Was ist eine Machine Vision Camera?
Eine Machine Vision Camera, auch Industriekamera genannt, ist wichtiger Bestandteil eines 2D-Bildverarbeitungssystems. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Bilder aufzunehmen, die anschließend durch eine Kombination aus Hardware und Software verarbeitet werden. Die gewonnenen Informationen werden für verschiedene Anwendungen aufbereitet.
Ein typisches Beispiel für eine Bildverarbeitungsanwendung in einem Fertigungssystem ist die Qualitätskontrolle, Anwesenheitskontrolle und Vollständigkeitskontrolle. Hierbei wird ein bestimmtes Merkmal eines Teils analysiert, das auf einem Fließband produziert wird. So kann überprüft werden, ob das Teil den Qualitätskriterien entspricht oder gegebenenfalls aussortiert werden muss.
Hauptkomponenten von 2D-Bildverarbeitungssystemen
Objektiv
Zusammen mit der Kamera und der Beleuchtung sind Objektive maßgeblich entscheidend für die Qualität der Aufnahmen. Objektive ermöglichen eine präzise Abbildung, was nicht nur die Analyse feinster Strukturen erleichtert. Die Auswahl des richtigen und hochwertigen Objektives kann die Erkennung als auch Verarbeitungszeit optimieren.
Machine Vision Camera
Die Industriekamera ist das Herzstück des Bildverarbeitungssystems. Sie spielt eine zentrale Rolle in der modernen Fertigungs- und Prozessautomatisierung, indem sie Bilder erfasst und an den Controller bzw. an die Software zur Auswertung weiterleitet.
Der Unterschied zwischen Machine Vision Cameras und Smart Cameras
Machine Vision Cameras
Bildauswertung erfolgt über den Machine Vision Controller und die Bildverarbeitungssoftware
Anschluss mehrerer Kameras an einen einzigen Machine Vision Controller möglich
Schnellere Prozesszeiten durch hohe Rechenleistung des Machine Vision Controllers
Für Inspektionsaufgaben mit sehr hoher Auflösung geeignet
Kompakte Kamerabauform
Einsatzmöglichkeiten von Machine Vision Cameras
Positionskontrolle
Positionierung Robotik
Teilevermessung
Qualitätskontrolle
Anwesenheitskontrolle
Prozessüberwachung
Code Reading
Zuverlässige Lösung für branchenübergreifende Anwendungen
Automobilindustrie
Qualitätsinspektion von Pkw-Innentüren
Qualitätsinspektion von Motorblöcken
Positionserkennung für automatisiertes Verschrauben
Elektroindustrie
Lagekontrolle von Platinen
Kontrolle der Ausrichtung von Bauteilen
Inspektion von Steckverbindern und Kabeln
Verpackungsindustrie
Überprüfung von Verpackungen auf Beschädigungen, Verschmutzungen oder fehlende Etiketten
Labelkontrolle von Verpackungen
Mindesthaltbarkeitsprüfung auf PET-Flaschen
Food Industry
Orientation of beverage cans
Label check on packaging
Tethered cap inspection
This Is the Difference Between Surface and Line Cameras
Line Cameras
| Image capture takes place line by line (movement is necessary to capture the object) |
| Image quality dependent on motion and time of image capture |
| Ideal for applications with moving objects and endless materials |
| High speed |
Operating Orinciple of CMOS Sensors with Global or Rolling Shutter
CMOS image sensors have two exposure methods that control how an image is captured and read. These procedures determine the exposure time and thus the amount of light that is converted into electrons as a value in the camera sensor. A distinction is made between global shutter and rolling shutter:
Global Shutter
| Entire image area is exposed simultaneously |
| Suitable for static as well as dynamic applications |
| No image distortion on moving objects |
Rolling Shutter
| Lines are exposed with a time offset |
| For static applications |
| Image distortions due to fast object movements (rolling shutter effect) |
| Capturing still images |
The Rolling Shutter Effect
Left: Global shutter, Right: Rolling shutterMonochrome or Color Camera? Which Do I Use When?
Actual Image
Image Capture with a Monochrome Camera
A monochrome camera can distinguish objects from the background.
Image Capture with a Color Camera
A color camera is able to distinguish objects from each other and from the background.
In industrial image processing, a distinction is made between monochrome and color cameras. Monochrome cameras capture grayscale and focus on the differences in brightness in the image. This makes them particularly suitable for applications that require fine contrasts and details, such as when inspecting surfaces or measuring objects.
Color cameras, on the other hand, can capture color information, allowing them to capture surfaces more accurately. They analyze the entire color spectrum, providing more detailed and versatile image reproduction. This makes them ideal for applications where color plays an important role, such as in product quality control, where color differences can indicate material defects.
What to Consider When Installing Machine Vision Cameras
The Machine Vision Camera Interface
Gigabit Ethernet (GigE)
Fast transfer of large amounts of image data
Easy integration thanks to protocol standard
- Multiple cameras can be operated in a network
It is also possible to connect the machine vision camera via a cable using PoE (Power over Ethernet), which means that both power supply and data transfer take place via a single connection.
Resolution
Frame Rate
Exposure Time
The Right Resolution for Every Application
| Resolution | Accuracy | Examples |
|---|---|---|
| 1.6 MP | Applications that do not require extremely high resolution | Optical character recognition, assembly control, presence check |
| 5 MP | Applications requiring medium level of detail | Inspection of packaging |
| 12 MP | Applications requiring high precision | Inspection of fine mechanical parts |
| 24 MP | Applications requiring very high resolution and attention to detail | Checking PCBs for faulty components |
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