/James Carroll

智能相机现在可以执行多种机器视觉应用,从条形码读取、有/无检测到焊珠检查、光学字符读取以及包装检查等。不管人们将这样的设备称为基于图像的条形码阅读器、视觉传感器还是智能相机,这类产品通常至少包括一个图像传感器,外加集成到板卡上的处理和I/O功能。

 

智能相机正在日益普及,因为它们能够帮助用户节省开发时间和成本,特别是在那些可以精确定义的机器视觉应用中。开发人员可以通过利用智能相机中集成的照明、镜头和处理器来简化部署,而不用再专门指定与机器视觉系统设计相关的相机、图像采集卡、PC和软件组件,这样开发者便能将主要精力用于软件开发上,进而执行某种特定的任务。

 

尽管如此,这种预先集成了光学和照明的一体化解决方案,在灵活性方面会存在一定的限制,特别是在项目的评估、集成和测试阶段,出现应用需求发生变化的情况。例如,实际生产的零件可能与用于评估和报价的预生产组件不同;各家供应商对金属零件的表面抛光也可能不同;物料搬运或固定工具可能需要根据相机或照明的位置发生改变;计算了产品预算和投资回报率后,也可能会调整产品设计,或是在智能相机安装后可能会将新的产品变化添加到制造系统中。

 

堡盟的VeriSens XC系列智能相机提供C-mount镜头的灵活性和模块化tube系统,以为各种尺寸的镜头提供IP67防护等级。

 

由于这些集成挑战,几家智能相机供应商已经提出了更新颖的半模块化设计,通过允许用户在现场更换光源、滤光片和光学元件,来进一步提高应用灵活性,同时还能保持IP防护等级,帮助用户缓解集成问题,降低总体拥有成本。

 

通过智能相机上的C-mount接口能够非常容易地更换先前购买的镜头和镜架,闲置的镜头将增加部署解决方案所需的时间和成本。在空间有限的应用中,确保更换后的新镜头适合相机安装的空间(如在IP67防护等级的机箱内)非常重要。

 

例如,堡盟公司的VeriSens XC系列智能相机,为镜头选择提供了C-moun安装方式的灵活性,并且提供模块化tube系统以保持IP67防护等级。此外,这种设计允许使用各种滤光片,并提供IP67IP69k环保选项。

 

Soliton Technologies公司的NUERA智能相机模块,提供C-mountS-mount镜头适配器和一个装有各色LED(用户可以根据需求使用或是更换)的环形PCB,以及不同波长的滤光片。

 

通过提供C-mountS-mount镜头适配器,可以实现进一步的光学灵活性,例如Soliton Technologies公司的NUERA智能相机模块上的镜头适配器。该设计中还集成了一个安装有LED的环形PCB用于照明,用户拆下镜头罩便可以更换各种颜色的LED 。也可以很容易地使用其他不同波长的滤光片取代UV滤光片。

 

同样,Vision Components公司的VC pro Z系列智能相机,也提供C-mountS-mount镜头安装方式和多种不同长度的镜头盖,以为不同尺寸的镜头提供IP67防护等级。该系统可以配备红外、紫外、白色、蓝色或红色LED环形光,镜头盖可带有或不带光扩散器,以为特定应用提供定制照明。

 

同样地,康耐视的In-Sight 7802智能相机,在一个IP67防护等级的机箱内,支持各种C-mountS-mount甚至自动对焦镜头,并可以更换环形光源。如果照明要求改变,用户可以在白色、红色、蓝色或红外LED板之间切换,并配有可选的扩散、偏振和清晰的前盖,也可以使用不同波长的各种内部滤光片。此外,独特的照明系统设计,实现了从几英寸到三英尺之间的工作距离。此外,该光源具有四个可独立控制的单元,允许调整现场光源以优化部件照明。

 

 

Vision Components公司的VC pro Z系列智能相机,提供C-mountS-mount镜头安装方式和多种不同长度的镜头盖,以为不同尺寸的镜头提供IP67防护等级。镜头盖可带有或不带光扩散器,可提供红外、紫外、白色、蓝色或红色LED环形光。

 

在光学系统中增加更多的功能而不增加额外成本的方法是:当使用S-mount镜头时,采用一种集成的电气连接控制现场可变的自动对焦光学元件。S-mount自动对焦系统有两大主要优点。首先,当难以到达镜头时,可以简化初始相机设置。它还可以节省成本、时间和资源,例如通过自动适应不同的零件尺寸,消除移动相机或手动调节焦点位置的需要,从而在生产转换过程中保持重复性。

 

没有单一的光源设计可以解决每个机器视觉应用或适应部署期间发生的修改。然而,当集成的照明不足以满足应用需求时,这些模块化智能相机也可以对外部光源进行控制,允许用户在配置软件中,针对外部的辅助条形、环形或背光光源选择连续或选通操作模式,而无需增加额外的光控制硬件或软件。

 

 

康耐视In-Sight 7802智能相机在一个IP67防护等级的外壳内,支持各种C-mountS-mount甚至自动对焦镜头和可更换的环形光源。其独特的照明系统设计可以实现几英寸到三英尺之间的工作距离,并提供四个可独立控制的单元,允许调整现场光源以优化部件照明。

 

虽然模块化光学组件和照明将无法满足每种部署情况的需求,但是向着IP67防护等级、现场可更换光学元件和照明产品的趋势发展,必将在可扩展性、面向未来、定制化、节省成本和可修复性方面为智能相机用户带来更多优势。