Endüstriyel kamera, üretim hattında ürünün görüntüsünü bir tetik sinyaliyle, sabit pozlamayla ve tekrarlanabilir biçimde alan kameradır. Güvenlik kamerasından farkı görüntüyü izlemek için değil, ölçmek ve karar vermek için almasıdır. Doğru kamera seçimi üç soruyla başlar: en küçük hata ne kadar büyük, görüş alanı ne kadar geniş ve ürün ne hızda hareket ediyor? Kamera, lens ve aydınlatma bu üç cevaba göre birlikte seçilir.
Endüstriyel kamerayı ayıran özellikler
- Tetikleme: Görüntü, ürün kameranın önüne geldiği anda bir sensör veya PLC sinyaliyle alınır.
- Sabit ayarlar: Pozlama, kazanç ve beyaz dengesi sabittir; kamera her görüntüde kendi ayarını değiştirmez.
- Global shutter: Sensördeki bütün pikseller aynı anda pozlanır; hareket eden üründe görüntü çarpılmaz.
- Endüstriyel arayüz ve bağlantı: Kilitli konnektörler, standart veri arayüzleri ve titreşime dayanıklı gövde kullanılır.
- Uzun ürün ömrü: Aynı model yıllarca temin edilebilir, böylece yedek kamera aynı görüntüyü verir.
Alan tarama mı, çizgi tarama mı?
| Alan tarama kamera | Çizgi tarama kamera | |
|---|---|---|
| Görüntü | Tek seferde dikdörtgen bir kare | Tek satır piksel; görüntü ürün hareket ettikçe satır satır oluşur |
| Uygun olduğu ürünler | Şişe, kapak, parça, ambalaj gibi tek tek gelen ürünler | Kumaş, kâğıt, film, metal sac gibi sürekli akan malzemeler ve silindirik ürünler |
| Kurulum | Daha basit | Hareketin hızını takip eden enkoder ve çizgi ışık gerekir |
| Çözünürlük | Sensör boyutuyla sınırlı | Hareket yönünde pratikte sınırsız, geniş malzemede yüksek çözünürlük |
Tek tek gelen ürünlerde alan tarama kamera çoğu zaman yeterlidir. Kumaş, film veya sac gibi sürekli malzemede çizgi tarama kamera, malzemenin tüm genişliğini kesintisiz tarar.
Global shutter ve rolling shutter
Rolling shutter sensörlerde satırlar sırayla pozlanır. Hızla geçen bir üründe ilk satır ile son satır arasında ürün yer değiştirdiği için görüntü eğilir veya çarpılır. Global shutter sensörde tüm satırlar aynı anda pozlandığı için hareketli hatlarda tercih edilir. Ürün tamamen durarak görüntülenecekse rolling shutter da kullanılabilir.
Monokrom mu, renkli mi?
Monokrom kamera aynı çözünürlükte daha keskin ve ışığa daha duyarlı görüntü verir. Çizik, çatlak, delik, ölçü ve kod okuma gibi işlerde genellikle monokrom kamera seçilir. Renk farkı, yanlış renk kapak, ton farkı veya renkli etiket kontrolü gibi işlerde renkli kamera gerekir. Bazı renk ayrımları ise monokrom kamerayla, uygun renkte ışık veya filtre seçilerek de yapılabilir.
Çözünürlük nasıl hesaplanır?
Pratikte kullanılan kural, en küçük hatanın görüntüde en az birkaç pikseli kaplamasıdır; çoğu uygulamada 3 piksel ve üzeri hedeflenir.
Gereken piksel sayısı = (görüş alanı ÷ en küçük hata) × hataya düşen piksel sayısı
Örnek: Görüş alanı 100 mm, en küçük hata 0,2 mm ve hedef 3 piksel ise 100 ÷ 0,2 × 3 = 1500 piksel gerekir. Bu durumda yatayda en az 1500 piksel olan bir sensör seçilir. Ölçüm uygulamalarında tolerans dar olduğu için piksel başına düşen boyut daha da küçük tutulur.
Hareket bulanıklığı ve pozlama süresi
Ürün pozlama süresi boyunca hareket ederse görüntü bulanıklaşır. Bulanıklığın bir pikselin altında kalması hedeflenir.
Bulanıklık (piksel) = ürün hızı × pozlama süresi ÷ bir pikselin üründe karşılık geldiği boyut
Örnek: Ürün 0,5 m/sn hızla ilerliyor, bir piksel üründe 0,0625 mm’ye karşılık geliyor ve pozlama 100 mikrosaniye. Ürün bu sürede 0,05 mm ilerler, bulanıklık yaklaşık 0,8 pikseldir. Pozlama süresi kısaldıkça daha güçlü ışık gerekir. Bu yüzden hızlı hatlarda çoğunlukla flaş çalışan aydınlatma kullanılır.
Lens seçimi
- Odak uzaklığı: Yaklaşık değer şöyle hesaplanır: odak uzaklığı ≈ sensör genişliği × çalışma mesafesi ÷ görüş alanı. En yakın standart lens seçilir ve çalışma mesafesi buna göre ayarlanır.
- Lens çözünürlüğü: Lens, sensörün piksel boyutunu çözebilmelidir. Yüksek çözünürlüklü sensöre düşük kaliteli lens takıldığında ek pikseller bir işe yaramaz.
- Sensör uyumu: Lensin görüntü dairesi sensörü tamamen kapsamalı, bağlantı tipi kamerayla uyumlu olmalıdır.
- Alan derinliği: Diyafram kısıldıkça netlik derinliği artar ama ışık azalır. Yüksekliği değişen ürünlerde bu denge önemlidir.
- Telesentrik lens: Ürünün mesafesi değişse bile görüntüdeki boyutu değişmez. Hassas ölçüm uygulamalarında tercih edilir.
Kamera arayüzleri
| Arayüz | Öne çıkan özellik | Tipik kullanım |
|---|---|---|
| GigE Vision | Uzun kablo (yaklaşık 100 m), PoE ile kablodan güç | Hat üzerindeki çoğu uygulama |
| USB3 Vision | Yüksek veri hızı, kısa kablo | Bilgisayara yakın kurulumlar |
| CoaXPress | Çok yüksek veri hızı | Yüksek hızlı ve yüksek çözünürlüklü kameralar, çizgi tarama |
| Camera Link | Eski ama yaygın, çerçeve yakalayıcı kart gerekir | Mevcut sistemler, çizgi tarama |
3B kameralar ne zaman gerekir?
Yükseklik, derinlik, hacim, çarpılma veya kabarıklık ölçülecekse 2B görüntü yetmez. Lazer üçgenleme, yapısal ışık veya stereo kameralar yüzeyin yükseklik haritasını çıkarır. Kaynak dikişi, conta yüksekliği, çarpılma ve hacim kontrolü bu kameraların tipik işleridir.
Endüstriyel kamera fiyatlarını ne belirler?
Fiyatı çözünürlük, sensör tipi, kare hızı, arayüz, renkli veya monokrom olması, çizgi tarama ya da 3B olması belirler. Ancak bir kalite kontrol sisteminde kamera, toplam maliyetin yalnızca bir parçasıdır. Lens, aydınlatma, bilgisayar, yazılım, mekanik ve ayıklama düzeneği ile devreye alma emeği de maliyete dahildir. Sistemin maliyetini belirleyen etkenleri kameralı kalite kontrol sisteminin maliyeti yazısında anlattık.
Sonuç
Kamera seçimi tek başına yapılmaz. En küçük hata çözünürlüğü, ürün hızı pozlama süresini ve aydınlatmayı, çalışma mesafesi lensi belirler. Sonuç her zaman gerçek numunelerle denenerek doğrulanır. Aydınlatma tarafını görüntü işlemede aydınlatma yazısında anlattık.
Ürününüz için doğru kamera, lens ve aydınlatma düzenini numunelerinizle test etmemizi isterseniz bizimle iletişime geçin.
