3D轮廓测量仪VR-5000_UM_96M15065_C.pdf
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1、?VR-5000/VR-5200VR-5000/VR-510096M1506512345附录使用前安装测量前的准备安装选购设备维修保养外形尺寸/规格前言本手册说明了“3D 轮廓测量仪 VR-5000 系列”的使用方法、操作步骤和注意事项等。为了充分利用“3D 轮廓测量仪 VR-5000 系列”的性能,请在使用前仔细阅读本手册。并且,请保管好本手册以便随时使用。符号的意思本手册使用以下符号使重点部分一目了然。请务必阅读。注意事项 禁止擅自转载本手册的部分或全部内容。 为了进行改良,可能未经通知就对本手册的内容进行修改,敬请谅解。 如果您对本手册的内容有任何疑问或发现内容有误、漏记等问题,请与就近
2、的 KEYENCE 办事处联系。 若有缺页、错页,我们将为您更换。本手册中记载的公司名及产品名是各个公司的注册商标或商标。未遵守此处所载记载事项时,可能导致死亡或重伤的危害。未遵守此处所载记载事项时,可能导致死亡或重伤的危害。未遵守此处所载记载事项时,可能导致中度伤害或轻伤的危害。未遵守此处所载记载事项时,不仅可能导致产品自身受损 (自损) ,还可能导致其他财物受损。提醒注意务必进行的操作等。提醒注意容易出错的操作。显示可加深本文理解的事项及最好事先了解的信息。显示应参阅的页码与其他手册的参阅页码。96M150651安全使用注意事项为正确使用“3D 轮廓测量仪 VR-5000 系列”(以下简称
3、 VR-5000 系列) ,避免发生故障,请遵守以下注意事项。 使用注意事项 本产品不可用于保护人体及部分人体的目的。 本产品请勿在防爆区域中使用。 更换保险丝时,请先取下交流电源线再进行更换。否则可能导致破损或电击。 如果您未按本公司规定使用本产品,可能无法有效地保护产品。 开始作业或操作时,请确认本公司产品的功能及性能正常运转后再使用。 万一本公司产品发生故障,请采取可防止各种损害的充分的安全措施后再使用。 请勿将异物放入产品内部。否则可能导致火灾、电击、故障或事故。 切勿拆下 VR-5000 系列的外壳。手接触到产品内部将会触电,十分危险。VR-5000 系列通过外壳接地。在噪音多的环境
4、中或者在正极接地的装置上使用时,请采取绝缘安装。否则可能导致破损或电击。 请定期对保存在控制用 PC 内的数据进行备份。数据可能损坏。另外,委托维修前,请务必备份数据。 小心夹手请勿将手伸入载物台与机体之间。若被夹住可能导致受伤。 会发出可能危害眼睛的放射光。请勿凝视放射出的光线。否则可能会对眼睛造成伤害。VR-5000 用户手册 安全使用注意事项2 直视控制器(VR-5000)的 LIGHT 连接器发出的光,可能对眼睛造成损害。拆卸 LIGHT 电缆时,请务必关闭电源。 如果用于规格书中所载以外的规格或对产品进行改造将无法保证功能及性能,敬请谅解。 将本公司产品与其他设备组合使用时,由于使用
5、条件及环境等因素的影响,可能无法充分发挥正常的功能及性能,因此请仔细研究后再加以使用。VR-5000 系列使用了精密的光学零部件,因此请避免受到振动及冲击。否则可能导致破损。 插拔电源线、HEAD 电缆、LIGHT 电缆或Z载物台电缆时,请务必关闭 VR-5000 系列的电源。否则可能引起故障。 请勿使VR-5200电动XY载物台或样品接触镜头部分。否则可能导致破损。VR-5200、VR-5100的载物台上不能放置4.5kg以上的物品。 测量过程中请勿关闭电源。否则可能丢失部分或全部测量数据。 请勿手持产品前端部分。否则可能导致产品故障。 测量时的环境温度应保持不变。 接通电源后,请至少预热
6、60 分钟再开始测量。 镜头部脏污时,请使用镜头用吹风管吹掉污物,或用含有酒精的棉花棒轻轻擦掉污物。VR-5000 用户手册 安全使用注意事项3 发生异常时的注意事项 设置注意事项 电源注意事项出现以下情况请立即关闭电源。在异常状态下继续使用,可能导致发生火灾、电击和故障。请与就近的 KEYENCE 办事处联系维修事宜。 水或异物进入 VR-5000 系列内部时 掉落或外壳破损时VR-5000 系列冒烟或发出异味时请将 VR-5000 系列安装在水平的位置上。否则设备翻倒可能导致受伤。 请勿遮蔽控制器的通气孔及通气扇。内部温度上升将引发故障。VR-5200/VR-S300的载物台移动范围较大。
7、使用时请不要贴近周围的墙壁。(左右方向150 mm,前端方向100 mm)请勿安装在以下场所。否则可能引起故障。 施加直接震动的场所 环境温度超过 1530 范围的场所 环境湿度超过 3580RH(无结露)范围的场所 温度急剧变化的场所 空调等的风可直接吹到的场所 有挥发性可燃物及腐蚀性气体的场所 粉尘、盐分、铁粉、油烟多的场所 水、油、药品等的飞沫弥漫的场所 产生强磁场、强电场的场所 电源电压变动大的场所如果在安装VR-5000系列时有振动影响,建议使用市售的除振台。VR-5000 系列是I类设备。安装本设备时,请将电源线组件的保护接地端子连接到安装位置的保护接地导体。否则可能会导致电击或产
8、品损坏。 请勿强行弯折电源线,或在电源线上放置重物。电缆破损将导致火灾和电击。请勿使用破损的电缆。 确保在正确的电源电压下使用VR-5000系列;否则,可能导致电击、火灾或产品故障。 电源线组并未随 VR-5000 系列提供。 使用的电源线组应符合使用 VR-5000 系列的国家或地区的规定和标准。VR-5000 用户手册 安全使用注意事项4 运输相关注意事项 请手握基座的把手进行运输 (搬运) 。如果握住测定部进行搬运将导致破损。并且可能因设备掉落而导致受伤、破损。 搬动测量头时,请手持前侧的最细部分及后侧的凹陷处。 运输时,请用固定支架固定拆下的载物台。另外,将Z轴载物台降至最低位置后用固
9、定皮带进行固定。VR-5000 系列使用了精密的光学零部件,因此请避免受到振动及冲击。否则可能导致破损。 运输时请使用本公司指定的包装材料。否则可能导致破损。VR-5000 系列是超精密光学测量设备。急剧的温度变化将导致出现冷凝和光轴偏差等故障。开箱前,务必在常温 (1530)环境中放置 24 小时以上。再次运输 VR-5000 系列时需用到拆下的固定支架。请注意保管好。VR-5000 用户手册 安全使用注意事项5 保管相关注意事项 其他注意事项请勿保管在以下场所。否则可能引起故障。 施加直接震动的场所 环境温度超过 040 范围的场所 环境湿度超过 3580RH(无结露)范围的场所 温度急剧
10、变化的场所 有挥发性可燃物及腐蚀性气体的场所 粉尘、盐分、铁粉、油烟多的场所 水、油、药品等的飞沫弥漫的场所 产生强磁场、强电场的场所 阳光直射及可能遭受风吹雨淋的场所 可能发生掉落等危险的不稳定场所VR-5000/5100/5200脏污时,请用干布擦拭。6VR-5000 用户手册规章及规格相关注意事项本公司根据以下必要条件,确认本产品满足EU指令所要求的必要事项。在欧洲各国使用本产品时,请留意以下必要条件。 EMC 指令 适用标准EMI:EN61326-1,Class AEMS:EN61326-1这些必要条件并不保证组装了本产品的机械装置整体符合EMC指令所要求的必要事项。确认机械装置整体是
11、否符合标准,是机械装置生产者的责任与义务。 机械指令 适用标准EN ISO 12100EN61010-1EN62471 Risk Group2 过电压类 请在污染度 2 的环境下使用。 请安装在海拔 2000 m 以下。 请安装在室内。 本产品是I类设备。 安装本产品时, 请务必将交流电源线的保护接地端子连接到建筑物等的保护安装线上。 交流电源输入连接器相当于断路设备。安装时请确保发生异常时可立即将交流电源线从交流电源输入连接器上拆下。本产品符合以下 CSA 标准及 UL 标准,并已获得 CSA 认证。 适用标准CAN/CSA C22.2 No.61010-1UL61010-1本产品作为 CS
12、A 认证产品,使用时请留意以下必要条件。 过电压类 请在污染度 2 的环境下使用。 请安装在海拔 2000 m 以下。 请安装在室内。 本产品是I类设备。 安装本产品时, 请务必将交流电源线的保护接地端子连接到建筑物等的保护安装线上。 交流电源输入连接器相当于断路设备。安装时请确保发生异常时可立即将交流电源线从交流电源输入连接器上拆下。关于 CE 标志关于 CSA 认证7VR-5000 用户手册手册的章节12345?本章阐述 VR-5000 系列的测量原理、包装内容物以及各个部件的名称等。本章阐述机头的组装方法和与各个设备的连接方法。本章阐述测量前的准备工作与基本的调节方法。本章阐述选购设备的
13、种类及安装方法。本章阐述控制器保险丝的更换方法以及 Z 轴用润滑脂的涂抹方法。说明规格及外形尺寸。1章使用前2章安装3章测量前的准备4章安装选购设备5章维修保养附录外形尺寸图和规格VR-5000 用户手册8目录安全使用注意事项 .1规章及规格相关注意事项 .6关于 CE 标志 .6关于 CSA 认证 .6手册的章节 .7目录 .8第1章 使用前VR-5000 系列概要 . 1-2基本原理 . 1-2测量原理 . 1-2远心镜头 . 1-3低失真设计 . 1-3系统配置 . 1-4工作环境 . 1-5开箱顺序 . 1-7取出控制器和控制用 PC . 1-7取出机头 . 1-7检查包装内容物 .
14、1-9检查安装环境 . 1-12各部分的名称与功能 . 1-14机头 (右侧面及正面) . 1-14机头 (背面) . 1-15控制器 (正面) . 1-15控制器 (背面) . 1-16第2章安装组装机头 . 2-2组装 VR-5200 . 2-2组装 VR-5100 . 2-2连接 . 2-3连接图 . 2-3连接步骤 . 2-5第3章测量前的准备测量前准备工作的流程 . 3-2启动与关闭系统 . 3-3启动系统 . 3-3关闭系统 . 3-4调节机头 . 3-5VR-5200 . 3-5VR-5100 . 3-8 目录9VR-5000 用户手册第4章安装选购设备选购设备一览 . 4-2安
15、装和拆卸测量头 . 4-4拆卸测量头 . 4-4测量头的安装条件 . 4-5安装测量头 . 4-5安装旋转载物台 . 4-6安装间隔块 . 4-7包装一览 . 4-7间隔块的使用方法 . 4-7安装间隔块 . 4-8安装增高台 . 4-10组合使用旋转载物台和增高台 . 4-11安装VR-S300 . 4-12与外部XY载物台控制器 (VK-S1000)的连接 . 4-14检查包装 . 4-14各部分的名称与功能 . 4-14安装载物台控制器的台座 . 4-14连接载物台控制器 . 4-15启动与关闭 . 4-15维修保养 . 4-16输出规格 . 4-16第5章维修保养更换保险丝 . 5-2
16、附录规格 .附-2外形尺寸 .附-4VR-5200 .附-4VR-5100 .附-4VR-5000(控制器) .附-5索引 .附-610VR-5000 用户手册 目录备忘录VR-5000 用户手册1-1使用前11章 使用前本章阐述 VR-5000 系列的测量原理、包装内容物以及各个部件的名称等。VR-5000 系列概要 .1-2页开箱顺序 .1-7页检查包装内容物 .1-9页检查安装环境 .1-12页各部分的名称与功能 .1-14页使用前11-2VR-5000 用户手册VR-5000 系列概要VR-5000系列是利用内置有高亮度LED的投光部件照射出的结构化照明光,根据400万像素黑白C-MO
17、S照相机拍摄到的条纹投影图像,进行形状测量的3D轮廓测量仪。使用获得的条纹投影图像,可以瞬时测量任意部分的高度、长度、角度及体积等。光源发出的条形光线(条纹投影光线)由投光镜头倾斜照射到测量对象上。如果测量对象的表面形状存在高度差,用照相机从正上方拍摄倾斜照射测量对象时产生的条纹投影图像,条纹投影图像将根据对象的高度而出现变形。测量对象的表面形状不存在高度差时,条纹投影光线将投射到点 O 的位置上。但如果测量对象表面存在高度差,条纹投影光线将投射在点 A 的位置上。如果预先确定好相对于照相机光轴倾斜照射的角度,通过以下公式,可根据照明光在垂直于照相机光轴平面上的变形(OA 间距离)d 计算出测
18、量对象的高低差 h。h = 这种测量方法称为三角测距法,其中使用光线的方式称为光切断法。VR-5000 系列通过扫描光学系统将内置有高亮度 LED 的投光部发出的光转换为结构化照明 (条纹投影)光。结构化照明(条纹投影)光透过远心照明镜头从斜上方照射到测量对象上。测量对象的表面形状存在高低差时,光线倾斜照向测量对象上将使条纹投影图像变形。VR-5000 系列利用照相机从正上方拍摄变形的条纹投影图像,根据变形量测量对象的高度。如下图所示,VR-5000 系列利用左右交互投光, 可将测量对象的朝向和形状产生的影响降至最低。基本原理C-MOS 传感器低倍侧成像镜头部高倍侧成像镜头部受光镜头单元光源照
19、明镜头单元测量对象AdOhdtan- -测量原理阴影投光方向受光侧照相机受光镜头单元投光系统单元照明用光源投光镜头XY 载物台照明侧照明侧环形照明校正镜头图样生成单元Z 载物台 VR-5000 系列概要1-3VR-5000 用户手册使用前1VR-5000 系列的投光、受光镜头采用远心镜头。普通的镜头,当物体远离镜头时成像变小,靠近镜头时成像变大。但是远心镜头 (物体侧)不论物体距离镜头多远,成像大小均一样,如下图所示。由于无论物体与镜头之间的距离如何改变,成像大小 (倍率)都不发生变化,因此可称之为适用于测量用途的镜头。使用远心镜头无论对焦在何处均可以相同的倍率成像,但如果图像自身变形,也无法
20、测量正确的尺寸。镜头存在格状像差、球面像差等各种像差 (变形) ,其中对图像测量器来说最大的问题是导致图像变形的歪曲像差 (失真) 。VR-5000 系列的远心镜头将这种失真降至最小限度。下图所示的“卷纱形”和“桶形”变形,已将变形控制在不至于从画面上完全无法判断的程度 (低于 1 像素) 。远心镜头低失真设计从这个方向看普通镜头呈现的效果远心镜头呈现的效果如果镜头出现失真,物体形状的成像将如右图所示变形。这样就无法正确测量格子状物体图像卷纱形桶形 VR-5000 系列概要1-4VR-5000 用户手册使用前1VR-5000 系列除了基本系统外,另有可供选购的设备及软件应用程序。系统配置间隔块
21、 (OP-87724)控制器 (VR-5000)显示屏控制用 PC观察软件分析软件测量功能扩展模块(VR-H3J)基本系统选购件电动XY载物台 (VR-S300)(VR-5200的附件VR-5100的选购设备)分析功能扩展模块(VR-H3CA)VR-5100轮廓合成分析模块(VR-H3W)旋转载物台(VR-H3W的附件)VR-5200VR系列软件载物台控制器(VK-S1000)外部XY载物台 VR-5000 系列概要1-5VR-5000 用户手册使用前1 机头 (VR-5200/VR-5100)由测量用高亮度 LED 光源、C-MOS 照相机、扫描光学系统和远心镜头组成的测量单元。机头有2种型
22、号。 控制器 (VR-5000)内置观察用高亮度 LED 光源和控制基板等。 观察软件VR-5000系列专用选购软件。使用该软件执行用于样品位置对齐及相机图像对焦的载物台控制、获取样品的3D数据以及拍摄放大观察图像、调整观察图像亮度及手动调整测量条件等操作、调整。 分析软件 根据使用观察软件获取的3D数据输出观察图像的图像文件,以及测量分析形状、表面粗糙度、面积、体积等的软件。在检测项目中设定公差,也可以作为在线检查用软件使用。 控制用 PC用于控制 VR-5000 系列的 PC(本公司指定产品) 。 显示屏请使用本公司推荐的或市售的显示屏。 选购设备如需有关选购设备的种类及安装方法,请参阅
23、“第 4章安装选购设备”(4-1页) 。VR-5000 系列的工作环境必须满足以下条件。控制用 PC 的主要规格项目XY载物台Z载物台VR-5100手动电动VR-5200电动电动工作环境项目规格控制用 PCVR-5000 系列专用控制用 PC(本公司指定产品)OS预先安装Windows 10 Pro 64-bit英文版CPU英特尔 Xeon 处理器 E6-1220V3以上内存16 GB 以上USB 端口USB 3.0HDD可用空间20 GB 以上显卡本公司指定产品 (NVIDIA Quadro K420或P400相当) VR-5000 系列概要1-6VR-5000 用户手册使用前1显示屏的主要
24、规格 请将控制用 PC 电源选项的电源设置全部设为无 。 在测量过程中,通过开始菜单执行睡眠操作即可进入睡眠状态。此时测量中断,不保存测量结果。 使用观察软件应用程序时,如果连接着控制器,通过 Windows 的睡眠功能从睡眠状态中恢复后,控制器可能处于被切断的状态。将控制器的电源切断后再接通,或拔出再插入 USB 线,即可重新连接。 如果在显示 3D 时执行睡眠操作,正在显示的图像可能会消失。请暂时切换为其他图像,再重新显示 3D。 在与控制器通信时,请勿选择睡眠状态或休眠状态。在睡眠状态及休眠状态时,请关闭控制器的电源。 与控制器通信时,请勿拔下 USB 线。 在使用 VR-5000 系列
25、的同时还使用外部媒体及 HDD 等 USB 设备时,请连接不同线路集线器的端口。如果线路集线器与 VR-5000 系列相同,一旦拔插其他 USB 设备时,则可能出现误操作。项目规格分辨率19201080 像素以上1-7VR-5000 用户手册使用前1开箱顺序打开装有控制器的箱子,取出附件和控制器。同时将控制用 PC 和显示屏的箱子打开。机头包装在专用箱子中。请按照以下步骤开箱。1拆下连接处。2取下上面的箱子。3从缓冲垫中取出电缆。 请在常温 1530 中放置 24 小时以上再开箱。VR-5000 系列是超精密光学测量设备。急剧的温度变化可能出现冷凝、光轴偏差从而导致故障。 设备安装完成后,请务
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