工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其Z本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成小型高清工業(yè)相機(jī)為有序的電信號(hào)。要進(jìn)行怎樣的拍攝，要達(dá)到什么樣的效果，就要選擇合適的相機(jī)，購(gòu)買工業(yè)相機(jī)前了解其具體參數(shù)尤為重要，才能根據(jù)具體使用環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。

1、分辨率（Resolution）

    相機(jī)每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)。對(duì)于數(shù)字工業(yè)相機(jī)一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對(duì)應(yīng)的，對(duì)于模擬相機(jī)則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。

2、像素深度（Pixel Depth）

    即每像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對(duì)于數(shù)字工業(yè)相機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit等。

3、Z大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）

    即相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)，對(duì)于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)。

4、曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）

    對(duì)于線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時(shí)間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間；面陣工業(yè)相機(jī)有幀曝光、場(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見(jiàn)方式。數(shù)字工業(yè)相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能，快門速度一般可到10微秒，高速工業(yè)相機(jī)還可以更快。

5、像元尺寸（Pixel Size）

    像元大小和像元數(shù)共同決定了相機(jī)靶面的大小。目前數(shù)字工業(yè)相機(jī)像元尺寸一般為3-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。

6、光譜響應(yīng)特性(Spectral Range)

    指該像元傳感器對(duì)不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350-1000nm,一些相機(jī)在靶面前加了一個(gè)濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。

在機(jī)器視覺(jué)、工業(yè)影像等實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該如何選擇工業(yè)相機(jī)呢?

1、模擬相機(jī)&&數(shù)字相機(jī)

    模擬相機(jī)必須帶數(shù)字采集卡，標(biāo)準(zhǔn)的模擬相機(jī)分辨率很低，另外幀率也是固定的。這個(gè)要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇。另外模擬相機(jī)采集到的是模擬信號(hào)，經(jīng)數(shù)字采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸存儲(chǔ)。模擬信號(hào)可能會(huì)由于工廠內(nèi)其他設(shè)備(比如電動(dòng)機(jī)或高壓電纜)的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍(原始信號(hào)與噪聲之比)會(huì)降低。動(dòng)態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機(jī)傳輸給計(jì)算機(jī)。數(shù)字相機(jī)采集到的是數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)不受電噪聲影響，因此，數(shù)字相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍更高，能夠向計(jì)算機(jī)傳輸更精確的信號(hào)。

2、相機(jī)分辨率

    根據(jù)系統(tǒng)的需求來(lái)選擇相機(jī)分辨率的大小,僅僅是用來(lái)做測(cè)量用，那么采用亞像素算法，130萬(wàn)像素的相機(jī)也能基本上滿足需求，但有時(shí)因?yàn)檫吘壡逦鹊挠绊懀谔崛∵吘壍臅r(shí)候，隨便偏移一個(gè)像素，那么精度就受到了極大的影響。故我們選擇300萬(wàn)的相機(jī)的話，還可以允許提取的邊緣偏離3個(gè)像素左右，這就很好的保證了測(cè)量的精度。

3、CCD&&CMOS

    如果要求拍攝的物體是運(yùn)動(dòng)的，要處理的對(duì)象也是實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)的物體，那么當(dāng)然選擇CCD芯片的相機(jī)為Z適宜。但有的廠商生產(chǎn)的CMOS相機(jī)如果采用幀曝光的方式的話，也可以當(dāng)作CCD來(lái)使用的。又假如物體運(yùn)動(dòng)的速度很慢，在我們?cè)O(shè)定的相機(jī)曝光時(shí)間范圍內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個(gè)像素內(nèi)，那么選擇CMOS相機(jī)也是合適的。因?yàn)樵谄毓鈺r(shí)間內(nèi)，一兩個(gè)像素的偏差人眼根本看不出來(lái)(如果不是做測(cè)量用的話)，但超過(guò)2個(gè)像素的偏差，物體拍出來(lái)的圖像就有拖影，這樣就不能選擇CMOS相機(jī)了。

4、彩色&&黑白

    如果要處理的是與圖像顏色有關(guān)，那當(dāng)然是采用彩色相機(jī)，否則建議你用黑白的，因?yàn)楹诎椎耐瑯臃直媛实南鄼C(jī)，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時(shí)候，黑白的效果更好。

5、傳輸接口

    根據(jù)傳輸?shù)木嚯x、穩(wěn)定性、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小(帶寬)選擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網(wǎng)接口的相機(jī)。

6、幀率

    根據(jù)要檢測(cè)的速度，選擇相機(jī)的幀率一定要大于或等于檢測(cè)速度，等于的情況就是你處理圖像的時(shí)間一定要快，一定要在相機(jī)的曝光和傳輸?shù)臅r(shí)間內(nèi)完成。

7、線陣&&面陣

    對(duì)于檢測(cè)精度要求很高，面陣相機(jī)的分辨率達(dá)不到要求的情況下，當(dāng)然線陣相機(jī)是必然的一個(gè)選擇。

8、CCD靶面

    靶面尺寸的大小會(huì)影響到鏡頭焦距的長(zhǎng)短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長(zhǎng)。在選擇相機(jī)時(shí)，特別是對(duì)拍攝角度有比較嚴(yán)格要求的時(shí)候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場(chǎng)角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇CCD尺寸時(shí)，要結(jié)合鏡頭的焦距、視場(chǎng)角一起選擇，一般而言，選擇CCD靶面要結(jié)合物理安裝的空間來(lái)決定鏡頭的工作距離是否在安裝空間范圍內(nèi)，要求鏡頭的尺寸一定要大于或等于相機(jī)的靶面尺寸。

工業(yè)相機(jī)作為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的核心部件，對(duì)于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的重要性是不言而喻的。按照分類的不同，相機(jī)又分為很多種：

1、彩色相機(jī)、黑白相機(jī)
   黑白相機(jī)直接將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像灰度值，生成的是灰度圖像；彩色相機(jī)能獲得景物中紅、綠、藍(lán)三個(gè)分量的光信號(hào)，輸出彩色圖像。彩色相機(jī)能夠提供比黑白相機(jī)更多的圖像信息。彩色相機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種，棱鏡分光法和Bayer濾波法。棱鏡分光彩色相機(jī)，利用光學(xué)透鏡將入射光線的R、G、B分量分離，在三片傳感器上分別將三種顏色的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，Z后對(duì)輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行合成，得到彩色圖像。

2、CCD相機(jī)、CMOS相機(jī) 
   芯片主要差異在于將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方式。對(duì)于CCD傳感器，光照射到像元上，像元產(chǎn)生電荷，電荷通過(guò)少量的輸出電極傳輸并轉(zhuǎn)化為電流、緩沖、信號(hào)輸出。對(duì)于CMOS傳感器，每個(gè)像元自己完成電荷到電壓的轉(zhuǎn)換，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。

3、按靶面類型分類：面陣相機(jī)、線陣相機(jī) 
   相機(jī)不僅可以根據(jù)傳感器技術(shù)進(jìn)行區(qū)分，還可以根據(jù)傳感器架構(gòu)進(jìn)行區(qū)分。有兩種主要的傳感器架構(gòu)：面掃描和線掃描。面掃描相機(jī)通常用于輸出直接在監(jiān)視器上顯示的場(chǎng)合。線掃描相機(jī)用于連續(xù)運(yùn)動(dòng)物體成像或需要連續(xù)的高分辨率成像的場(chǎng)合。線掃描相機(jī)的一個(gè)自然的應(yīng)用是靜止畫(huà)面（Web Inspection）中要對(duì)連續(xù)產(chǎn)品進(jìn)行成像，比如紡織、紙張、玻璃、鋼板等。同時(shí)，線掃描相機(jī)同樣適用于電子行業(yè)的非靜止畫(huà)面檢測(cè)。像德國(guó)Kappa相機(jī)根據(jù)它CCD的規(guī)格也會(huì)有線陣、面陣之分。 

4 按輸出模式分類：模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī) 
   根據(jù)相機(jī)數(shù)據(jù)輸出模式的不同分為模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)，模擬相機(jī)輸出模擬信號(hào)，數(shù)字相機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)。模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)還可以進(jìn)一步細(xì)分，比如德國(guó)Kappa相機(jī)按數(shù)據(jù)接口又包括：USB 2.0接口、EE 1394 a / Fire Wire、Camera Link 接口、千兆以太網(wǎng)接口。模擬相機(jī)分為逐行掃描和隔行掃描兩種，隔行掃描相機(jī)又包含EIA、NTSC、CCIR、PAL等標(biāo)準(zhǔn)制式。有關(guān)接口技術(shù)的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考采集卡及采集技術(shù)部分。 

   在選擇一款工業(yè)數(shù)字相機(jī)時(shí)，物體成像的速度必須充分考慮好。例如，假設(shè)在拍攝過(guò)程中，物體在曝光中沒(méi)有移動(dòng)，可用相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的工業(yè)相機(jī)；對(duì)于靜止或緩慢移動(dòng)的物體，面陣工業(yè)相機(jī)Z適合于對(duì)靜止或移動(dòng)緩慢的物體成像。因?yàn)檎麄€(gè)面陣區(qū)域必須一次曝光，在曝光時(shí)間當(dāng)中任何的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致圖像的模糊，但是，運(yùn)動(dòng)模糊可以通過(guò)減少曝光時(shí)間或使用閃光燈來(lái)控制；對(duì)于快速移動(dòng)的物體，當(dāng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體使用一個(gè)面陣工業(yè)相機(jī)時(shí)，需要考慮在曝光時(shí)間當(dāng)中處于工業(yè)相機(jī)當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量，還需要考慮物體上能用一個(gè)像素表征的Z小特征，也就是對(duì)象分辨率，在采集運(yùn)動(dòng)物體的圖像的拇指規(guī)則就是曝光必須發(fā)生在采集物體移動(dòng)量小于一個(gè)像素的時(shí)間內(nèi)。

    如果你采集的物體是在以1厘米/秒的速度勻速移動(dòng)，而且物體分辨率已經(jīng)設(shè)置為1 pixel/mm，那么需要的Z大曝光時(shí)間是1/10每秒。因?yàn)槲矬w移動(dòng)一個(gè)距離恰好等于相機(jī)傳感器中的一個(gè)像素，當(dāng)使用Z大曝光時(shí)間時(shí)這里會(huì)有一定數(shù)量的模糊。在這種情況下，一般傾向于將曝光時(shí)間設(shè)置的比Z大值要快，比如1/20每秒，就能保持物體在移動(dòng)半個(gè)像素內(nèi)成像。如果同樣的物體以1厘米/秒的速度移動(dòng)，物體分辨率為1 pixel/微米，那么一秒中所需要的Z大曝光是1/10000.曝光設(shè)置的對(duì)快取決于所采用的相機(jī)，還有你是否能夠給物體足夠的光來(lái)獲得一幅好的圖像。

    視覺(jué)應(yīng)用中鏡頭的機(jī)械參數(shù)尤其重要，鏡頭一般都由光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械裝置兩部分組成，光學(xué)系統(tǒng)由若干透鏡（或反射鏡）組成，以構(gòu)成正確的物像關(guān)系，保證獲得正確、清晰的影像，它是鏡頭的核心。而機(jī)械裝置包括固定光學(xué)元件的零件（如透鏡座、光圈等）、鏡頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（如光圈調(diào)節(jié)環(huán)、調(diào)焦環(huán)等）、連接機(jī)構(gòu)（比如C、CS接口）等。此外，也有些鏡頭上具有自動(dòng)調(diào)光圈、自動(dòng)調(diào)焦或感測(cè)光強(qiáng)度的電子機(jī)構(gòu)。

    對(duì)于鏡頭有關(guān)的光學(xué)參數(shù)我們可以將焦距f、光圈系數(shù)（相對(duì)孔徑）、像方視場(chǎng)以及像差（比如畸變）看作鏡頭的內(nèi)部參數(shù)。通常用戶搭建視覺(jué)系統(tǒng)Z關(guān)心的參數(shù)，主要包括視場(chǎng)（FOV）、分辨率（Resolution）、工作距離（WD）和景深（DOF）。

    機(jī)器視覺(jué)行業(yè)內(nèi)通常將鏡頭分定倍鏡頭、變焦鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、高精度或百萬(wàn)像素鏡頭等。當(dāng)然，這些分類并沒(méi)有嚴(yán)格的劃分界線。而每款鏡頭都有固定的機(jī)械參數(shù)，主要包括鏡頭的安裝尺寸、螺絲孔徑、接口尺寸、重量、工作距離、直徑、長(zhǎng)度等。

    特殊情況下，視覺(jué)應(yīng)用對(duì)相機(jī)與鏡頭的安裝尺寸有限制，因此不可能選擇大尺寸的鏡頭，也可能不可以隨意選擇小尺寸的鏡頭。因此選擇鏡頭時(shí)，某些機(jī)械參數(shù)對(duì)象在一些情況下也是需要考慮的。

螺絲孔徑：

    主要是指一些鏡頭的光圈、對(duì)焦有固定螺絲，一般來(lái)說(shuō)，這些螺絲是M1的。平時(shí)比較難買，都是鏡頭配的，如果丟了，又想要鎖定光圈對(duì)焦等，比較難找這些螺絲。

鏡頭的接口：

    作為一個(gè)非常重要的參數(shù)，決定了其能適用于何種接口的相機(jī)。因此選型時(shí)一定要注意。

安裝尺寸：

    一般的鏡頭都是靠接口連接相機(jī)起固定作用。但是有一些大的鏡頭，其體積重量非常大，因此在鏡頭殼體上也會(huì)有安裝孔徑。這時(shí)就必須要保證其安裝孔位與底板、與相機(jī)安裝孔位等在同一平面上。

    在部分高速運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)系統(tǒng)中，如果鏡頭的重量太重，會(huì)產(chǎn)生很大的物理慣性。在采集圖片時(shí)，就產(chǎn)生拖影，圖像變得模糊。因此同樣的情況下，使用遠(yuǎn)心鏡，比變焦鏡頭要穩(wěn)定，圖像質(zhì)量也更佳。

    當(dāng)安裝相機(jī)時(shí)，如果底板較大，就會(huì)對(duì)鏡頭造成安裝限制。所以直徑不能太大，不然就會(huì)對(duì)安裝造成干涉。

    鏡頭工作的時(shí)候，實(shí)際工作距離是固定的，但是有些鏡頭的工作距離是不能改變的，如遠(yuǎn)心鏡頭、顯微鏡等。一般遠(yuǎn)心鏡頭的工作距離為40mm、65mm、110mm等，如果與標(biāo)準(zhǔn)的工作距離不相等，則無(wú)法清晰的成像。從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)鏡頭的長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性就越大，靜態(tài)工作時(shí)，其振動(dòng)能力也越弱。

    機(jī)器視覺(jué)就是利用機(jī)器代替人眼來(lái)作各種測(cè)量和判斷。在生產(chǎn)線上，人來(lái)做此類測(cè)量和判斷會(huì)因疲勞、個(gè)人之間的差異等產(chǎn)生誤差和錯(cuò)誤，但是機(jī)器卻會(huì)不知疲倦地、穩(wěn)定地進(jìn)行下去。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括了照明系統(tǒng)、鏡頭、攝像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。對(duì)于每一個(gè)應(yīng)用，我們都需要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行速度和圖像的處理速度、使用彩色還是黑白攝像機(jī)、檢測(cè)目標(biāo)的尺寸還是檢測(cè)目標(biāo)有無(wú)缺陷、視場(chǎng)需要多大、分辨率需要多高、對(duì)比度需要多大等。從功能上來(lái)看，典型的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動(dòng)控制部分。

    一套完整的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要工作過(guò)程：

    1、工件定位檢測(cè)器探測(cè)到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野ZX，向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖。

    2、圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。

    3、攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開(kāi)始新的一幀掃描，或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來(lái)到之前處于等待狀態(tài)，啟動(dòng)脈沖到來(lái)后啟動(dòng)一幀掃描。

    4、攝像機(jī)開(kāi)始新的一幀掃描之前打開(kāi)曝光機(jī)構(gòu)，曝光時(shí)間可以事先設(shè)定。

    5、另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開(kāi)燈光照明，燈光的開(kāi)啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。

    6、攝像機(jī)曝光后，正式開(kāi)始一幀圖像的掃描和輸出。

    7、圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)通過(guò)A/D將其數(shù)字化，或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。

    8、圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。

    9、處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別，獲得測(cè)量結(jié)果或邏輯控制值。

    10、處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。

    從上述的工作流程可以看出，機(jī)器視覺(jué)是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象都是運(yùn)動(dòng)物體，系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)物體的匹配和協(xié)調(diào)動(dòng)作尤為重要，所以給系統(tǒng)各部分的動(dòng)作時(shí)間和處理速度帶來(lái)了嚴(yán)格的要求。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，例如機(jī)器人、飛行物體導(dǎo)制等，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分的重量、體積和功耗都會(huì)有嚴(yán)格的要求。

項(xiàng)目：鐵板自動(dòng)化焊接機(jī)器人
項(xiàng)目描述：
1、焊接產(chǎn)品有直板、法蘭、兩塊板搭成一個(gè)角焊外角；
2、焊接厚度是3mm—5mm,直板長(zhǎng)度是1m—4m，精度要求不高；
3、材質(zhì)基本為鐵板；

項(xiàng)目分析:
1、 放置材料采用人工還是自動(dòng)化
2、 機(jī)器人需要按照材料的Z大尺寸進(jìn)行選型，無(wú)法確認(rèn)產(chǎn)品詳細(xì)參數(shù)
3、 需要焊接的產(chǎn)品是否是獨(dú)立進(jìn)行焊接，且每個(gè)焊接的產(chǎn)品材質(zhì)是否都是一樣的。

    鏡頭的選擇過(guò)程，是將鏡頭各項(xiàng)參數(shù)逐步明確化的過(guò)程。作為成像器件，鏡頭通常與光源、相機(jī)一起構(gòu)成一個(gè)完整的圖像采集系統(tǒng)，因此鏡頭的選擇受到整個(gè)系統(tǒng)要求的制約。一般地可以按以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析考慮：

一、波長(zhǎng)、變焦與否

    鏡頭的工作波長(zhǎng)和是否需要變焦是比較容易先確定下來(lái)的，成像過(guò)程中需要改變放大倍率的應(yīng)用，采用變焦鏡頭，否則采用定焦鏡頭就可以了。

關(guān)于鏡頭的工作波長(zhǎng)，常見(jiàn)的是可見(jiàn)光波段，也有其他波段的應(yīng)用。是否需要另外采取濾光措施？單色光還是多色光？能否有效避開(kāi)雜散光的影響？把這幾個(gè)問(wèn)題考慮清楚，綜合衡量后再確定鏡頭的工作波長(zhǎng)。

二、特殊要求優(yōu)先考慮

    結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)，可能會(huì)有特殊的要求，應(yīng)該先予明確下來(lái)。例如是否有測(cè)量功能，是否需要使用遠(yuǎn)心鏡頭，成像的景深是否很大等等。景深往往不被重視，但是它卻是任何成像系統(tǒng)都必須考慮的。

三、工作距離、焦距

    工作距離和焦距往往結(jié)合起來(lái)考慮。一般地，可以采用這個(gè)思路：先明確系統(tǒng)的分辨率，結(jié)合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再結(jié)合空間結(jié)構(gòu)約束就能知道大概的物像距離，進(jìn)一步估算鏡頭的焦距。所以鏡頭的焦距是和鏡頭的工作距離、系統(tǒng)分辨率（及CCD像素尺寸）相關(guān)的。

四、像面大小和像質(zhì)

    所選鏡頭的像面大小要與相機(jī)感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原則——相機(jī)感光面不能超出鏡頭標(biāo)示的像面尺寸——否則邊緣視場(chǎng)的像質(zhì)不保。

像質(zhì)的要求主要關(guān)注MTF和畸變兩項(xiàng)。在測(cè)量應(yīng)用中，尤其應(yīng)該重視畸變。

五、光圈和接口

鏡頭的光圈主要影響像面的亮度。但是現(xiàn)在的機(jī)器視覺(jué)中，Z終的圖像亮度是由很多因素共同決定的：光圈、相機(jī)增益、積分時(shí)間、光源等等。所以為了獲得必要的圖像亮度有比較多的環(huán)節(jié)供調(diào)整。

鏡頭的接口指它與相機(jī)的連接接口，它們兩者需匹配，不能直接匹配就需考慮轉(zhuǎn)接。

六、鏡頭的其它類別：

    線陣鏡頭：配合線陣相機(jī)使用的鏡頭。采用掃描式的工作方式，需要鏡頭與目標(biāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，每次曝光成像一條線，多次曝光組成一幅圖像。線陣掃描成像的特點(diǎn)：CCD線陣方向的圖像分辨率固定，而在目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向上，空間采樣頻率與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度有關(guān)。

    從成像的角度講，線陣鏡頭和其它類型的鏡頭并沒(méi)有本質(zhì)的差異。只是對(duì)鏡頭的使用方式不同而已。

    顯微鏡頭：為了看清目標(biāo)的細(xì)節(jié)特征，顯微鏡頭一般使用在高分辨率的場(chǎng)合。它們基本的特點(diǎn)是工作距離短，放大倍率高，視場(chǎng)小。

    遠(yuǎn)心鏡頭：物方主光線平行于光軸主光線的會(huì)聚ZX位于物方無(wú)限遠(yuǎn)，稱之為物方遠(yuǎn)心光路。作用：可以消除物方由于調(diào)焦不準(zhǔn)確帶來(lái)的測(cè)量誤差。

項(xiàng)目：散熱器自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)
需求：1、散熱器自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備，筆記本散熱器檢測(cè)有無(wú)貼料以及貼料的完整度有無(wú)殘缺； 
2、速度是4.5s/30cm； 
3、安裝方式流水線上安裝； 
4、檢測(cè)種類不止一種，樣式類似，檢測(cè)方式差不多。

    驗(yàn)室初步估計(jì)可實(shí)現(xiàn)概率80%以上

    該項(xiàng)目采用識(shí)別檢測(cè)工具，可用于醫(yī)藥、食品、產(chǎn)品包裝、印刷等一維碼、二維碼識(shí)別，OCR/OCV的檢測(cè)。   
   【識(shí)別檢測(cè)】：支持多種類型的條碼和二維碼檢測(cè)、設(shè)置簡(jiǎn)單，識(shí)別穩(wěn)定。 
    具有可獨(dú)立配置的多碼識(shí)別功能。相機(jī)一次拍照可讀取多達(dá)50個(gè)碼，一個(gè)視野范圍內(nèi)可根據(jù)不同位置碼的圖像質(zhì)量單獨(dú)配置參數(shù)，龍睿可讀取28種碼制且自帶訓(xùn)練功能。還可結(jié)合檢測(cè)、定位和測(cè)量應(yīng)用，大大提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的效率。

    機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，解決識(shí)別、定位、檢測(cè)等主要核心功能，將人工從繁復(fù)的工作中解放出來(lái)，并為智能智造及智能化提前打好基礎(chǔ)，徠深科技是不可錯(cuò)過(guò)的選擇！

    工業(yè)機(jī)器人Z早應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，但技術(shù)發(fā)展至今，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用早已不局限于某個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)代工業(yè)的方方面面都有工業(yè)機(jī)器人的身影。工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。工業(yè)機(jī)器人的分類方式很多，可以按機(jī)械結(jié)構(gòu)、操作機(jī)坐標(biāo)形式和程序輸入方式等進(jìn)行分類，下面就盤點(diǎn)一下工業(yè)機(jī)器人的種類：

1.關(guān)節(jié)機(jī)器人

    關(guān)節(jié)機(jī)器人也稱關(guān)節(jié)手臂機(jī)器人或關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中Z常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人的形態(tài)之一。適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，比如，自動(dòng)裝配、噴漆、搬運(yùn)、焊接等工作。機(jī)器人前3個(gè)關(guān)節(jié)決定機(jī)器人在空間的位置，后3個(gè)關(guān)節(jié)決定其姿態(tài)，多以旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)形式構(gòu)成。

2.直角坐標(biāo)機(jī)器人

    也稱桁架機(jī)器人或龍門式機(jī)器人。是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度建成空間直角關(guān)系的、多用途的操作機(jī)。其工作的行為方式主要是通過(guò)完成沿著X、Y、Z軸上的線性運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，控制方便，占地空間大。

3.串聯(lián)和并聯(lián)機(jī)器人

    串聯(lián)機(jī)器人其串聯(lián)式結(jié)構(gòu)是一個(gè)開(kāi)放的運(yùn)動(dòng)鏈，其所有運(yùn)動(dòng)桿并沒(méi)有形成一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)鏈。串聯(lián)機(jī)器人的工作空間大，運(yùn)動(dòng)分析比較容易可以避免驅(qū)動(dòng)軸之間的耦合效應(yīng)。但其機(jī)構(gòu)各軸必須要獨(dú)立控制，并且需要搭配編碼器和傳感器來(lái)提高機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)的jing準(zhǔn)度。

    而并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)工業(yè)用串聯(lián)機(jī)器人在應(yīng)用上構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，它是一個(gè)封閉的運(yùn)動(dòng)鏈。并聯(lián)機(jī)器人不易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差，無(wú)誤差積累精度較高。另外其結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定，輸出軸大部分承受軸向力，機(jī)器剛性高，承載能力大。但是，并聯(lián)機(jī)器人在位置求解上正解比較困難，而反解容易。

4.平面SCARA機(jī)器人

    平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，運(yùn)算簡(jiǎn)單，適于精度較高的裝配操作;SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)，用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動(dòng)。這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快，Z適用于平面定位，垂直方向進(jìn)行裝配的作業(yè)。

項(xiàng)目需求:

1.需要焊接的位置：上面各零件互相接觸到的地方都要焊接

2.精度：焊接精度±0.8mm

3.產(chǎn)品材料：SAPH440 采用二保焊   汽車前懸臂

項(xiàng)目分析：

1.綜合需求情況，可采用人工上下料或自動(dòng)化上下料；

2.建議選用自動(dòng)化上下料，主要原因有：速度可控、質(zhì)量可控、效率快（預(yù)計(jì)可以達(dá)到人工的兩倍及以上）。

項(xiàng)目解決方案：

流程說(shuō)明：

1.人工把前懸臂零部件放入變位機(jī)夾具上進(jìn)行夾緊；

2.焊接機(jī)器人自動(dòng)焊接，同時(shí)人工放入第二個(gè)前懸臂零部件至另一變位機(jī)夾具上夾緊；

3.焊接完diyi個(gè)產(chǎn)品后，機(jī)器人自動(dòng)焊接第二個(gè)產(chǎn)品，同時(shí)人工取下diyi個(gè)產(chǎn)品并上料；

4.重復(fù)以上步驟即可。

生產(chǎn)節(jié)拍：

根據(jù)焊縫長(zhǎng)度計(jì)算是38.3秒每件；焊接夾具可以做成一出四；

按照每天：8小時(shí)計(jì)算8*60*60÷39*4=2952件每天；

兩班生產(chǎn)：2952*2=5904件每天。

1.光路原理

4.構(gòu)造光源

3.按輸出信號(hào)區(qū)分

1.主要參數(shù)

    機(jī)器視覺(jué)伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)日臻成熟，已是現(xiàn)代加工制造業(yè)不可或缺的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)。
    機(jī)器視覺(jué)的引入，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測(cè)方法，極大地提高了投放市場(chǎng)的產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。本期內(nèi)容介紹分辨率、精度、公差的關(guān)系，以便根據(jù)檢測(cè)要求準(zhǔn)確地選擇合適的相機(jī)。
    分辨率（Resolution）
 
    比如要看看的產(chǎn)品大小是30mm*10mm，使用200萬(wàn)像素（1600pixel*1200pixel）的相機(jī)。因?yàn)楫a(chǎn)品是長(zhǎng)條形，為了把產(chǎn)品都放入到視野內(nèi)，我們計(jì)算分辨率的時(shí)候要考慮長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)，此時(shí)分辨率為：
 
　　精度（Accuracy）
　　精度的單位是mm。根據(jù)產(chǎn)品表面和照明狀況的不同，我們可以通過(guò)放大圖像觀察辨別穩(wěn)定像素的個(gè)數(shù)，從而得出精度。如果條件不允許實(shí)際測(cè)試觀察，一般的規(guī)律是，如果使用正面打光，有效像素為1個(gè)，使用背光，有效像素為0.5個(gè)。
 
　　這個(gè)例子我們?nèi)? Pixel，得到精度為0.019mm約等于0.02mm。
　　公差（Tolerance）
　　一般情況下，精度和公差的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
 
　　對(duì)一個(gè)項(xiàng)目來(lái)講，先從圖紙上讀到公差的要求。然后再根據(jù)上述關(guān)系，反推得出需要多少像素的相機(jī)，徠深科技竭誠(chéng)為您服務(wù)。
 

    碼垛機(jī)與碼垛機(jī)器人就兩字之差，那么它們有什么區(qū)別呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，碼垛機(jī)器人應(yīng)該隸屬于碼垛機(jī)的一種。

    在碼垛機(jī)中，可以分為機(jī)械碼垛機(jī)和碼垛機(jī)器人兩種，而機(jī)械碼垛機(jī)又可以分成轉(zhuǎn)盤式碼垛機(jī)和抓手式碼垛機(jī)。它之所以可以有效的完成碼垛任務(wù)，主要是依靠其碼垛效率和其智能化，如果將產(chǎn)品的一些要求輸入到碼垛機(jī)系統(tǒng)中，就可以根據(jù)輸入的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行碼垛產(chǎn)品了。

    普通的碼垛機(jī)主要采取托盤側(cè)推等一些方工進(jìn)行碼垛輸送等一系列的動(dòng)作。而機(jī)器人碼機(jī)主要靠就是設(shè)備上面的機(jī)械手進(jìn)行碼垛，就是設(shè)備上面的這個(gè)機(jī)器手使碼垛機(jī)器人大大優(yōu)于碼垛機(jī)。??

    相對(duì)于普通的碼垛機(jī)來(lái)說(shuō)，碼垛機(jī)器人有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。碼垛機(jī)器人的靈活性更好一些，特別是對(duì)產(chǎn)品的適應(yīng)性比較高，可以碼垛的范圍更廣、效率更高。特別是一些自動(dòng)化生產(chǎn)線都需要用到碼垛機(jī)器人

    此外，包裝中對(duì)大小，形狀，和材料中的要求，也使得碼垛變得更加復(fù)雜了。但是只要適應(yīng)靈活模式的要求，就可以解決不同碼垛要求。

    這也是碼垛機(jī)器人受到普及的重要原因，碼垛機(jī)器人能高供企業(yè)的生產(chǎn)效率，隨著碼垛機(jī)器人的不斷發(fā)展，將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的企業(yè)會(huì)選擇用碼垛機(jī)器人。?

    隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)焊接機(jī)器人, 從60年代開(kāi)始用于生產(chǎn)以來(lái)，其技術(shù)已日益成熟，焊接技術(shù)進(jìn)步的突出的表現(xiàn)就是焊接過(guò)程由機(jī)械化向自動(dòng)化、信息化和智能化發(fā)展，焊接機(jī)器人突破了焊自動(dòng)化的傳統(tǒng)方式，使小批量自動(dòng)化生產(chǎn)成為可能。

焊接機(jī)器人的編程技巧

1.選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形、焊槍行走路徑長(zhǎng)度來(lái)制定焊接順序。

2.焊槍空間過(guò)渡要求移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。

3.優(yōu)化焊接參數(shù)，為了獲得Z佳的焊接參數(shù)，制作工作試件進(jìn)行焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定。

4.采用合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對(duì)接頭的位置。工件在變位機(jī)上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時(shí)不斷調(diào)整變位機(jī)，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置。同時(shí)，要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸位置，合理地確定焊槍相對(duì)接頭的位置、角度與焊絲伸出長(zhǎng)度。工件的位置確定之后，焊槍相對(duì)接頭的位置必須通過(guò)編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。

5.及時(shí)插入清槍程序，編寫(xiě)一定長(zhǎng)度的焊接程序后，應(yīng)及時(shí)插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，確保可靠引弧、減少焊接飛濺。

6.編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過(guò)程中不斷檢驗(yàn)和修改程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會(huì)形成一個(gè)好程序。

機(jī)器人系統(tǒng)故障

1.發(fā)生撞槍

可能是由于工件組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

2.出現(xiàn)電弧故障，不能引弧

可能是由于焊絲沒(méi)有接觸到工件或工藝參數(shù)太小，可手動(dòng)送絲，調(diào)整焊槍與焊縫的距離，或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。

3.保護(hù)氣監(jiān)控報(bào)警

冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣管路。

焊接機(jī)器人常見(jiàn)缺陷

1.出現(xiàn)焊偏問(wèn)題

可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。這時(shí)，要考慮TCP(焊槍ZX點(diǎn)位置)是否準(zhǔn)確，并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種情況就要檢查一下機(jī)器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

2.出現(xiàn)咬邊問(wèn)題

可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或焊槍位置不對(duì)，可適當(dāng)調(diào)整。

3.出現(xiàn)氣孔問(wèn)題

可能為氣體保護(hù)差、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以處理。

4.飛濺過(guò)多問(wèn)題

可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長(zhǎng)度太長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)整機(jī)器功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來(lái)調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。

5.焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑問(wèn)題

可編程時(shí)在工作步中添加埋弧坑功能，可以將其填滿。

    焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分，機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對(duì)于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng)，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

    采用機(jī)器人進(jìn)行焊接，光有一臺(tái)機(jī)器人是不夠的，還必須配備外圍設(shè)備。常規(guī)的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)由以5部分組成。

1.機(jī)器人本體，一般是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的6軸關(guān)節(jié)式操作機(jī)，它由驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器等組成。它的任務(wù)是精確地保證機(jī)械手末端（悍槍）所要求的位置、姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.機(jī)器人控制柜，它是機(jī)器人系統(tǒng)的神經(jīng)，包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件和一些專用電路，負(fù)責(zé)處理機(jī)器人工作過(guò)程中的全部信息和控制其全部動(dòng)作。

3.焊接電源系統(tǒng)，包括焊接電源、專用焊槍等。

4.焊接傳感器及系統(tǒng)安全保護(hù)設(shè)施。

5.焊接工裝夾具。

    隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)焊接機(jī)器人, 從60年代開(kāi)始用于生產(chǎn)以來(lái)，其技術(shù)已日益成熟，在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，能將焊接質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來(lái)；

2.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

3.改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可在有害環(huán)境下工作；

4.降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求；

5.縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資。