PCB Blog - 回路基板二次元測定器の分類

二次元計測器は種類が多く、総称して二次元計測器と呼ばれているが、各種機器によって機能、精度、使用側の重点が異なる。

二次元測定器の分類

1、操作方式別に分類：手動二次元、半自動二次元、全自動二次元、ワンタッチ二次元。

2、測定機能別：二次元、2.5次元、複合式二次元。

二次元測定器の原理

1、手動型二次元測定器は手動で作業プラットフォームを移動して製品の映像ビデオエリアでの位置を調整し、手動製品の映像の鮮明度を調整する。手動二次元測定器は二次元、2.5次元、複合二次元であってもよい。

特徴：操作が便利で簡単で、移動の速度の速さは人のための制御ができ、しかも移動位置決めの精度は比較的に高い。測定された製品は、部品製品から大型の構造物まで幅広く測定でき、製品の材質を受けた画像は小さい。製品の寸法測定は比較的広く、輪郭寸法を測定できるだけでなく、製品の表面寸法の測定にも便利であり、製品の表面の強い反射光や映像の不鮮明さのために図をつかむことができないこともない。製品の公差変化が比較的大きい製品測定に適している。価格は比較的安く、構造と性能は比較的安定しており、問題が発生する確率は小さく、アフターサービスコストは低い。

欠点：測定効率が低く、特に大きいサイズのマルチサイズの輪郭寸法を測定する場合。複数の同種製品の測定に対して毎回図面測定過程を繰り返す必要があり、応用が不便である。大ストロークの機器では、オペレータがXY軸を操作する際にZ軸の操作が困難である。

2、半自動二次元測定器は手動で作業プラットフォームを移動して製品の映像ビデオエリアでの位置を調整するが、マウスや操作レバーを通じて製品の映像の鮮明度と高さの測定を制御する。半自動映像計は通常、ストロークの大きな2.5次元である。

特徴：大ストローク手動二次元測定器Z軸の不便な操作性を解決した。高さ、深さ、平面度、焦点を測定する操作は迅速で便利です。

欠点：小行程の半自動機種の操作に大きな便利さをもたらしていない。小行程の機器は通常一体ではないため、XYを操作する際にマウスでZ軸を制御しなければならず、操作性が悪い。

3、全自動二次元測定器はモーターを手動の代わりに動力とし、ソフトウェアプログラムを用いてXY軸テーブル及びZ軸高さ移動を制御する。自動の変倍レンズを合わせれば自動連続ズームが可能です。全自動二次元測定器は様々なレンジの機種に適しており、通常は高度な測定機能を持つ2.5次元またはレーザーとプローブを搭載した複合二次元測定器である。

利点：計器レンジの影響を受けず、各種ストロークの映像計は自動化できる。操作は比較的便利で、マウスやレバーを制御するだけで機器のストローク内のすべての動きを制御することができます。プログラム測定ができ、製品を初めて測定するときに測定ステップなどのプログラムを作成するだけで、次回測定は直接計器で自動的に測定し、公差を自動的に判断することができ、効率が高く、ロット測定に適している。位置定位はプログラム可能な記憶であるため、繰り返し測定の精度が高い。人為的な図面測定誤差がなく、測定結果の信頼性が高い。製品サイズが多く複雑な製品測定に適しています。測定データと図面は自動的に保存され、顧客のニーズに応じて適切な形式のレポートを直接出力することができます。

欠点：製品の輪郭寸法の測定プログラム測定は比較的便利で簡単であるが、製品の表面寸法測定時に受ける材質と形状の制限は比較的に多く、図を間違え、測定に誤りが生じやすい。整合性が悪い、または公差変動範囲が比較的大きい製品では、測定するのはあまり便利ではなく、時々図面エラーが発生し、しかも修正しにくい、新しい測定から、測定効率に深刻な影響を与える必要がある。サイズが少なく構造が簡単な製品の測定には、かえって手動機が便利ではありません。価格は比較的高く、事故確率は相対的に手の動機が多く、アフターサービスのコストも大きい。

4、ワンタッチ二次元測定器はフラッシュ画像測定器とも呼ばれ、2013年前後に発展した新しい二次元測定器形式である。ワンタッチ二次元測定器の原理は、大視野角遠心レンズを通じて製品輪郭画像を数倍または数十倍縮小して数百万画素高解像度CCDカメラに伝達し、さらに強大な計算能力を持つバックグラウンド描画測定ソフトウェアによって予めプログラムされた指示に従って製品輪郭図を迅速に把持した後、高画素カメラの微小画素で形成されたスケールと比較して製品サイズを計算することである。本体の構造は簡単で、変位センサ格子定規を必要とせず、大視野角の大被写界深度の遠心倍率縮小レンズ、高画素のCCDカメラ、計算能力の強いバックグラウンドソフトウェアだけが必要である。

利点：測定速度は極めて速く、2〜5秒以内に100個以内の寸法の描画、測定及び公差の評価を完成でき、効率は伝統的な二次元二次元測定器の数十倍である。測定ストロークの増大によるアッベ誤差の影響を回避した。繰り返し測定精度が高く、同一製品の繰り返し測定データの一致性が悪い現象を解決した。計器の構造は簡単で、変位スケールの格子定規は必要なく、測定中にテーブルを移動する必要もないので、計器の安定性能はとても良い。

欠点：測定されたレンジは小さく、その測定レンジは高精度を保証する場合に130ミリ以下である。測定機能は比較的狭く、平面基本幾何寸法の測定と公差の評価にしか適していない。製品に対する要求は比較的高く、製品の輪郭が滑らかではなく、微細な製品測定に対する誤差は比較的に大きい。価格は比較的高価です。

5、二次元はその名の通り、製品の輪郭寸法と表面寸法を含む計器レンジ内の二次元平面幾何寸法しか測定できない。測定されたジオメトリ要素には、点、線、円、角、円弧とそれらの間の基本的な幾何関係、および点の座標位置、直線度、垂直度、垂直度、円度、同心度などの幾何公差が含まれます。製品の俯瞰図を逆描画ツールとして描画することもできます。

利点：価格が比較的安く、操作しやすい。2 D平面ジオメトリ寸法の精密測定は独立して行うことができます。

欠点：高さ、盲穴の深さ、沈み角の角度を測定することができない。フォーカスの最も明瞭な点をソフトウェアで自動的に判断することはできず、人為的な誤差がある。

6、2.5次元は二次元に基づいてZ軸測定機能を追加したもので、二次元二次元平面測定の基本機能を備えている場合、Z軸方向は精密にピントを合わせ、高さを測定し、深さを測定し、平面度機能を測定することができる。2.5次元には手動型、半自動型、全自動型がある。

利点：型番が豊富で、機能が全面的で、使用範囲が広い。操作が簡単で迅速な利点を維持しながら、人為的な誤差を減少させた。以上の手動、半自動、全自動映像測定器の利点を備えている。

欠点：Z軸方向の機能は比較的に単一で、Z軸の運動方向の固定の制限を受けて、機能は十分に強大ではなくて、テーブル面以上の方向の3次元空間関係の測定を満たすことができません。Z軸方向測定の精度は限られており、XY方向の測定精度には達していない。

7、複合式二次元は2.5次元にレーザー測定とプローブ測定を加えることで、2.5次元Z軸方向測定機能と測定精度の更なる補充である。

利点：レーザーまたはプローブを配置した後、Z軸方向の測定をより便利、迅速、正確にする。プローブ測定機能を追加するとZ軸方向の機能が強化され、測定機能は平面の幾何光学に限らず、簡単な面と面の寸法と位置公差の測定と評価を行うことができるようになった。

欠点：価格は手動2.5が高く、特に精密なレーザーを加えると、価格がさらに高くなり、購入と使用コストが増加します。プローブのプローブは回転測定ができないため、機能的に大きな制限を受けることになり、やはり3座標測定機のように空間幾何関係を発展させる測定と評価を完了することはできない。プローブ測定は製品自体の材質によって制限されており、広く使用することもできません。

二次元測定器は二次元平面寸法を測定するために用いられ、回路基板製造に広く応用されている。二次元は主にノギス、角度定規では測定が難しいか、まったく測定できないが、組み立てにおいて重要な部品のサイズ、角度などに用いられ、例えばシリコンゴム、回路基板の沿面距離、電気隙間、コントロールパネルのランプ穴、プラスチック部品の一部のサイズなど、一部の部品の画像を写真にして不良原因を分析することにも用いることができる。二次元映像測定器は表面光または輪郭光を用いて部品を照明して得られる映像であり、部品の測定には点を取る必要があるため、すべての部品が二次元測定器を用いて測定するのが最も精密ではなく、最も良い方法、最も有効な方法を選んでこそ部品の寸法測定に最も正確であることができる。