根據(jù)目的選擇相機(jī)
導(dǎo)入視覺系統(tǒng)前需要確認(rèn)的主要項(xiàng)目
視覺系統(tǒng)的使用方法大致可分為“數(shù)量、缺貨檢測”“異物、瑕疵、缺陷檢測”“尺寸測量”“位置測量”4種,分別用于多種多樣的行業(yè)。本資料介紹選擇與目的相適應(yīng)的相機(jī)的要點(diǎn)。
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- 選擇檢測所需的設(shè)備
- 選擇符合檢測規(guī)格的設(shè)備。
- 相機(jī)/控制器/光源/鏡頭/顯示器
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- 檢測判斷
- 利用實(shí)際工件和實(shí)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。
- OK、NG品的限度樣本/檢測效率/
確認(rèn)Must、Want/品種數(shù)
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- 選擇安裝方法、安裝地點(diǎn)
- 研究具體的安裝地點(diǎn)。
- 移動中/停止中/周圍環(huán)境/環(huán)境光/振動等
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- 實(shí)現(xiàn)自動化的控制方法
- 確認(rèn)對視覺系統(tǒng)的輸入輸出控制。
- 拍攝時(shí)間點(diǎn)/判定結(jié)果輸出/PLC控制/數(shù)據(jù)輸出
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- 現(xiàn)場測試
- 根據(jù)需要,在實(shí)際生產(chǎn)線上進(jìn)行驗(yàn)證。
- 設(shè)定微調(diào)/統(tǒng)計(jì)分析/輸入輸出控制確認(rèn)
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- 操作方法解說
- 說明基本設(shè)定方法。
- 公差設(shè)定/敏感度調(diào)整/檢測設(shè)定變更/品種注冊
視覺系統(tǒng)使用的相機(jī)種類大致可分為以下幾種。根據(jù)用途,從中選擇可獲取更佳圖像的相機(jī)。
各自均包括彩色、黑白相機(jī)。
- (1)高像素型
- (2)高速型
- (3)標(biāo)準(zhǔn)型
- (4)小型

選擇檢測所需的設(shè)備【相機(jī)選擇篇】
【相機(jī)選擇1】根據(jù)像素?cái)?shù)選擇(高像素型或標(biāo)準(zhǔn)型)
視覺系統(tǒng)使用的CCD感光元件,是格子狀排列的小像素(pixel)的集合體。其中包括,從常被作為標(biāo)準(zhǔn)型使用的31萬像素CCD,到被稱為高像素型的200至500萬像素CCD。
那么,對于其中的像素?cái)?shù)差異,又該如何區(qū)分使用呢?
一般從“視野尺寸” 和“像素分辨率” 兩點(diǎn)來選擇相機(jī)。“視野尺寸”,就是拍攝檢測目標(biāo)物的范圍,可通過所用的鏡頭進(jìn)行變更。而“像素分辨率”,就是“CCD的1個(gè)像素相當(dāng)于多少mm”,其中的關(guān)系如以下公式所示。
像素分辨率=Y(jié)方向視野尺寸(mm)÷CCD的Y方向像素?cái)?shù)
接下來,以Y方向30 mm的視野尺寸為例,思考此時(shí)的像素分辨率。CCD使用標(biāo)準(zhǔn)型31萬像素(Y=480像素)和高像素型中通用的200萬像素(Y=1200像素)。
即【使用31萬像素相機(jī)時(shí)的像素分辨率】=30 mm÷480像素=0.063 mm/像素
【使用200萬像素相機(jī)時(shí)的像素分辨率】=30 mm÷1200像素=0.025 mm/像素。
只要知道像素分辨率,即可計(jì)算出此時(shí)視野尺寸的基準(zhǔn)。視覺系統(tǒng)代表性的應(yīng)用有“外觀檢測”和“尺寸檢測”,在“外觀檢測”時(shí)使用“最小檢測尺寸”來良否判定;在“尺寸檢測”時(shí)則使用“尺寸公差”。
各項(xiàng)的基準(zhǔn)值通常是:
“最小檢測尺寸”=4像素角
“尺寸公差”=±5像素 為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)上一步中算出的像素分辨率,求出進(jìn)行“外觀檢測”時(shí)的“最小檢測尺寸”
即【使用31萬像素相機(jī)時(shí)的最小檢測尺寸】=0.063 mm/像素 × 4像素角=0.25 mm角
【使用200萬像素相機(jī)時(shí)的最小檢測尺寸】=0.025 mm/像素 × 4像素角=0.1 mm角。
也就是說,如果檢測內(nèi)容是“檢測出30 mm視野內(nèi),小于等于φ0.1 mm異物”,就需要選擇200萬像素以上的相機(jī)。
【參考】將30 mm視野內(nèi)的φ0.5 mm異物部分放大


*200萬像素的相機(jī)能夠拍攝出對比度更大、細(xì)微變化更清晰的影像。
相機(jī)選擇 POINT 1
從“像素分辨率”這一點(diǎn)來添加良否判定的基準(zhǔn),可選擇合適像素?cái)?shù)的相機(jī)!
【相機(jī)選擇2】根據(jù)CCD類型選擇(彩色型或黑白型)
客戶常會提出,“彩色相機(jī)和黑白相機(jī),到底選哪種好呢?”的疑問。通常情況下,如果檢測項(xiàng)目會因“色相變化”發(fā)生差異,彩色相機(jī)會具有優(yōu)勢。下面是使用顏色處理來檢測黑白相機(jī)難以檢測的白底黃色污點(diǎn)的示例。

但是,并不表示選擇黑白相機(jī)一點(diǎn)優(yōu)勢都沒有。比如下面的“使用背光燈的尺寸測量”所示,并非“色相變化”,而是在“亮度變化”出現(xiàn)較大差異的情形下,應(yīng)當(dāng)選擇黑白相機(jī)。

相機(jī)選擇 POINT 2
通過辨別出希望檢測的點(diǎn)是“色相變化”還是“亮度變化”,可區(qū)分使用彩色相機(jī)和黑白相機(jī)!
【相機(jī)選擇3】根據(jù)傳輸速度選擇(高速型或標(biāo)準(zhǔn)型)
在視覺系統(tǒng)的相機(jī)中,即使像素?cái)?shù)相同,在傳輸速度上,也有傳送速度為高速的類型。以31萬像素型為例,標(biāo)準(zhǔn)型的傳輸速度為16.0 ms,而高速型則實(shí)現(xiàn)了4.7 ms的傳輸速度。利用部分拍攝功能,還能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步高速化。高速型不僅適用于高速生產(chǎn)線,對于低速生產(chǎn)線檢測,如果需要通過“追加預(yù)處理”、“追加檢測工具,實(shí)現(xiàn)雙重檢查”等,達(dá)到更高的檢測穩(wěn)定性,高速型是有效的選擇。
![[ 檢測芯片部分的外觀(7倍速31萬像素黑白相機(jī)) ] 檢測項(xiàng)目: 檢測模具部的瑕疵 / 尺寸檢測 / 位置補(bǔ)正(Xyθ) | 觸發(fā)間隔: 3 ms / 可檢測個(gè)數(shù): 19,980個(gè)/分鐘 [ 檢測瓶蓋的外觀(7倍速31萬像素彩色相機(jī)) ] 檢測項(xiàng)目: 檢測印刷缺陷 / 位置補(bǔ)正(XY) / 角度補(bǔ)正(360°) | 觸發(fā)間隔: 12 ms / 可檢測個(gè)數(shù):4,999個(gè)/分鐘](/Images/ss_visionbasics_primer1_img06_1694732.jpg)
相機(jī)選擇 POINT 3
選擇高速相機(jī)的優(yōu)勢,不僅包括“檢測效率高速化”,還有“處理穩(wěn)定化”!
【相機(jī)選擇4】根據(jù)相機(jī)尺寸選擇(小型或標(biāo)準(zhǔn)型)
小型相機(jī)的性能規(guī)格保持不變,卻大幅縮小了相機(jī)尺寸。高像素型、標(biāo)準(zhǔn)型的彩色/黑白相機(jī)均配備了小型產(chǎn)品,基本上用于有效活用受限安裝空間。尤其是在后裝到現(xiàn)有設(shè)備等沒有空間的情況下,小型相機(jī)的優(yōu)勢就體現(xiàn)了出來,可避免大幅的設(shè)備改造。
必要安裝空間的思路
如下圖所示,將A:WD(工作距離=鏡頭頂端至工件的距離)、B:鏡頭尺寸、C:相機(jī)尺寸、D:電纜空間(包括彎曲部分)加起來,就是相機(jī)部分的必要安裝空間。
例:在標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)上使用焦距6 mm的鏡頭,并設(shè)為30 mm視野的情況下
![[ A:40mm, B:40mm, C:50mm, D:85mm ] A + B + C + D = 215mm 本次安裝需要向上215 mm的空間。 / [ A:30mm, B:15mm ] 只需要 A+B=45 mm的安裝空間。 / 若無法確保215 mm的空間,可以借助小型相機(jī)+側(cè)視鏡,實(shí)現(xiàn)大幅的節(jié)省空間化。](/Images/ss_visionbasics_primer1_img07_1694733.jpg)
相機(jī)選擇 POINT 4
事先確認(rèn)安裝空間,選擇小型相機(jī),可以省去不必要的設(shè)備改造!
“選擇檢測所需的設(shè)備【相機(jī)選擇篇】”總結(jié)
視覺系統(tǒng)中的相機(jī)選擇,是穩(wěn)定檢測最基本最重要的選擇項(xiàng)目。本次,我們準(zhǔn)備了“相機(jī)型號速覽”,通過對照下列選擇步驟,可以選出最合適的相機(jī)。
- 【步驟(1)】“根據(jù)像素?cái)?shù)選擇”滿足必要精度的,是哪種機(jī)型的像素?cái)?shù)
- 【步驟(2)】“根據(jù)傳輸速度選擇” 對于要求高速處理及進(jìn)一步穩(wěn)定化處理的情況,選擇高速型
- 【步驟(3)】“根據(jù)相機(jī)尺寸選擇” 安裝空間有限時(shí),選擇小型相機(jī)
- 【步驟(4)】“根據(jù)CCD類型(彩色/黑白)選擇”需要拍攝色相變化時(shí),選擇彩色相機(jī)
【1】 | 6400萬像素 | 2100萬像素 | 500萬像素 | |||
8192x7808 | 5104x4092 | 2432x2040 | 2432x2050 | |||
【2】 | 57.6ms | 20.2ms | 27.7ms | 29.2ms | 28.4ms | |
【3】 | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | |
【4】 | 黑白 | CA-HF6400M | CA-HF2100M | CA-H500MX | CA-H500M | |
彩色 | CA-HF6400C | CA-HF2100C | CA-H500CX | CA-H500C |
【1】 | 200萬像素 | 31至47萬像素 | ||||||||
1600x1200 | 784x596 | 512x480 | 640x480 | |||||||
【2】 | 11.7ms | 11.8ms | 56.5ms | 14.2ms | 2.9ms | 1.7ms | 2.9ms | 16.5ms | 4.5ms | |
【3】 | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 小型 | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn) | 小型 | ||
【4】 | 黑白 | CA-H200MX | CA-H200M | CA-200M | CA-HS200M | CA-H048MX | CA-H035M | CA-035M | CA-HS035M | |
彩色 | CA-H200CX | CA-H200C | CA-200C | CA-HS200C | CA-H048CX | CA-H035C | CA-035C | CA-HS035C |