GigE Vision®完整解決方案采用合適的系統(tǒng)組件

      今天，專業(yè)的圖像處理系統(tǒng)提高了許多制造過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量。在此方面，現(xiàn)代化系統(tǒng)并不只是簡(jiǎn)單地承擔(dān)質(zhì)量檢查任務(wù)，它還常常用來(lái)實(shí)現(xiàn)高效工藝步驟的可視化并對(duì)復(fù)雜程度極高的過(guò)程進(jìn)行可視化控制。例如，在機(jī)器人應(yīng)用中，相機(jī)提供精確定位所需要的圖像；在傳送帶應(yīng)用中，必須對(duì)各種物體進(jìn)行識(shí)別和分類。不論圖像系統(tǒng)用于何種用途，它們都必須滿足工業(yè)環(huán)境的苛刻要求。很久以來(lái)，圖像處理系統(tǒng)都僅僅由一個(gè)相機(jī)和一個(gè)用于圖像數(shù)據(jù)處理的計(jì)算單元組成。為此，堡盟成為第一家可提供全部GigE組件的相機(jī)制造商，從而確保GigE相機(jī)能夠成功地集成在工業(yè)環(huán)境中。

GigE可用作工業(yè)接口

      Gigabit千兆以太網(wǎng)已經(jīng)成為一種被廣泛采用的圖像處理接口，特別是在工業(yè)環(huán)境下。這主要是因?yàn)樵摻鉀Q方案擁有長(zhǎng)達(dá)100米超長(zhǎng)電纜、簡(jiǎn)單的多相機(jī)系統(tǒng)布置以及較低的系統(tǒng)成本。另外，與GigE Vision®兼容的數(shù)字相機(jī)還具有一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)，即重要信息也可以通過(guò)頭部的網(wǎng)絡(luò)電纜進(jìn)行傳輸。例如，這些信息包含了用于及時(shí)確定圖像采集精確時(shí)間點(diǎn)所需要的時(shí)間標(biāo)識(shí)。堡盟GigE相機(jī)另一個(gè)非常有用的功能是序列發(fā)生器，它能夠以不同的設(shè)置對(duì)圖像序列進(jìn)行定義。在此過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)采集圖像系列，并且無(wú)需與PC機(jī)進(jìn)行其它通信。對(duì)于某些要求高速圖像序列具有不同的增益、曝光時(shí)間、照明條件等設(shè)置的應(yīng)用而言，例如瓶子檢測(cè)，那么此功能是非常有用的。堡盟提供通用編程接口Baumer-GAPI，用來(lái)將相機(jī)軟件方便地集成到多種應(yīng)用中。特別是對(duì)于GigE相機(jī)，過(guò)濾器驅(qū)動(dòng)程序確保CPU的負(fù)載最小，從而節(jié)約資源以用于后續(xù)圖像處理。

標(biāo)準(zhǔn)配置與改進(jìn)型以太網(wǎng)供電配置之比較

適合最苛刻工業(yè)環(huán)境的相機(jī)

      通常情況下，工業(yè)環(huán)境下的相機(jī)系統(tǒng)對(duì)所用設(shè)備的要求極高。對(duì)于這些環(huán)境，相機(jī)需要集成在能夠承受水汽及灰塵影響的專用防護(hù)外殼中。這些防護(hù)外殼常常必須專門(mén)制造，或者根據(jù)所用相機(jī)進(jìn)行改裝。專業(yè)從事工業(yè)圖像處理組件生產(chǎn)的堡盟公司開(kāi)發(fā)出了具備此防護(hù)功能的GigE相機(jī)。在此方面，IP67相機(jī)不僅保護(hù)相機(jī)組件，同時(shí)還保護(hù)用戶根據(jù)具體應(yīng)用選擇的C-mount鏡頭。外殼可以采用陽(yáng)極化鋁制造，另外亦提供食品工業(yè)專用的不銹鋼型號(hào)。安裝在小巧外殼中的相機(jī)不僅大大節(jié)省了空間，而且降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。

采用以太網(wǎng)供電實(shí)現(xiàn)單電纜解決方案

      盡管GigE已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)成為工業(yè)圖像處理的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，然而它所需要的外部電源仍然是一個(gè)明顯的問(wèn)題。在機(jī)器人領(lǐng)域，由于機(jī)器人專用電纜會(huì)迅速提升系統(tǒng)成本，因此市場(chǎng)對(duì)于單相機(jī)電纜的需求極高，例如在FireWireTM標(biāo)準(zhǔn)中，單相機(jī)電纜已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。目前，使用以太網(wǎng)供電（PoE）甚至可以縮小了此差距。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在同一根標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電纜上同時(shí)傳輸圖像數(shù)據(jù)和供電。這樣，外部電源不再需要，不僅節(jié)省了昂貴的布線費(fèi)用，而且降低了安裝及維護(hù)成本。然而，此方案帶來(lái)了PoE相機(jī)的電源電壓?jiǎn)栴}。即使商用電源交換機(jī)已經(jīng)在IP語(yǔ)音（VoIP）和其它網(wǎng)絡(luò)組件上采用此技術(shù)，但是工業(yè)應(yīng)用仍然需要系統(tǒng)在24V或48V下運(yùn)行。為此，堡盟成為第一家開(kāi)發(fā)PoE相機(jī)專用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組件的相機(jī)制造商。

適用于苛刻環(huán)境的堡盟IP67相機(jī)

帶PoE支架的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)組件

      客戶只需要使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡即可集成GigE相機(jī)。如要實(shí)現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)或者使用以太網(wǎng)供電的系統(tǒng)，才需要附加其它系統(tǒng)組件。利用GigE電源交換機(jī)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)。在此過(guò)程中，相機(jī)可從自身永久性存儲(chǔ)的地址或者從DHCP服務(wù)器獲得IP地址。憑借GigE電源系列，堡盟提供兩種類型的工業(yè)電源交換機(jī)用于多相機(jī)系統(tǒng)。4端口電源交換機(jī)將多達(dá)三只相機(jī)連接至PC機(jī)，擴(kuò)展型6端口電源交換機(jī)可以在網(wǎng)絡(luò)中集成多達(dá)5只相機(jī)。在6端口電源交換機(jī)中，第六個(gè)端口設(shè)計(jì)作為SFP接口，用來(lái)容納帶有銅端口的模塊，或者提供一個(gè)用于長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓饫w模塊。兩種電源交換機(jī)均支持PoE新技術(shù)，如果需要，還可以為相機(jī)供電。電源交換機(jī)自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)連接的是PoE相機(jī)還是標(biāo)準(zhǔn)GigE相機(jī)，然后根據(jù)需要提供電壓。另外，堡盟還提供GigE電源供電器，用來(lái)集成沒(méi)有電源交換機(jī)功能的PoE相機(jī)。此設(shè)備可為最多兩只獨(dú)立PoE相機(jī)供電，從而簡(jiǎn)化了機(jī)器人應(yīng)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是PoE應(yīng)用的入門(mén)級(jí)解決方案。同時(shí)，供電器可為兩只相機(jī)提供全帶寬，因此是高幀率、高分辨率應(yīng)用的理想解決方案。所有網(wǎng)絡(luò)組件均能夠方便地集成到控制柜內(nèi)，并且在后部提供一個(gè)DIN頂帽式導(dǎo)軌夾。工作電壓為24V或者48V。

采用堡盟觸發(fā)設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的過(guò)程集成

      憑借創(chuàng)新的GigE觸發(fā)設(shè)備，堡盟的解決方案可謂更上一層樓，從而為客戶提供新一代網(wǎng)絡(luò)組件。堡盟首次將多達(dá)8只過(guò)程控制傳感器集成到圖像處理系統(tǒng)中，從而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電纜實(shí)現(xiàn)單相機(jī)或者相機(jī)組的實(shí)時(shí)觸發(fā)。為此，系統(tǒng)對(duì)已連接傳感器的各輸入變量進(jìn)行估算，計(jì)算正確的觸發(fā)點(diǎn)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)圖像采集操作。這樣，GigE系統(tǒng)無(wú)需使用額外的觸發(fā)器電纜，從而為系統(tǒng)提供了一個(gè)真正的單電纜解決方案。另外，觸發(fā)設(shè)備帶有8個(gè)數(shù)字輸出，用來(lái)控制序列中與過(guò)程相關(guān)的步驟，例如用于分選缺陷產(chǎn)品的門(mén)控制器。為了獲得硬件I/O常見(jiàn)的不足5微秒的等待時(shí)間，觸發(fā)設(shè)備的所有功能均在硬件中實(shí)現(xiàn)。該創(chuàng)新設(shè)備的配置簡(jiǎn)單、完整，并且可以利用方便、直觀的軟件工具通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成。

堡盟完整的GigE Vision®系統(tǒng)解決方案

GigE相機(jī)和網(wǎng)絡(luò)組件由同一方提供

GigE配置——一切盡在掌控

      由于其它接口的協(xié)議極難更改，所以GigE協(xié)議提供了多種可選方案，以充分適應(yīng)用戶的系統(tǒng)。然而，除了良好的靈活性之外，此功能亦存在錯(cuò)誤配置的危險(xiǎn)。為確保系統(tǒng)具有最優(yōu)性能，堡盟提供自己的診斷工具，進(jìn)行GigE系統(tǒng)的分析和配置?！癇aumer GigE Diagnostic”程序能夠率先完成GigE相機(jī)的所有影響生成數(shù)據(jù)的屬性配置。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提出一個(gè)與用戶選定的數(shù)據(jù)包大小相匹配的包間延遲（包間間隔）。然后，可以使用選定的設(shè)置，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際行為進(jìn)行仿真和測(cè)試。為此，程序從所有連接的組件處采集所有可用信息，以及計(jì)算機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)。如果發(fā)生關(guān)鍵狀況，用戶將得到通知，并且能夠測(cè)試其它設(shè)置。

堡盟完整解決方案祝您取得成功

      憑借創(chuàng)新性GigE相機(jī)、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)組件、觸發(fā)器設(shè)備以及豐富的技術(shù)知識(shí)，堡盟能夠?yàn)榭蛻籼峁┙?jīng)過(guò)完美協(xié)調(diào)配置的GigE圖像處理系統(tǒng)用產(chǎn)品包。這樣，每一位客戶都能夠簡(jiǎn)單、可靠地將最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成到他們自己的應(yīng)用中。

作者
Jens Klattenhoff
數(shù)字成像市場(chǎng)與產(chǎn)品管理主管
Baumer Optronic GmbH