Camera công nghiệp là gì?Camera công nghiệp là thành phần chính của hệ thống thị giác máy, chức năng cơ bản nhất của nó là chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện có trật tự. Chọn đúng camera cũng là một khía cạnh quan trọng của thiết kế hệ thống thị giác máy. Việc lựa chọn camera trực tiếp xác định không chỉ độ phân giải và chất lượng của hình ảnh thu được mà còn cả hoạt động của toàn bộ hệ thống. Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết về thiết kế bề ngoài của máy ảnh công nghiệp.
Chức năng và khả năng thích ứng môi trường của máy ảnh công nghiệp
Là "con mắt" của hệ thống thị giác máy, máy ảnh công nghiệp không chỉ phải theo đuổi hiệu suất chụp ảnh có độ chính xác cao{0}}mà còn phải có khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu ứng dụng của nhiều môi trường sản xuất phức tạp.
Về mặt hiệu suất chức năng, độ phân giải, độ sâu pixel và tốc độ khung hình tạo thành các thông số "tam giác sắt" cốt lõi cho máy ảnh công nghiệp.
Khi kiểm tra phôi chính xác, cần có camera có số điểm ảnh phù hợp để đạt được kết quả kiểm tra chính xác. Trên các dây chuyền sản xuất-tốc độ cao, việc chụp ảnh các vật thể chuyển động nhanh cần có màn trập tổng thể và hệ thống thu thập tốc độ khung hình cao để tránh hiện tượng mờ hình ảnh.
Trong một dự án kiểm tra phụ tùng ô tô nhất định, camera mảng vùng 5 megapixel kết hợp với công nghệ hình ảnh dải động cao HDR đã ghi lại thành công biến dạng nhỏ 0,02mm trên bộ phận kim loại cửa ô tô, cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc kiểm soát chất lượng lắp ráp tiếp theo.
Về khả năng thích ứng với môi trường, thiết kế bảo vệ cấu trúc là chìa khóa để đảm bảo-hoạt động ổn định lâu dài của camera công nghiệp.
Ví dụ: dây chuyền lắp ráp SMT của một công ty sản xuất điện tử sử dụng camera công nghiệp được xếp hạng IP67-. Thông qua vòng đệm O-và thiết kế ba-lớp phủ chống thấm, nó đã đạt được kỷ lục 8000 giờ hoạt động liên tục,{6}}không gặp sự cố trong môi trường-bụi cao. Trong môi trường có độ rung-cao, chẳng hạn như thiết bị kiểm tra mô-đun quang điện, máy ảnh, thông qua các giá đỡ hấp thụ sốc và cấu trúc khớp nổi, duy trì độ chính xác định vị ở cấp độ pixel phụ trên các tần số rung 10–500Hz, cải thiện đáng kể độ ổn định khi kiểm tra.
Máy ảnh công nghiệp, với cấu trúc chắc chắn, tốc độ màn trập ngắn và tốc độ khung hình cao, có thể duy trì hiệu suất hình ảnh rõ ràng và ổn định trong-dây chuyền sản xuất tốc độ cao, điều kiện ánh sáng phức tạp và môi trường khắc nghiệt, thực sự đạt được hoạt động cấp công nghiệp đáng tin cậy-.
Đổi mới thông minh trong tương tác camera
Trong thiết bị kiểm tra pin năng lượng mới, màn hình cảm ứng nhạy áp suất 7-inch{2}}kết hợp với thuật toán chống chạm nhầm duy trì tỷ lệ nhận dạng 98% ngay cả khi đeo găng tay dày.
Trong xưởng hàn ô tô, camera công nghiệp có chip NFC nhúng cho phép cấu hình thông số "một{0}}chạm", giúp giảm thời gian thiết lập thiết bị từ 2 giờ xuống còn 15 phút.
Những thiết kế tương tác thông minh này giảm đáng kể các rào cản giao tiếp giữa con người{0}}máy móc, cho phép thiết bị thị giác công nghiệp dần dần có được các đặc tính "tự học" và "thích ứng", tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai nhanh chóng các nhà máy thông minh.
Cảm biến hình ảnh hỗ trợ robot thông minh
Cảm biến hình ảnh là thành phần cốt lõi của hệ thống thị giác máy, có nhiệm vụ cho phép máy móc "hiểu thế giới".
Con người thu được khoảng 80% thông tin thông qua thị giác và các rô-bốt trong tương lai cũng sẽ dựa vào hệ thống thị giác để nhận thức và-ra quyết định. Hiện tại, hầu hết rô-bốt hình người đều sử dụng giải pháp thị giác 3D để đạt được nhận thức về môi trường, định vị không gian và-tương tác với con người.
Khi các ứng dụng rô-bốt mở rộng, các công nghệ cảm biến hình ảnh 3D (như Thời gian{1}}bay (TOF), tầm nhìn nổi hai mắt và ánh sáng có cấu trúc) sẽ dần thay thế các giải pháp-máy ảnh đơn lẻ, mang lại cho rô-bốt khả năng hiểu biết môi trường tốt hơn trong không gian động.
Từ 2D lên 3D: Con đường nâng cấp hình ảnh
Hệ thống thị giác 2D truyền thống thu được kết cấu bề mặt bằng camera RGB nhưng thiếu thông tin về chiều sâu; Mặt khác, công nghệ thị giác 3D đạt được sự tái tạo hoàn chỉnh các cấu trúc không gian thông qua nhận thức chiều sâu.
So với hình ảnh 2D, tầm nhìn 3D cung cấp thông tin nhiều chiều hơn, cho phép các thiết bị thực hiện định vị chính xác, đo lường không gian và nhận dạng phức tạp. Trong tương lai, tầm nhìn 3D sẽ trở thành hướng đi chủ đạo trong sản xuất thông minh, điều hướng robot và kiểm tra tự động.
AI nhúng mang lại hiệu quả cao
Trong môi trường sản xuất và phân loại hậu cần, các bộ tăng tốc AI được nhúng sẽ hỗ trợ máy ảnh có-khả năng suy luận tại chỗ. Trong một hệ thống phân loại hậu cần, một camera công nghiệp được trang bị bộ tăng tốc AI đã đạt được khả năng xử lý song song nhận dạng mã vạch và đo khối lượng, giảm độ trễ xử lý từ khoảng 300 mili giây xuống 22 mili giây, cải thiện đáng kể hiệu quả phân loại. Trong lĩnh vực bán dẫn, thiết bị kiểm tra tấm bán dẫn đã triển khai mô hình CNN hạng nhẹ trên máy ảnh, tăng độ chính xác phân loại lỗi lên 99,98%, cải thiện đáng kể năng suất và độ tin cậy kiểm tra.
Thu nhỏ: Kích thước nhỏ, Sức mạnh lớn
Cảm biến thu nhỏ và công nghệ đóng gói tiên tiến đang mở rộng ranh giới ứng dụng của máy ảnh. Một camera kiểm tra nội soi, sử dụng công nghệ CMOS xếp chồng, đã giảm kích thước cảm biến xuống 1/1,8 inch đồng thời tăng dải động lên 120 dB. Trong các ứng dụng kiểm tra vệ tinh và hàng không vũ trụ, một số sản phẩm đã nén kích thước camera xuống kích thước của hộp diêm nhưng vẫn đạt được độ chính xác lặp lại ở mức 5 μm-, xác minh tính khả thi về mặt kỹ thuật của thiết kế thu nhỏ trong các điều kiện khắc nghiệt.
Hình ảnh đa phổ và phản ứng tổng hợp quang phổ
Các dải ánh sáng nằm ngoài quang phổ khả kiến đang được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp. Hệ thống phân loại rau quả tích hợp các mô-đun hình ảnh ánh sáng nhìn thấy,-hồng ngoại gần và huỳnh quang, sử dụng thuật toán tổng hợp quang phổ để phát hiện đồng thời hàm lượng đường, độ cứng và các khuyết tật bề mặt/bên trong. Trong dự án khôi phục di tích văn hóa, máy ảnh phương thức UV{3}}Vis kép{4}}đã ghi lại thành công dấu vết khôi phục ở mức 0,1 mm, chứng tỏ tiềm năng to lớn của hình ảnh quang phổ trong các tình huống chuyên biệt.
Các kịch bản ứng dụng ngày càng sâu sắc
Tầm nhìn công nghiệp đang phát triển từ-kiểm tra một điểm sang hệ thống vòng lặp-được nối mạng và khép kín. Trong xưởng lắp ráp ô tô, 50 camera công nghiệp và nút điện toán ranh giới cộng tác để hình thành mạng kiểm tra trực quan, cho phép giám sát-theo thời gian thực đối với 1200 điểm kiểm tra trên mỗi xe với tỷ lệ chặn vấn đề về chất lượng lên tới 99,9%. Trên dây chuyền sản xuất pin điện, việc tích hợp sâu các camera với MES (Hệ thống thực thi sản xuất) đã cho phép tự-tự tối ưu hóa các thông số quy trình chất lượng hàn, cải thiện tỷ lệ hiệu suất thêm 2,3%, thể hiện giá trị nâng cấp của kiểm tra trực quan lên cấp độ ra quyết định thông minh.
Thiết kế của máy ảnh công nghiệp trong tương lai cần đạt được sự cân bằng động giữa hiệu suất quang học, khả năng thích ứng với môi trường và-tương tác giữa con người với máy: nó phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác và độ tin cậy trong cài đặt công nghiệp đồng thời hỗ trợ những kỳ vọng mới về tính linh hoạt và trí tuệ biên của sản xuất thông minh. Với những đột phá liên tục trong khoa học vật liệu, chế tạo vi{2}nano và thuật toán AI,Camera công nghiệpsẽ trở thành nút then chốt kết nối thế giới vật chất và cặp song sinh kỹ thuật số, liên tục thúc đẩy ngành sản xuất hướng tới một tương lai thông minh hơn và hiệu quả hơn.
