text.skipToContent text.skipToNavigation

Machine Vision Kameraların Teknolojisi

Machine Vision kameraları, özellikle otomatik kalite kontrol uygulamalarında önemli bir rol oynar. Machine Vision kontrol üniteleri ve 2D görüntü işleme yazılımı ile birlikte yüksek çözünürlüklü görüntü verileri analiz edilir ve üretim süreçlerindeki hatalar ve düzensizlikler tespit edilir.

Machine Vision kamera nedir?

Endüstriyel kamera olarak da adlandırılan bir Machine Vision kamera, bir 2D görüntü işleme sisteminin önemli bileşenidir. Ana işlevi, daha sonra bir donanım ve yazılım kombinasyonuyla işlenen görüntüleri kaydetmektir. Elde edilen bilgiler çeşitli uygulamalar için hazırlanır.

Bir üretim sistemindeki görüntü işleme uygulamasına tipik bir örnek kalite kontrolü, varlık kontrolü ve bütünlük kontrolüdür. Burada bir üretim bandında üretilen bir parçanın belli bir özelliği analiz edilir. Bu şekilde parçanın kalite kriterlerine uygun olup olmadığı ya da gerektirse ıskartaya ayrılmasının gerekip gerekmediği kontrol edilebilir.

Kamera, görüntü işleme sisteminin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu, aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

2D görüntü işleme sistemlerinin ana bileşenleri

Uygun objektif için seçim yardımı

Endüstriyel kameraya uygun objektifin Vision Calculator üzerinden kolayca ve otomatik olarak belirlenmesini sağlayın:

Makine Vision kameralar ve Smart Camera'lar arasındaki fark

Machine Vision kameralar

  • Görüntü değerlendirmesi Machine Vision kontrol ünitesi ve görüntü işleme yazılımı üzerinden gerçekleştirilir

  • Birden fazla kamera tek bir Machine Vision kontrol ünitesine bağlanabilir

  • Machine Vision kontrol ünitesinin yüksek işleme gücü sayesinde daha hızlı proses süreleri

  • Çok yüksek çözünürlüklü denetim görevleri için uygundur

  • Kompakt kamera tasarımı



 

Smart Camera’lar

  • Görüntü kaydı ve değerlendirme Smart Camera'da gerçekleşir

  • Entegre arayüzler üzerinden veri çıkışı

  • İsteğe bağlı olarak entegre aydınlatma tekniği

  • İlave kontrolör gerekmez



 

Machine Vision kameraların kullanım olanakları

Pozisyon kontrolü

Robotik konumlandırma

Parça ölçümü

Kalite kontrol

Varlık kontrolü

İşlem takibi

Kod okuma

Sektörler arası uygulamalar için güvenilir çözüm

Otomotiv endüstrisi

  • Otomobil iç kapılarının kalite kontrolü

  • Motor bloklarının kalite kontrolü

  • Otomatik vidalama için konum algılama

Elektrik endüstrisi

  • PCB konum kontrolü

  • Yapı parçalarının hizalanmasının kontrolü

  • Fiş konektörü ve kablo denetimi

Paketleme endüstrisi

  • Ambalajlarda hasar, kirlilik ya da eksik etiket kontrolü

  • Ambalajlarda etiket kontrolü

  • PET şişelerde son kullanma tarihi kontrolü

Gıda endüstrisi

  • İçecek kutularının hizalanması 

  • Ambalajlarda etiket kontrolü

  • Bağlı kapakların denetimi

Yüzey ve satır kameraları arasındaki fark bu

Aşağıdaki tablo, yüzey ve satır kameraları arasındaki temel farkları özetliyor:

Yüzey kameraları

Tam 2D yüzeylerin görüntülenmesi (bir kayıt ile)
Yüksek görüntü kalitesi
Sabit objeler için ideal
Genel görüntü işlemeye uygun



Satır kameraları

Görüntü yakalama satırlar halinde gerçekleşir (objeyi yakalamak için hareket gereklidir)
Görüntü kalitesi, harekete ve görüntü alma zamanına bağlıdır
Hareketli objelerin ve sonsuz malzemelerin olduğu uygulamalar için ideal 
Yüksek hız

Global veya Rolling Shutter'lı CMOS sensörlerin çalışma prensibi

CMOS görüntü sensörlerinde, bir görüntünün nasıl kaydedileceğini ve okunacağını kontrol eden iki pozlama yöntemi vardır. Bu yöntemler pozlama süresini ve dolayısıyla kamera sensöründe elektronlara dönüştürülen değer olarak verilen ışık miktarını belirler. Global Shutter ve Rolling Shutter arasındaki fark:

Global Shutter

Tüm görüntü yüzeyi eşzamanlı pozlanır 
Statik ve dinamik uygulamalar için
Hareketli objelerde görüntü bozulması olmaz

Rolling Shutter

Satırlar zamansal olarak kaydırılarak aydınlatılır
Durağan uygılamalar için
Hızlı obje hareketlerinde görüntü bozulmaları (Rolling Shutter efekti)
Sabit görüntülerin alınması 

Rolling Shutter Efekti

Rolling Shutter'da pozlama süresi sensörün tüm pikselleri için aynıdır, ancak her bir satırın pozlanması birbiri ardına, zamansal gecikmeyle gerçekleşir. Rolling Shutter efekti, bir obje pozlama ve okuma sürelerinden daha hızlı hareket ettiğinde ortaya çıkar, dolayısıyla pozlama nedeniyle görüntü bozulur.

Sol: Global Shutter, Sağ: Rolling Shutter

Monokrom mu, yoksa renkli kamera mı? Neyi, ne zaman kullanmalıyım?

Gerçek görüntü

Monokrom kamerayla görüntü kaydı

Monokrom bir kamera, objeleri arka plandan ayırt edebilir.

Renkli kamerayla görüntü kaydı

Renkli bir kamera, objeleri birbirinden ve arka plandan ayırt edebilir.

Endüstriyel görüntü işlemede monokrom ve renkli kameralar arasında ayrım yapılır. Monokrom kameralar gri tonları algılar ve bunu yaparken görüntüdeki parlaklık farklarına yoğunlaşır. Bu sayede, yüzeylerin denetimi ya da objelerin ölçülmesi gibi, ince kontrast ve ayrıntı gerektiren uygulamalar için özellikle uygundurlar.

Buna karşın renkli kameralar, renkli bilgileri kaydebilir, bu sayede de yüzeyleri daha hassas bir şekilde algılama olanağına sahiptir. Bunlar tüm renk spektrumunu analiz eder ve böylece daha ayrıntılı ve çok yönlü bir görüntü sunar. Bu, örneğin renk farklılıklarının malzeme hatalarına işaret edebileceği ürün kalite kontrolü gibi, renklerin önemli bir rol oynadığı uygulamalar için idealdir.

Machine Vision kameraların montajında buna dikkat edilmesi gerekir

Güvenilir bir görüntü kaydını garanti etmek için endüstriyel kameranın kalibrasyonunda aşağıdaki açıklamalar dikkate alınmalıdır.
Kameranın optimal hizalanmasının yanında aydınlatmanın konumlandırılması da önemli bir rol oynar. İncelenecek objenin biçimi, mümkün olan en yüksek kontrastı oluşturmak için ışığın kameraya ulaşma şekli açısından belirleyicidir. Örneğin açı ve bunun sonucunda oluşan yansımalar dikkate alınması önemlidir. 

Machine Vision kameraların arayüzü

Endüstriyel kameralar için bir ethernet arayüzü, görüntü verilerinin bir ağ üzerinden aktarılmasını sağlar. Bu arayüz endüstriyel görüntü işlemede, kameraları Machine Vision kontrol ünitelerine ya da başka cihazlara bağlamak için sıkça kullanılır.

Gigabit Ethernet (GigE)

Gigabit Ethernet (GigE), saniyede 1 Gigabit'e (1 Gbit/s) kadar veri aktarım hızına olanak sağlayan bir ethernet teknolojisidir. Gigabit Ethernet'in endüstriyel kameralarla ilişkili başlıca özellikleri şunlardır:
 
  • Büyük görsel veri miktarlarının hızlı aktarımı

  • Protokol standardı sayesinde kolay entegrasyon

  • Birden fazla kamera bir ağda çalıştırılabilir


Ayrıca Machine Vision kamerayı PoE (Power over Ethernet) aracılığıyla bir kabloyla bağlama olanağı vardır, böylece hem elektrik beslemesi, hem de veri aktarımı tek bir bağlantı üzerinden gerçekleşir.


Çözünürlük

Bir sensörün çözünürlüğü piksel sayısını belirtir: Aynı sensör boyutunda çözünürlük ne kadar yüksekse, piksel boyutu o kadar küçük ve algılanabilen ayrıntılar o kadar ince olur. Piksel boyutu değişebildiğinden, sensörler aynı boyutlarda farklı çözünürlüklere sahip olabilir. 

Kare hızı

Kare hızı, bir kameranın saniyede yakaladığı tam görüntü sayısını belirtir. Daha yüksek kare hızı, hızlı işleme uygulamalarında daha fazla görüntü çekilmesini sağlar.

Pozlama süresi

Pozlama süresi, CMOS sensöre ne kadar ışık düştüğünü belirler ve böylece kaydedilen görüntünün parlaklığını etkiler. Uzun pozlama süresi daha parlak görüntülere yol açar, ancak aynı zamanda hareket netliğinde bozulmaya ve görüntü karlanmasının artmasına neden olabilir. Kısa pozlama süresi hızlı uygulamalara olanak sağlar ve buna bağlı hareket netliğinde bozulmayı azaltır. 

Her uygulama için doğru çözünürlük

ÇözünürlükHassasiyetÖrnekler
1,6 MPAşırı yüksek çözünürlük gerektirmeyen uygulamalarOptik işaret algılama, montaj kontrolü, varlık kontrolü
5 MPOrta seviye ayrıntı hassasiyeti gerektiren uygulamalarAmbalaj denetimleri
12 MPYüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarİnce mekanik parçaların denetimi
24 MPÇok yüksek bir çözünürlük ve ayrıntı kesinliği gerektiren uygulamalarHatalı yapı parçaları üzerindeki PCB'lerin kontrolü
Ürün karşılaştırması