Подбор высококачественных промышленных камер

Если честно, каждый раз, когда клиент запрашивает 'подбор высококачественных промышленных камер', я сначала вздыхаю. Потому что в 80% случаев под этим подразумевают 'дорогие камеры с максимальными мегапикселями'. А на деле — например, для контроля этикеток на конвейере фармпроизводства нам хватило скромной камеры с монохромным сенсором и грамотной синхронизацией импульсного освещения. Вот этот разрыв между ожиданиями и реальными техзадачами — главная проблема.

Почему разрешение — не главный параметр

Был у меня проект в 2022 году — автоматизация контроля сварных швов на трубопроводе. Заказчик настоял на 20-мегапиксельной камере, аргументируя 'чтобы видеть все дефекты'. В итоге система еле работала: большой объем данных, нужна была дорогая линза, а главное — скорость съемки не успевала за конвейером. Пришлось пересобирать на 5-мегапиксельную камеру с глобальным затвором — и все пошло как по маслу.

Сейчас при подборе я всегда смотрю на три вещи: тип сенсора (global shutter vs rolling shutter), светочувствительность и возможность внешней синхронизации. Например, для наших линий на ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование часто берем камеры с интерфейсом GigE Vision — стабильно работают на длинных расстояниях, да и с нашей системой управления хорошо интегрируются.

Кстати, про интеграцию — это отдельная головная боль. Как-то раз поставили 'крутую' камеру, а она с нашим ПО не дружит. Теперь всегда тестируем совместимость на стенде. На сайте rq-automation.ru мы даже выложили тестовые конфигурации — чтобы клиенты могли проверить до заказа.

Реальные кейсы вместо рекламных обещаний

Вот сейчас работаем над проектом для пищевой промышленности — контроль наполнения пачек печенья. Казалось бы, простейшая задача. Но оказалось, что блики от полипропиленовой упаковки сводят с ума любую камеру. Решили проблему поляризационными фильтрами и камерой с HDR-режимом — но не той, что в рекламе, а специальной, где можно выставить до 6 зон экспозиции.

Кстати, про HDR — модное слово, которое все понимают по-разному. В промышленности это не 'красивые фото', а возможность одновременно видеть темные и светлые зоны объекта. Например, при контроле качества литья под давлением — чтобы и кромку формы видеть, и внутренние полости.

Наш опыт на ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование показывает: лучше брать камеры с аппаратным HDR, а не программным. В программном слишком много артефактов при быстром движении конвейера.

Про свет и оптику — то, о чем часто забывают

Самая частая ошибка — выбрать дорогую камеру и сэкономить на освещении. Как-то поставили клиенту систему с камерой за 300 тысяч рублей, а светильники — самые простые, за 15 тысяч. В итоге шум из-за недостаточной освещенности съел все преимущества дорогой матрицы.

Сейчас всегда предлагаем комплект: камера + объектив + освещение + крепления. Например, для задач считывания штрих-кодов часто используем соосное освещение — оно убирает блики с глянцевых поверхностей. Но есть нюанс: угол падения света должен быть точно выверен, иначе вместо читаемого кода получится светлое пятно.

К объективам тоже придираемся — особенно к дисторсии. Для метрологических задач даже небольшая дисторсия в 0.1% может давать погрешность в полмиллиметра на метр. Поэтому тестируем с калибровочными мирами перед установкой на линию.

Когда дорого — не значит хорошо

Был у нас печальный опыт с камерой известного немецкого бренда — вроде все по спецификациям идеально, а в реальных условиях цеха с вибрацией от прессового оборудования начала 'терять' кадры. Оказалось — проблема в коннекторе питания, который от вибрации слегка отходил. Пришлось переделывать крепление и добавлять фиксатор.

Теперь при подборе промышленных камер всегда спрашиваем условия эксплуатации: температура, вибрация, запыленность. Для гальванических цехов, например, важна защита от агрессивной среды — обычные камеры там живут не больше полугода.

Кстати, на rq-automation.ru в разделе 'Решения' мы теперь указываем не только технические характеристики, но и условия, в которых тестировали оборудование. Потому что камера может иметь прекрасные параметры в лаборатории, но в цеху с электромагнитными помехами от сварочных аппаратов вести себя непредсказуемо.

Интеграция в существующие системы — подводные камни

Часто сталкиваемся с ситуацией, когда нужно встроить новую камеру в старую систему управления. И вот здесь начинаются танцы с бубном — то протокол не тот, то задержки синхронизации. Один раз пришлось писать промежуточный драйвер, потому что камера поддерживала только GenICam, а система управления работала с устаревшим протоколом.

Сейчас при подборе всегда проверяем совместимость не только 'в теории', но и на практике. Для этого на ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование собрали тестовый стенд с разными контроллерами — от старых Siemens до современных Beckhoff.

Еще важный момент — пропускная способность сети. Как-то поставили 4 камеры с разрешением 12 Мп каждая, а сеть 100 Мбит/с не потянула такой поток данных. Пришлось перекладывать витую пару на гигабитную. Теперь всегда рассчитываем нагрузку на сеть заранее.

Что в итоге работает

За годы работы выработал простой алгоритм: сначала детально изучаем техпроцесс (что именно нужно видеть, в каких условиях, с какой скоростью), потом подбираем освещение и оптику, и только затем — камеру. Парадокс, но часто более простая и дешевая камера с правильно подобранной периферией дает лучший результат, чем 'топовая' модель с посредственным светом.

Сейчас для большинства задач контроля качества на автоматизированных линиях мы используем камеры среднего ценового диапазона, но с проверенными характеристиками — те, что уже отработали на нескольких проектах. Например, для визуального контроля упаковки часто берем модели с разрешением 2-5 Мп, но с хорошей цветопередачей и стабильной работой при длительной эксплуатации.

Как показала практика ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование, надежность и стабильность часто важнее 'супер-характеристик'. Потому что останов конвейера из-за сбоя системы зрения обходится дороже, чем экономия на более дешевой камере.