Görüntü işleme kamerası, görmek istediğiniz en küçük ayrıntıya, parçanın hızına ve görüş alanının büyüklüğüne göre seçilir. Önce gereken çözünürlük hesaplanır, ardından kamera tipi (alan tarama, çizgi tarama ya da 3B), sensör, lens ve aydınlatma bu hesaba göre belirlenir. Kamera tek başına seçilmez. Kamera, lens ve ışık birlikte bir sistem oluşturur ve en zayıf halka sonucu belirler.
Bir kalite mühendisinin kataloğdan en yüksek çözünürlüklü kamerayı seçtiğini düşünelim. Kamera hatta kuruluyor, görüntüler keskin, ama parçanın parlak yüzeyindeki çizikler görünmüyor. Çünkü sorun çözünürlükte değil, ışığın çiziği görünür kılacak açıyla gelmemesinde. Doğru kamera seçimi, ne görmek istediğinizi tarif etmekle başlar.
Kaç megapiksel gerekir?
Gereken çözünürlük, görüş alanının genişliğinin görmek istediğiniz en küçük ayrıntıya bölünmesiyle bulunur. Yaygın bir pratik, en küçük kusurun en az birkaç piksel üzerine düşmesini sağlamaktır.
Örneğin 200 mm genişliğindeki bir parçada 0,2 mm'lik bir kusuru görmek istiyorsanız ve kusurun en az 3 piksel üzerine düşmesini hedefliyorsanız, yatayda 200 / 0,2 x 3 = 3.000 piksel gerekir. 4.096 piksel genişliğinde bir sensör bu işi rahatça karşılar. Gereğinden yüksek çözünürlük ise görüntüyü büyütür, işleme süresini uzatır ve genellikle daha pahalı bir lens ister.
Görüntü işleme kamera tipleri nelerdir?
Görüntü işleme kameraları görüntüyü nasıl oluşturduklarına göre ayrılır. Seçimi parçanın biçimi, hareketi ve ölçmek istediğiniz boyut belirler.
| Tip | Nasıl çalışır | Uygun iş |
|---|---|---|
| Alan tarama kamera | Bir anda dikdörtgen bir görüntü çeker | Duran ya da kesikli hareket eden parçalar, çoğu kalite kontrol görevi |
| Çizgi tarama kamera | Tek satır pikseli sürekli okur, görüntüyü hareketle birleştirir | Kesintisiz akan bant, rulo malzeme, silindirik yüzey |
| 3B kamera | Lazer üçgenleme, yapılandırılmış ışık ya da stereo ile yükseklik ölçer | Yükseklik, hacim, çökme, kaynak dikişi profili |
| Akıllı kamera | Görüntüyü kamera içinde işler ve sonucu doğrudan verir | Tek istasyonlu, tanımı net görevler |
Örneğin sac rulo üzerindeki yüzey kusurları çizgi tarama kamerayla, bir pres parçasının deliklerinin varlığı alan tarama kamerayla, bir yapıştırıcı hattının yüksekliği 3B kamerayla kontrol edilir. Akıllı kameralar kurulum kolaylığı sağlar. Birden fazla kamera, yüksek işlem gücü ya da yapay zekâ modeli gerektiren görevlerde ise kameralar bir endüstriyel bilgisayara bağlanır.
Renkli mi, monokrom mu?
Renk bilgisi görevin parçası değilse monokrom kamera seçilir. Monokrom sensör aynı piksel sayısında daha keskin görüntü ve daha yüksek ışık hassasiyeti verir. Sensörleri karşılaştırırken üreticinin EMVA 1288 standardına göre ölçtüğü kuantum verimi, gürültü ve dinamik aralık değerlerine bakın.
Renkli kamera, renk farkının kendisinin kusur olduğu durumlarda gerekir. Örneğin kablo demetinde kablo renklerinin doğru sırada olup olmadığını kontrol etmek renkli kamera ister. Bir parçanın üzerinde çizik aramak ise monokrom kamerayla daha iyi yapılır.
Hareketli parçada hangi kamera kullanılır?
Hareketli parçalarda global deklanşörlü kamera kullanılır. Global deklanşör bütün pikselleri aynı anda pozlar. Satır satır pozlayan rolling deklanşörlü kameralar ise hızlı hareket eden parçayı eğri ya da kaymış gösterebilir.
Pozlama süresi de hız ile birlikte hesaplanır. Örneğin 0,5 m/s hızla geçen bir parça 200 µs pozlama süresinde 0,1 mm yol alır. Bu kayma piksel boyutundan büyükse görüntü bulanıklaşır. Pozlama süresi kısaldıkça daha güçlü, genellikle darbeli (strobe) çalışan bir aydınlatma gerekir.
Lens nasıl seçilir?
Lens, kameranın görüş alanını ve çalışma mesafesini belirler. Odak uzaklığı kısaldıkça aynı mesafeden daha geniş bir alan görülür, uzadıkça alan daralır ve ayrıntı büyür.
Ölçüm yapılacaksa telesentrik lens değerlendirilir. Normal lenste parça kameraya yaklaştıkça büyük, uzaklaştıkça küçük görünür. Telesentrik lenste ise parçanın görüntüdeki boyutu, belirli bir aralıkta mesafeyle değişmez. Örneğin bir pimin çapını 0,01 mm hassasiyetle ölçmek için telesentrik lens kullanılır, çünkü parçanın yüksekliğindeki küçük farklar ölçümü bozmaz. Lensin çözünürlüğü de sensörün piksel boyutuna uymalıdır, aksi halde yüksek çözünürlüklü sensör bulanık bir görüntü alır.
Aydınlatma neden kamera kadar önemlidir?
Aydınlatma, kusurun görüntüde görünür olup olmayacağını belirler. Yanlış ışıkla en iyi kamera bile kusuru göremez, doğru ışıkla sıradan bir kamera kusuru net biçimde gösterir.
| Aydınlatma | Ne gösterir | Örnek |
|---|---|---|
| Arka aydınlatma | Parçanın siluetini | Delik varlığı, kenar ölçümü |
| Düşük açılı aydınlatma | Yüzeydeki çıkıntı ve çukurları | Çizik, kabartma yazı, çapak |
| Kubbe aydınlatma | Parlamayı yok ederek düz görüntü | Parlak, kavisli yüzeyde etiket ya da leke |
| Koaksiyel aydınlatma | Düz parlak yüzeydeki farkları | Lazer işaretli kod, ayna yüzey |
Örneğin beyaz bir plastik kapaktaki beyaz bir akış izi, önden gelen ışıkla neredeyse görünmez. Düşük açıdan gelen ışık ise izin kabartısını gölgeyle belirginleştirir. Bu yüzden kamera seçimine geçmeden önce birkaç aydınlatma tipi gerçek numuneler üzerinde denenir.
Kamera bilgisayara nasıl bağlanır?
Endüstriyel kameralar çoğunlukla GigE Vision ya da USB3 Vision arayüzüyle bağlanır. Otomasyon birliği A3 (Association for Advancing Automation) tarafından yönetilen bu iki standart, farklı üreticilerin kameralarının aynı yazılımla çalışmasını sağlar.
GigE Vision Ethernet kablosuyla uzun mesafede çalışır ve birden fazla kamerayı bir ağ anahtarıyla bağlamayı kolaylaştırır. USB3 Vision daha kısa mesafede daha basit bir bağlantı sunar. Sahada kameranın koruma sınıfı da önemlidir. Örneğin yıkama yapılan bir gıda hattında kamera ve lens IEC 60529'a göre IP67 ya da daha yüksek koruma sınıfında bir muhafazayla kurulur.
İlk adım: görmek istediğiniz en küçük kusuru ölçün
Kamera kataloğuna bakmadan önce görmek istediğiniz en küçük kusuru bir numune üzerinde ölçün. Parçanın boyutunu, hattın hızını ve kameranın konabileceği mesafeyi de not edin.
Bu dört değerle çözünürlük, kamera tipi ve lens hesaplanabilir. Aydınlatma ise gerçek numunelerle denenerek seçilir. Endüstriyel görüntü işleme projelerinde bu deneme genellikle ilk görüşmeden sonraki fizibilite çalışmasında yapılır. Kusurun görünümü her parçada değişiyorsa kamera ile birlikte yapay zekâ destekli görüntü işleme de değerlendirilir. Numunelerinizle bize yazarsanız uygun kamerayı birlikte belirleyebiliriz.
Sık sorulan sorular
Endüstriyel kamera ile güvenlik kamerası arasındaki fark nedir?
Endüstriyel kamera, ölçüm ve kontrol için ayarları sabit tutulabilen, tetiklemeyle tam istenen anda görüntü alan ve sıkıştırılmamış görüntü veren bir kameradır. Güvenlik kamerası ise sürekli kayıt ve izleme için tasarlanır ve ölçüm için uygun değildir.
Akıllı kamera mı, PC tabanlı sistem mi?
Tek istasyonlu ve tanımı net görevlerde akıllı kamera yeterlidir. Birden fazla kamera, yüksek hız ya da yapay zekâ modeli gerektiren görevlerde PC tabanlı sistem daha esnektir.
Görüntü işleme kamerası ile kalite kontrol nasıl yapılır?
Kamera parçanın görüntüsünü alır, yazılım görüntüyü kurala ya da modele göre değerlendirir ve sonuç PLC'ye gönderilir. Kusurlu parça hattan otomatik olarak ayrılır. Sistemin bütününü görüntü işlemenin adımları oluşturur.
Kamera kurulumundan sonra ayar değişir mi?
Kamera, lens ve ışık sağlam bir bağlantıyla sabitlendiğinde ayarlar değişmez. Lensin odak ve diyafram halkası kilitlenir, kamera titreşimden korunur.
