测工件。免对正轴心的影像测量装置包含旋转盘，旋转盘包含旋转轴心位置，待测工件设于旋转盘上。光投影单元产生光线照射至待测工件，并于影像撷取单元上形成第一工件遮蔽阴暗区域。旋转盘及待测工件受中央控制处理单元控制而旋转一个旋转角度，令影像撷取单元上形成第二工件遮蔽阴暗区域。中央控制处理单元依据第一工件遮蔽阴暗区域与第二工件遮蔽阴暗区域运算而产生工件轴心位置。工件轴心与旋转轴心相隔轴差间距。借此，透过非接触式的影像测量方式，能在任意摆放待测工件条件下正确地估算工件轴心位置及特征尺寸，既快速便利且准确度高。

技术领域

本发明是关于一种影像测量装置及其测量方法，特别是关于一种免对正轴心即可快速且准确地测量工件轮廓尺寸的影像测量装置及其测量方法。

背景技术

近年来，利用背投影像测量工件尺寸已经被广泛地应用于工业测量，然都只能做平面的轮廓影像测量。当要测量一个轴形待测工件的时候，许多测量项目都超出平面范畴，必须旋转待测工件才能测量。传统的投影测量必须倚赖精准的轴端顶心，将轴件同心而且水平夹持才能准确测量。由于传统技术的测量操作不易精确对准，所以无法快速有效地掌握所欲测量的剖面轮廓尺寸。

以螺丝为例，一般螺丝都是柱状的，只要撷取任意剖面的轮廓影像，就可以计算出代表这一颗螺丝的特征尺寸。但是如果螺丝剖面不是圆形的，而是三角形的剖面(此结构以下称为三角牙螺丝，Triangular Thread Screw)，就必须准确定位找到三条中线才能算出三角牙螺丝的外径和中线长度。然而，对于传统的投影测量而言，其必须倚赖精密的旋转夹具才能找到准确的中线位置。即便有精密的旋转夹具，由于螺丝制造变形的关是，三角牙螺丝的横截面不会是对称的三角形，而且螺杆与螺头的同心度也不佳，所以利用旋转夹具夹持三角牙螺丝的任何位置，通常旋转中心不会准确地通过三角形的形心(centroid)，因此三角牙螺丝的外径与中线长度的测量往往会出现较大的误差。

目前有一种公知的测量技术，其测量三角牙螺丝的外径是使用V型千分尺，此V型千分尺是利用三点可以构成一个圆的原理来计算外径，但是测量时必须注意取点，测量触头必须对准三角的顶点，否则测量值会不准。由于一般制造出来的三角牙不会是一个完美的正三角形，所以使用V型千分尺测量出来的外径距离也是仅供参考。至于测量中线长度，又得回归使用一般的分厘卡来测量，同样都有测量触头必须对准三角的顶点的问题。综上所述，使用V型千分尺与分厘卡均属于接触式的测量方式，人员的操作经验相对很重要，而人因造成误差率提升往往是这类测量器具的潜在问题。

由此可知，目前市场上缺乏一种可随意摆置工件、可快速测量、便利性佳且准确度高的免对正轴心的影像测量装置及其测量方法，故相关业者均在寻求其解决之道。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种免对正轴心的影像测量装置及其测量方法，其利用不同旋转角度的遮蔽阴暗区域的参数撷取与计算实现非接触式的影像测量方式，可以任意摆放或夹持工件而不用准确对准轴心，就可以正确地估算工件的轴心位置，进而计算出它的特征尺寸，故本发明具有相当的便利性。此外，透过免对正轴心的特殊概念结合影像测量方式，不但可以减少测量人力与降低测量成本，还可大幅节省测量时间并提高测量准确度，以解决公知技术存有误差过大以及人为接触式测量的缺点及问题。