La fotocamera adatta alla mia applicazione
Generare un'immagine è una complessa interazione tra le proprietà del materiale e della superficie dell'oggetto da testare e l’ottica, l'illuminazione e, in ultimo ma non meno importante, la fotocamera utilizzata. Qui, l'immagine viene catturata sul sensore, elaborata e digitalizzata. La precisione e la velocità richieste per l'ispezione, così come i requisiti dell'applicazione sul sensore d'immagine, determinano la scelta del tipo di camera.
Tipi di camere utilizzati nell'elaborazione industriale di immagini:
- Camere Matrix: un sensore a forma di matrice viene utilizzato per registrare simultaneamente un'immagine bidimensionale, che viene poi inviata a un PC per la valutazione.
- Camere a scansione lineare: una singola linea di sensori lineari rileva un gran numero di linee individuali in successione molto rapida. Un'immagine bidimensionale viene generata dall'avanzamento del movimento del nastro trasportatore o dell'unità della fotocamera e inviata a un PC. Questo metodo è ideale per la rilevazione di materiali continui.
Selezione del tipo di camera appropriato
La scelta del tipo di camera è determinata principalmente dal compito di ispezione. Le caratteristiche da registrare devono essere presentate in modo appropriato per il software che le deve valutare. Che cosa significa questo?
- Camera a scansione d'area o a scansione di linea: i pezzi arrivano in modo sporadico o si tratta di materiale che viene trasportato? Nel caso più semplice, le immagini sono catturate con una camera a scansione d'area che funziona in modo continuo o temporizzato. Con l'ausilio di una camera a scansione lineare, gli oggetti che passano accanto alla camera possono essere rilevati senza interruzione, linea per linea. Componenti lunghi, materiale continuo o oggetti assialmente simmetrici, che possono essere ruotati, vengono rilevati in modo ottimale con una camera a scansione lineare.
- Risoluzione e dimensione del sensore: quali sono le caratteristiche più minuziose e le strutture degli oggetti sul componente che io devo essere in grado di catturare e con quale livello di dettaglio? Soprattutto per i componenti di grandi dimensioni è necessaria una camera ad alta risoluzione. Quanto dovrebbe essere grande il sensore e quale ottica dovrebbe essere usata in questo caso?
- Velocità: quante immagini al secondo o quante linee al secondo devono essere catturate dalla camera? Le camere particolarmente veloci richiedono interfacce di trasmissione veloci. Supportiamo CameraLink e GigE Vison in Vision Q.400. Anche il tipo di sensore utilizzato nella camera influisce sulla velocità da raggiungere. I sensori fabbricati in tecnologia CMOS possono leggere direttamente ogni pixel e quindi offrono un frame rate più elevato rispetto ai sensori CCD.
- Qualità dell'immagine: che grado di qualità deve avere l'immagine della mia camera? Le camere CCD in genere forniscono un'immagine più omogenea, sono più sensibili alla luce, ma tendono alle sbavature e al blooming quando sono sovraesposte. Le telecamere CMOS di solito hanno bisogno di un po' più di luce e devono essere ben calibrate (immagine scura, immagine chiara), poiché mostrano di per sé un'immagine più disomogenea. Tuttavia, sono più tolleranti alle condizioni di luce estreme e non presentano sbavature e fioriture.
- Sensore monocromatico o a colori: : l'applicazione può essere risolta con una camera monocromatica o a colori? Le camere monocromatiche sono significativamente più sensibili alla luce e i dati di immagine trasmessi sono tipicamente codificati solo con 8 bit. Le immagini a colori con 24 bit di informazioni sul segnale permettono ulteriori valutazioni dell'immagine per separare diversi colori con la stessa luminosità (=tono grigio) l'uno dall'altro, ma i volumi di dati sono significativamente più grandi. Con le camere a colori a 1 chip si perdono ulteriori informazioni dettagliate a causa dell'interpolazione del colore di Bayer e la precisione della misurazione risulta ridotta.
- Interfaccia di trasmissione: : moltiplicando la profondità di bit per la frequenza dei fotogrammi (frame rate) e per la dimensione dell'immagine, si può calcolare la larghezza di banda necessaria al secondo. L'interfaccia deve essere in grado di trasportare rapidamente e in modo affidabile le immagini all'unità di valutazione (=PC). È anche importante che il software utilizzato sia in grado di supportare l'interfaccia di trasmissione con la camera collegata.
- Dimensioni meccaniche e fattore di forma: l'alloggiamento della camera si adatta al mio sistema?
I sistemi della serie PV e tutti i sistemi con Vision Q.400 possono 
essere utilizzati con un’ampia gamma di camere diverse. Tutte le nostre camere standard sono completamente integrate nel nostro software di elaborazione di immagini Vision Q.400 e sono naturalmente testate: connesso, configurato e pronto all’uso.
Le nostre camere standard sono camere a matrice, tutte dotate di un sensore monocromatico o a colori. Dispongono di una risoluzione fino a 5MP e sono disponibili sia con Camera Link® che con interfaccia Gigabit Ethernet.
Oltre alle camere con sensori a matrice, Vision Q.400 supporta 
anche le camere a scansione lineare o i cosiddetti sensori a contatto d'immagine. Le camere a scansione lineare sono utilizzate quando si ispezionano prodotti infiniti o quando i compiti di ispezione richiedono risoluzioni estremamente elevate, come le ispezioni di superficie o l'ispezione di nastri tessili. Vision Q.400 può elaborare immagini con una dimensione di 500 MB. Con il sistema Q.400XD il flusso di informazioni estremamente elevato di una singola camera a scansione lineare può essere distribuito a diversi controller in modo sincronizzato.
Una caratteristica speciale sono i cosiddetti sensori di immagine a contatto (CIS). Qui, l'illuminazione e il sensore d'immagine sono direttamente e precisamente coordinati. Questo ha il grande vantaggio che non è più necessario il dispendioso e spesso sensibile allineamento tra la fotocamera e l'illuminazione.
Camere GigE Il software di elaborazione di immagini Vision Q.400 supporta una
vasta gamma di camere Gigabit Ethernet con sensori di diverse dimensioni di vari produttori, come Baumer, BASLER, Allied Vision, Technologies, MATRIX VISION, JAI, Sony, NET, SVS-VISTEK o Point Grey Research. Vision Q.400 padroneggia tutti i parametri richiesti per lo standard GigE Vision * Questi sono facilmente accessibili nell'interfaccia utente.
Sistemi speciali con protezione speciale
Le condizioni esterne per procedure di ispezione efficienti sono spesso tutt'altro che ottimali. Le condizioni sterili come quelle di un laboratorio esistono solo nei casi più rari. Abbastanza spesso, tuttavia, si devono ottenere risultati eccellenti in condizioni avverse. I nostri sistemi di fotocamere offrono le migliori condizioni in questi casi. Combinati con un robusto alloggiamento protettivo, sono conformi alla classe di protezione IP67 (protezione internazionale). Questo garantisce che le nostre camere funzionino perfettamente anche in condizioni difficili. Aria oleosa, polverosa o metallica? Nessun problema. Indipendentemente dagli impedimenti meccanici e dalle protezioni dalla polvere e dagli spruzzi d'acqua, i sistemi Q.VITEC offrono prestazioni al top in ogni circostanza.
Selezione dell'interfaccia della fotocamera
Come si fa a scegliere la fotocamera appropriata?
Bisogna porsi le seguenti domande:
- Massima velocità di trasmissione dei dati? (risoluzione x frame rate x byte per pixel)
- Connessione al PC - è necessario un frame grabber?
- Tempi di trasmissione e di ritardo (capacità in tempo reale)?
- Disponibilità delle versioni di cavo necessarie (cavo standard, catena di trascinamento adatta, collegamento a vite, ...)?
- Lunghezza massima del cavo?
Fotocamere con interfaccia CameraLink
L'uso di una camera con interfaccia CameraLink ha numerosi vantaggi, ma è anche associato ad alcuni requisiti e anche a svantaggi.
Vantaggi:
- Standard industriale ampiamente utilizzato per l'elaborazione di immagini.
- Elevata larghezza di banda fino a 650MB/s
- Buona funzionalità in tempo reale
- Pre-elaborazione possibile nel grabber
Svantaggi:
- Costi elevati (frame grabber, cavi)
- Frame grabber in parte non compatibile con i PC moderni (PCIe…)
- Lunghezza ridotta del cavo, max. 10m
- Applicazioni tipiche
- Sistemi con camere multiple e/o cablaggio lungo
- Sistemi con un requisito molto alto di funzionalità in tempo reale
- Sistemi con la necessità di pre-elaborazione nel grabber
- Collegamento ai manuali della camera
Fotocamere con interfaccia GigE
Le camere con interfaccia GigE offrono numerosi vantaggi e sono, per esempio, praticamente predestinate a due applicazioni molto tipiche.
Vantaggi:
- Interfaccia standard per PC molto diffusa - a prova di futuro
- Standard industriale molto completo per l'elaborazione di immagini
- Alta compatibilità grazie allo standard GigEVision e GenICam
- Collegamento in rete di diverse camere molto semplice
- Elevata larghezza di banda di 100 MB/s
- Elevata lunghezza del cavo fino a 100m
- Buona funzionalità in tempo reale, trasferimento sicuro dei dati
Applicazioni tipiche
- Sistemi con camere multiple e/o cablaggio lungo
- Sistemi con camere multiple e/o cablaggio lungo