视觉系统可以帮助制造商减少废料,提高良率和发现更好的方法组装产品。

Vision Systems还可以告诉您物品在生产中的位置,它们可以确保部件在正确的时间位于正确的位置。不再想知道:是一部分存在吗?它是正确的方向吗?它是直径和形状吗?它是正确的颜色吗?

一家公司在一个简单的排序应用程序中使用vision。该系统读取产品上的条形码,并指示机器将其放入相应的盒子中。系统确保正确的产品进入正确的盒子,每个盒子都有正确的邮寄标签。

相机选择

用于视觉系统的摄像机不同于消费者或商业摄像机。他们设计的工业环境.生产高质量的产品需要高质量的设备。与大多数消费相机不同,大多数机器视觉相机都配备了电荷耦合设备(CCD)传感器,而不是互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。ccd产生的噪声更小,动态范围更广,对光更敏感。

虽然早期摄像头是模拟的,但今天的大多数相机都是数字化的。由于模拟日,分辨率和质量急剧提高。模拟由国家电视系统委员会(NTSC),相交流线(PAL)或与内存(SECAM)视频的顺序颜色,分辨率约为0.33百万像素。模拟视频所需交错:每个帧仅由图像的偶数行或奇数行组成,并且必须缝合在一起。

如今,数码相机可以处理更多数据,可提供多达2900万像素的分辨率。某些数码相机可以在点对多点拓扑中联网。模拟摄像头通过简单的相机到计算机连接受限。这不会为复杂的3D检查工作,这需要多个相机与同步密切合作。

相机的规格和类型由照明、检查速度、总面积以及物体是否停止或移动决定。其他因素包括总数据率,到计算机的距离,以及是否需要颜色值。相机的视场,对象的大小,大小的缺陷,和相机的距离检查部位确定相机的分辨率,镜头的相机需要———区域领域工作距离,或如何关闭相机必须被检查的项目。

一般来说,较小的缺陷需要更高的分辨率,但更高分辨率的传感器可能有更低的帧率。更快的移动物体需要更快的帧速率和相机输出,由相机的总数据速率决定:分辨率x帧速率x位深。数码相机提供多种输出选项,如GigE、Camera Link、CoaXPress和高清串行数字接口(HD-SDI)。大多数数码相机也有一系列位深选项,这有助于在高对比度和低对比度环境中发现缺陷。

大多数视觉系统使用单色而不是彩色传感器。单色传感器对可见光以外的波长具有灵敏度。例如,单色相机也可能对近红外和紫外光敏感。这些波长可以用来穿透塑料包装或检测太阳能电池板的热效应。当检测颜色变化很重要时,比如识别食物中的异常情况,就会使用彩色摄像机。然而,存储彩色图像需要更多的内存和处理能力。

相机界面标准影响带宽,系统配置和电缆长度。GigE Vision以每秒1g字节(Gbps)的速度运行,可容纳100米长的电缆。Camera Link的最高速度为6gbps,需要两根电缆,每根电缆长度不超过10米。CoaXPress在40米或100米以上的电缆传输速率分别为6.25 Gbps和3.125 Gbps。由于它像模拟摄像机一样依赖于同轴电缆,所以CoaXPress只允许点对点拓扑。

在决定这些规范之后,工程师可以考虑相机质量的差异。例如,产生一些可视噪声的摄像机之间的成本差异,以及具有相同规格的产生没有,可以仅为5%至10%。噪声水平影响视觉系统的准确性。它们可以产生假阳性或假否定(错过缺陷)。因此,在挑选相机之前,工程师应考虑各种相机的噪音水平,并决定其特定应用中可接受的内容。可以容忍一些噪音吗?

由于传感器内的热量是产生视觉噪声的主要原因,工程师应该确定传感器散发的热量和相机的温度。相机的好坏取决于它的组件。工业级CCD相机的工作温度范围为-40 ~ 85℃,比工业级组件的0 ~ 70℃范围宽得多。

一旦工程师选择了摄像机,他们需要考虑系统配置。摄像头将安装在哪里?有多少空间可用?这些部件将如何照明?电缆的长度由相机和电脑之间的距离决定。在工业应用中,它们不能总是同时出现。一些摄像机接口标准(如CoaXPress和GigE)提供了较长的电缆长度。

有时没有足够的空间为相机单独的电源线。一种解决方案是在摄像头上安装以太网电源(Power over Ethernet)或摄像头电源(Power over camera Link)。通过一根电缆传输电力和数据,工程师可以将摄像头连接到难以到达的区域。

所需摄像机的数量和类型取决于视觉系统的目标。系统会用平行摄像机从相似的角度检查移动的物体吗?或者系统会从不同角度检查静止的物体吗?

系统配置和收集的数据确定照明要求。系统是否正在寻找特定的缺陷,识别特定模式,或测量对象?需要多少均匀性,对比或亮度?应用程序允许多少功率消耗和发热?答案将有助于确定您是否选择LED,卤素灯,光纤或照明技术的组合。