如何選擇視覺相機(jī)

您是否存在“視覺系統(tǒng)很難”“導(dǎo)入非常麻煩”的困擾呢？

視覺系統(tǒng)除了機(jī)型種類繁多以外，還是擁有光源、控制等多種要素的傳感器。反過來說，只要事先理解重點(diǎn)項(xiàng)目，它也是可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定檢測，找出導(dǎo)入優(yōu)點(diǎn)的傳感器。在此，淺顯易懂地解說從導(dǎo)入、安裝到運(yùn)用視覺系統(tǒng)前，需要了解的步驟與重點(diǎn)。

本次主題主要講解檢測所需的設(shè)備，如何選擇視覺相機(jī)。

導(dǎo)入視覺系統(tǒng)前需確認(rèn)的主要項(xiàng)目

視覺系統(tǒng)所使用的相機(jī)種類大致可分為以下幾種。根據(jù)用途，從中選擇可獲取最佳圖像的相機(jī)。

①高像素型
②高速型
③標(biāo)準(zhǔn)型
④小型

*各自均包括彩色、黑白相機(jī)

以下為相機(jī)選擇的具體原則和方法：

原則一：以像素?cái)?shù)選擇（高像素型或標(biāo)準(zhǔn)型）

視覺系統(tǒng)所使用的CCD拍攝元件是以格子狀排列的較小像素的集合體。在作為標(biāo)準(zhǔn)型經(jīng)常使用的31萬像素CCD中，存在稱為高像素型的200至2100萬像素CCD。但是，如何區(qū)分使用該像素?cái)?shù)的差異呢？

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”在拍攝檢測目標(biāo)物的范圍內(nèi)，可通過要使用的鏡頭進(jìn)行變更。此外，“像素分辨率”是指“CCD的1像素相當(dāng)于多少mm”，并通過以下公式表示各自的關(guān)系。

像素分辨率= Y方向視野尺寸（mm）÷CCD的Y方向像素?cái)?shù)

那么，嘗試考慮設(shè)為Y方向30mm的視野尺寸時(shí)的像素分辨率。即使CCD包含在標(biāo)準(zhǔn)型31萬像素（Y=480像素）和高像素型中，仍可使用通用的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】= 30mm÷480像素= 0.063mm/像素

【使用200萬像素相機(jī)時(shí)的像素分辨率】= 30mm÷1200像素= 0.025mm/像素

只要知道像素分辨率，即可計(jì)算出此時(shí)的視野尺寸基準(zhǔn)。

視覺系統(tǒng)代表性的應(yīng)用案例有“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”。

各自的基準(zhǔn)一般以“最小檢測尺寸”= 4像素見方；“尺寸公差”= ±5像素，為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)之前計(jì)算出的像素分辨率可求出“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】= 0.063mm/像素×4像素見方＝0.25mm見方

【使用200萬像素相機(jī)時(shí)的最小檢測尺寸】= 0.025mm/像素×4像素見方＝0.1mm見方

如果是“希望在視野30mm內(nèi)檢測出最大?0.1mm異物”的檢測內(nèi)容，則需要選擇200萬像素以上的相機(jī)。

*相機(jī)推薦Tips：從“像素分辨率”這一點(diǎn)來添加良否判定的基準(zhǔn)，可選擇最佳像素?cái)?shù)的相機(jī)！

原則二：根據(jù)CCD類型選擇（彩色型或黑白型）

彩色相機(jī)還是黑白相機(jī)，該選哪一種才好呢？”我們常聽到這樣的問題。

一般如果希望檢測的點(diǎn)因“色調(diào)變化”出現(xiàn)差異，則使用彩色相機(jī)會(huì)具有優(yōu)勢。

以下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，存在選擇黑白相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

如以下“使用背光燈的尺寸測量”所示，并非“色調(diào)變化”，而是在“亮度變化”出現(xiàn)較大差異時(shí)也可選擇黑白相機(jī)。

*相機(jī)推薦Tips：通過辨別出希望檢測的點(diǎn)是“色調(diào)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)！

原則三：根據(jù)傳輸速度選擇（高速型或標(biāo)準(zhǔn)型）

即使視覺系統(tǒng)的相機(jī)像素?cái)?shù)相同，傳輸速度仍存在高速型。

以31萬像素類型為例，對于標(biāo)準(zhǔn)型的傳輸速度16.0ms來說，高速型可實(shí)現(xiàn)4.7ms的傳輸速度。通過部分拍攝功能也可實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的高速化。

除了高速生產(chǎn)線，在普通速度的生產(chǎn)線檢測中，如果希望進(jìn)行“追加預(yù)處理”“追加檢測工具的雙重檢查”等進(jìn)一步提高穩(wěn)定性的檢測，則選擇高速型會(huì)非常有效。

*相機(jī)推薦Tips：選擇高速相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)不僅具備“檢測效率的高速化”，而且還可進(jìn)行“穩(wěn)定處理”！

原則四：根據(jù)相機(jī)尺寸選擇（小型或標(biāo)準(zhǔn)型）

小型相機(jī)規(guī)格不變，是大幅縮小相機(jī)尺寸的產(chǎn)品。高像素型、標(biāo)準(zhǔn)型的彩色、黑白相機(jī)均存在小機(jī)型，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，無需大幅改造設(shè)備，因此具有選擇小型相機(jī)的優(yōu)勢。

【需要安裝空間的觀點(diǎn)】

如下圖所示，合計(jì) A：WD（工作距離=鏡頭前端至工件的距離）、B：鏡頭尺寸、C：相機(jī)尺寸、D：電纜空間（包含彎曲）的項(xiàng)目是相機(jī)部分所需的安裝空間。

*相機(jī)推薦Tips：通過在事先確認(rèn)安裝空間后選擇小型相機(jī)，可省去不必要的改造設(shè)備的工序！

總結(jié)：

選擇適合圖像處理的相機(jī)，是穩(wěn)定檢測最基本最重要的選擇項(xiàng)目。

這次給大家準(zhǔn)備了“相機(jī)型號對照表”，可以隨著以下選擇步驟進(jìn)行核對確認(rèn)，從而幫助你更容易選擇出最佳相機(jī)。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：新手做視覺系統(tǒng)，如何選擇合適的相機(jī)？

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