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技術概念 · GLOSSARY

Caliper 卡尺量測 Caliper Tool

Cognex 視覺軟體中最常用的邊緣量測工具。Caliper(卡尺)用兩條虛擬邊緣探針量測寬度、距離、間隙與邊緣位置,具備 sub-pixel 精度。In-Sight 與 VisionPro 內建,工業精密量測場景的主力工具。

技術概念

Cognex 視覺軟體最常用的邊緣量測工具,量測寬度、距離、間隙與位置。

DEFINITION · 完整解釋

以下由 VSK 工程師整理。涵蓋定義、原理、應用情境、與 Cognex 機型對應關係,並附常見 Q&A。

Caliper 是什麼?

Caliper(卡尺工具)是 Cognex 工業視覺軟體最常用的「量測」工具。原理就像把一把虛擬數位卡尺放在影像上:

  1. 在影像上放置「兩條邊緣探針」(兩端的虛擬卡尺鉗口)
  2. Caliper 自動掃描各探針區內的灰階變化 → 找到邊緣位置
  3. 計算兩邊緣之間的「寬度 / 距離 / 間隙

精度可達 sub-pixel ±0.05 pixel(典型工業量測精度)。

Caliper 5 大量測類型

類型場景例子
Width(寬度)工件尺寸IC 腳寬、螺絲直徑
Distance(距離)兩特徵間距螺絲孔距、零件間距
Gap(間隙)兩工件縫隙玻璃接縫、塑膠殼縫隙
Edge Position(邊緣位置)單邊位置邊界對齊量測
Edge Pair(邊緣對)突出/凹陷量測印刷不對齊

Caliper vs PatMax 怎麼選?

兩個 Cognex 量測工具的差異:

比較CaliperPatMax
目的量測(距離 / 寬度)定位(X, Y, θ)
輸入兩端邊緣探針標準樣本圖
輸出數值(mm / pixel)座標 + 旋轉角
速度極快(μs 級)快(ms 級)
適合已對齊工件的精密量測工件位置未知的定位

典型工作流程:PatMax 先定位工件 → Caliper 在工件上量測尺寸。

Caliper 量測精度的 3 大關鍵

1. 邊緣對比度(Contrast)

  • 邊緣黑白差越大 → 量測越準
  • 解法:燈光配套(背光、同軸光)強化對比

2. 邊緣銳利度(Edge Sharpness)

  • 邊緣模糊 → 精度下降
  • 解法:鏡頭對焦準、光圈適中(F8-F11)

3. Pixel Pitch + Sub-pixel

  • 像素越細 + sub-pixel → 精度越高
  • 12MP 相機 + sub-pixel = μm 級精度

Caliper 在 In-Sight / VisionPro 的差異

軟體Caliper 工具
In-Sight Explorer(智慧相機)預設工具,EasyBuilder 拖拉設定
VisionPro(PC 軟體)CogCaliperTool,完整 API 可程式化
In-Sight 2800 系列(影像感測器)簡化版量測工具

初學者選 In-Sight + EasyBuilder(30 分鐘上手)。工程師深度客製選 VisionPro。

工程師常見問題

Q1:Caliper 跟「畫線量距離」差別?

A:Caliper 不是用滑鼠拉線量。它是自動偵測邊緣位置 + sub-pixel 內插,比手動量精度高 10-50 倍。

Q2:Caliper 量測重複精度多少?

A:穩定環境下 ±0.05 pixel(重複量同一工件,誤差小於 0.05 像素)。換算實際 mm 需乘 pixel pitch。

Q3:Caliper 量測失敗的原因?

A:3 大原因:

  • 邊緣對比不足(燈光太弱)
  • 邊緣有干擾(汙染、雜訊)
  • 探針位置不正確(沒涵蓋到工件邊緣)

VSK 可協助設定燈光 + 探針位置。

Q4:Caliper 能量測曲面工件嗎?

A部分能。Caliper 是 2D 量測工具,曲面工件需投影或從特定角度量測。複雜曲面建議 3D 視覺(如 Cognex 3D-A5000)。

想用 Caliper 解決量測問題?

VSK 提供完整 Caliper 設定服務:

  1. 量測需求分析 — 您的工件需要哪種量測(寬度 / 距離 / 間隙)
  2. 燈光鏡頭設計 — 影響 Caliper 精度的關鍵
  3. Caliper 教學 — VSK 工程師現場教 In-Sight Explorer 設定

請提供工件樣品 + 量測項目,VSK 工程師評估後會盡快與您聯繫。

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