Flächenkameras für die industrielle Bildverarbeitung
Flächenkameras sind in der industriellen Bildverarbeitung der am häufigsten eingesetzte Kameratyp. Sie nutzen zweidimensionale Sensoren, die pro Aufnahme ein vollständiges Bild erfassen. Damit eignen sie sich für Qualitätskontrolle, Positionsbestimmung, Oberflächeninspektion und viele weitere Aufgaben. Visiontechnik bietet ein breites Sortiment an Industriekameras mit unterschiedlichen Auflösungen, Schnittstellen und Bauformen, um für jede Anwendung die optimale Lösung bereitzustellen.
Im Sortiment stehen 409 Modelle mit GigE, USB 3.0, CoaXPress, Camera Link, 10 GigE und HDMI, von 0,3 bis 151 Megapixel, monochrom, farbig oder NIR, mit Global oder Rolling Shutter. Auf Anfrage liefern wir selbstverständlich auch alle anderen bekannten Marken.
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Produkte im Überblick
Welche Flächenkamera passt zu welcher Aufgabe?
Die Auflösung folgt der Prüfaufgabe, nicht dem Datenblatt. Als Faustregel sollten mindestens drei Pixel auf das kleinste Merkmal fallen, das sicher erkannt werden muss. Bei Messaufgaben mit engen Toleranzen sind fünf bis zehn Pixel sinnvoll. Die folgende Übersicht zeigt, welche Klasse zu welcher Anwendung passt.
| Auflösung | Typische Anwendung | Kleinstes Merkmal bei 100 mm Sichtfeld |
|---|---|---|
| bis 1 MP | Anwesenheitskontrolle, einfache Lagebestimmung, Codelesen aus der Nähe | rund 0,4 mm |
| 1 bis 3 MP | Vollständigkeitsprüfung, Montagekontrolle, Robotik | rund 0,2 mm |
| 3 bis 5 MP | Oberflächeninspektion, Vermessung mit mittleren Toleranzen | rund 0,15 mm |
| 5 bis 12 MP | Leiterplatten, feine Oberflächenfehler, große Sichtfelder | rund 0,1 mm |
| ab 12 MP | Messtechnik mit engen Toleranzen, großflächige Prüfung in einem Bild | unter 0,08 mm |
Welche Schnittstelle für welchen Einsatz?
Die Schnittstelle entscheidet über Kabellänge, mögliche Datenrate und darüber, ob zusätzlich eine Einsteckkarte im Rechner nötig wird. Alle sechs Varianten sind im Sortiment vertreten.
| Schnittstelle | Reichweite | Einsteckkarte nötig | Stärke |
|---|---|---|---|
| GigE Vision | bis 100 m | nein | mehrere Kameras an einem Switch, lange Wege |
| USB3 Vision | bis 5 m | nein | einfachste Inbetriebnahme am Arbeitsplatz |
| CoaXPress | bis 40 m | ja | hohe Auflösung und hohe Bildrate zugleich |
| 10 GigE | bis 100 m | nein | sehr große Datenmengen über Netzwerk |
| Camera Link | bis 10 m | ja | etablierter Standard mit sicherer Triggerung |
| HDMI | bis 15 m | nein | direkte Bildausgabe auf einen Monitor |
Sensorgröße und Objektiv gehören zusammen
Die Sensorgröße wird als Zolldiagonale angegeben, im Sortiment von 1/2.9 Zoll bis über 1.1 Zoll. Sie bestimmt, welches Objektiv für Industriekameras passt, denn dessen Bildkreis muss die Sensordiagonale vollständig abdecken. Ein zu kleiner Bildkreis führt zu dunklen Bildecken. Die Pixelgröße folgt aus Sensorgröße und Auflösung: kleinere Pixel liefern mehr Details, brauchen aber mehr Licht und ein Objektiv mit ausreichender Auflösungsleistung.
Was Sie neben der Kamera noch brauchen
Eine Flächenkamera allein liefert kein brauchbares Bild. Dazu gehören ein passendes Objektiv, für die meisten Prüfaufgaben ein endozentrisches Objektiv, eine auf die Oberfläche abgestimmte Beleuchtung für Industriekameras, bei CoaXPress und Camera Link ein Frame Grabber sowie Kabel und Netzteile in der richtigen Länge und Flexibilität. Wo keine Auswertung im PC nötig ist, übernehmen Smart Kameras die Prüfung im Gerät. Für Endlosmaterial und rotierende Teile ist statt einer Flächenkamera eine Zeilenkamera die richtige Bauform.
Häufige Fragen zu Flächenkameras
Wie viel Auflösung braucht eine Flächenkamera?
Die Auflösung ergibt sich aus dem Sichtfeld und dem kleinsten Merkmal, das erkannt werden muss. Als Faustregel sollten drei Pixel auf dieses Merkmal fallen. Bei einem Sichtfeld von 100 mm Breite und einem kleinsten Merkmal von 0,2 mm ergeben sich 100 geteilt durch 0,2 mal 3, also 1500 Pixel in der Breite. Für Messaufgaben mit engen Toleranzen sollten es fünf bis zehn Pixel je Merkmal sein.
Global Shutter oder Rolling Shutter?
Global Shutter belichtet alle Pixel gleichzeitig und bildet bewegte Objekte verzerrungsfrei ab. Rolling Shutter liest den Sensor zeilenweise aus und ist bei Bewegung an schrägen oder gewellten Kanten erkennbar. Sobald sich Prüfling oder Kamera während der Belichtung bewegen, ist Global Shutter die richtige Wahl. Bei ruhenden Szenen liefert Rolling Shutter bei gleicher Auflösung oft mehr Bildrate zu geringeren Kosten.
Welches Objektiv passt zu meiner Flächenkamera?
Entscheidend sind drei Angaben. Der Bildkreis des Objektivs muss mindestens so groß sein wie die Sensordiagonale, sonst werden die Bildecken dunkel. Der Anschluss muss passen, im Standardfall C-Mount, bei großen Sensoren F-Mount, M42, M58 oder M72. Die Brennweite folgt aus Sichtfeld und Arbeitsabstand: Brennweite gleich Sensorbreite mal Arbeitsabstand geteilt durch Sichtfeldbreite.
Brauche ich einen Frame Grabber?
Für GigE Vision und USB3 Vision nicht, dort genügen die Bordmittel des Rechners. CoaXPress und Camera Link benötigen eine Einsteckkarte im PC. Diese übernimmt zusätzlich die Triggerung und entlastet den Prozessor, was bei hohen Bildraten den Unterschied macht.
Farbe oder Monochrom?
Monochrom ist die richtige Wahl, wenn Farbe für die Prüfung keine Rolle spielt. Der Sensor nutzt jedes Pixel für Helligkeit statt für Farbfilter und liefert dadurch mehr Detailschärfe und bessere Ergebnisse bei wenig Licht. Farbe wird gebraucht, wenn Farbunterschiede das Prüfmerkmal sind, etwa bei Sortierung, Verpackungskontrolle oder Kabelfarben. Für Prüfungen jenseits des sichtbaren Lichts gibt es NIR-Varianten. Im Sortiment stehen 228 monochrome, 177 farbige und 5 NIR-Modelle.
Wie schnell sind Flächenkameras lieferbar?
Der überwiegende Teil des gelisteten Sortiments ist ab Lager verfügbar. Die verbindliche Lieferzeit nennen wir gemeinsam mit dem Angebot. Sonderausführungen und Hersteller außerhalb des Standardsortiments beschaffen wir auf Anfrage.