Azok a gépek, amelyeken a kamera a hagyományos komparátorokhoz hasonlóan rögzítve van a mért tárgyhoz képest, és teljes jellemzőket tudnak mérni a szenzor látómezejében, úgynevezett in the image méréssel működnek. Azoknak a berendezéseknek a mérési módját pedig, amelyek a hagyományos szerszámkészítő mikroszkópokhoz hasonlóan működnek, és a kamerát a mérési térben mechanikus tengelyek (mérőasztal) mentén mozgatva a szenzor látómezejénél nagyobb jellemzőket is képesek mérni, on the image mérésnek nevezzük.
In the image mérés
A legegyszerűbb esetben az in the image mérés kizárólag optikákkal és egy (CCD vagy CMOS) kamerával valósul meg. A fix látómezőben érvényes pontosságot elsősorban az optika nagyítása (mintegy 0,04 és 10 között) és ezáltal a látómező mérete (megközelítően 200 mm-1 mm élméretű négyzet) határozza meg. Minél nagyobb a látómező, annál kisebb a felbontás és a pontosság. Vegyünk például egy 100 mm hosszú tárgyat, amelyet az optika a kamera szenzorának pontjaira vetít. Ez legjobb esetben is néhány ezer pixel vonalanként. A 100 µm körüli eredő felbontást szubpixeles interpolációval a tízszeresére növelve megközelítően 10 µm-es mérési pontosság adódik. 100 mm-es méretű tárgyaknál tehát ilyen technikával 100 µm-es nagyságú tűrések ellenőrizhetők (a mérési bizonytalanság és a tűrés aránya 10:1).
A nagy látómezőhöz szükséges kis nagyítású lencsék gazdasági megfontolásokból (korlátozott hely és emiatt kisebb nyílás) általában nagyobb mélységélességgel rendelkeznek, ami megnehezíti a pontos fókuszálásukat. Ez a „normál” lencsék mélységélességében jelentkező ismeretlen nagyítás miatt mérési eltéréseket okoz. A telecentrikus lencsék állandó nagyítást garantálnak viszonylag nagy mélységélességben (a telecentrikus tartományban), ezért nagyobb mélységélességekhez van rájuk szükség. Ezenkívül a képfeldolgozás is kínál olyan funkciókat, amelyek megkönnyítik a felhasználó számára a pontos fókuszálást. Munkadarabok 10 µm-es tűréseinek nagy mérési tartományban történő vizsgálatához ez a koncepció nem jelent hatékony megoldást. Ilyen esetben on the image elvű gépekre van szükség.
On the image mérés
Az on the image elven működő mérőgépek képesek elmozdítani a munkadarabot vagy a kamerát a gép tengelyei mentén, különálló geometriai elemek, például pontok, egyenesek vagy körök észleléséhez. A szükséges pontosságot részben a megfelelően nagy nagyítású optika kiválasztása garantálja.
A szenzor és a munkadarab pozíciója (portál- vagy x-y asztalos gépeknél) a gépi tengelyek pontos mérésével is meghatározható, a geometriai és a hőmérséklet miatti eltérések figyelembevételével. A geometriai elemek az észlelt elem koordinátarendszer-beli pozíciójának és a szenzor gépi koordinátarendszer-beli pozíciójának szuperpozíciójával alakulnak jellemzőkké, például távolsággá vagy szöggé. A jellemzők helyét és méretét a mérőszoftver számítja ki. Egy kiegészítő függőleges mérőtengellyel ezek a gépek háromdimenziós munkadarabmérésre is alkalmasak. A tárgy felülete a harmadik tengellyel mérhető, például a képfeldolgozó szenzor autofókuszos szenzorként történő használatával.
Az on the image mérési elv hátránya, hogy a munkadarabot el kell mozgatni a megfelelő mérési pozíciókba. Ezt megteheti a gépkezelő manuálisan, illetve mérőprogram írható a gép tengelyeinek automatikus mozgatására. Az elv előnye viszont, hogy nagy mérési tartományokban is fokozott pontosságot garantál.
Raszterszkennelés: egyesített előnyök
A raszterszkennelés a két technika előnyeit egyesíti. A minél nagyobb mérési tartomány érdekében a rendszer automatikusan felvételeket készít a teljes mért objektumról különböző on the image pozíciókban, majd azokat egyetlen képben egyesíti. A teljes kép ezután az in the image elv szerint, felhasználóbarát módon értékelhető.
Rendkívül előnyös elrendezést jelent, ha a kamera felfelé néző tokozott házban helyezkedik el. A munkadarab egy, a kamera fölött található üveglemezre kerül, és mindig a gyújtósíkban található, emiatt nincs szükség a fókusz beállítására. Átbocsátott fénnyel történő mérésekhez a fényforrás a munkadarab felett található. A különleges, kollimált átbocsátott fénnyel magas és kerek munkadarabok is pontosan mérhetők, mivel a megvilágítás a lencséhez igazodik (a két rendszer nyílása egyforma).
Pontos mérés a kétféle elven
A koordinátamérő gépek teljesítményének képfeldolgozó érzékelővel történő megítéléséhez nem elég a mérési eredmények reprodukálhatóságát vizsgálni. Kalibrált elemek (átmérők és távolságok) használandók az országos és a nemzetközi szabványok követelményeinek teljesítéséhez (követhetőség). A tapintási és a maximálisan megengedhető hiba vizsgálatának módszereit az ISO 10360 szabvány 7. része és a VDI/VDE 2617 irányelv 6.1 oldala írja elő in the image és on the image mérésekre, valamint 2D-s és 3D-s mérőberendezésekre.
Az in the image elven működő mérőgépek közös jellemzője a könnyű kezelhetőség és a kiváló ergonómia. Mérési tartományukhoz képesti pontosságuk miatt azonban felhasználhatóságuk korlátozott, és kizárólag 2D-s mérési feladatokra alkalmasak. A legtöbb mérési feladatnál a munkadarabméret és az előírt tűrés aránya on the image mérőgépek használat teszi szükségessé.
