安装工业相机就像给机器装上眼睛,但这双眼睛没摆对位置,整个生产线都可能变成“睁眼瞎”。

机器视觉系统正成为现代智能工厂的“标配”,而相机就像是这个系统中的眼睛。但在一次自动化改造项目中,当工程师看着工厂里那条经常误抓物料的生产线时,他发现“眼睛”装错了位置。

设备在运行,可那些亮闪闪的零件在相机里只剩下一片白光。相机本身并不“瞎”,可效果为什么总是不好?其实原因很简单,工业相机安装方法不对,再高级的设备也发挥不出应有的效果-1


01 核心安装方式

工业相机装在哪里不是随便的事。选择不同的位置,效果有天壤之别。目前主要有两种主流方案,了解它们的优缺点,才能做出适合自己生产线的选择。

Eye in Hand安装,业内人俗称“手眼”,是把相机直接安装在机器人末端。它能随着机器人一起运动,灵活性极高,可以从不同角度观察同一物体,尤其适合需要多角度检测的复杂场景。

在轴棒抓取这类项目中,使用手眼安装还有一个特殊好处:它能调整拍照位置,轻松适应不同高度的来料-1。这种安装方式确实能让相机像人眼一样灵活观察。

Eye to Hand安装则完全不同,也被称作“固定眼”。相机被固定安装在独立的支架上,视野相对固定,但能覆盖更大的区域。

最明显的一个优势是,当机器人执行抓取任务时,完全不需要等待相机拍照,可以大大提高生产效率-1。这就好像一个人站得高看得远,虽然自己不动,但能看到整个场地的所有情况。

02 实际安装步骤

找对安装方式只是第一步,真正的考验在于具体的安装过程。如何确保工业相机的安装既稳固又可靠?这需要一套从开箱到固定的完整流程。

当新的工业相机运到工厂,先别急着拆箱动手。第一步得开箱检查,找到《包装清单》,逐一核对物品和配件-2-3

相机配件包、工控机、加密狗、标定板、法兰板、电源线和网线,少一样都会影响后续安装-2。核对完成后,再准备显示器、HDMI线等附加物料-3

开始安装相机了。如果选择的是固定眼安装,先要确保相机支架已经稳固安装在工作区域内-3。支架可不是随便焊个铁架子就行,它必须足够稳固可靠。

对于实际生产项目,专家们推荐使用钢结构相机支架,尺寸至少为100×100×6毫米,底板厚度10毫米以上-4。安装完成后,记得轻轻撕掉镜头保护膜,这个小细节很多人都容易忘-3

03 支架设计与定位技巧

工业相机的支架设计和定位也是影响最终效果的关键环节。一个稳固的支架不仅保护相机,还能确保长期使用的精度和可靠性。

支架设计有讲究。展示类项目可以使用欧标8080型材双立柱的临时支架,方便运输和搭建;但如果是实际生产环境,就得用更牢固的方案。

钢结构支架安装时需要用化学螺栓固定在地面上,绝不能使用普通的膨胀螺栓-4

关于相机支架的位置,有个黄金法则:尽量远离生产线上的其他设备。这么做一方面避免硬件干涉问题,另一方面也能提高视觉标定的便利性和精度-4

相机的高度和距离怎么定?有个简单公式:相机安装高度 = 工作距离 + 物料高度-1。但这个“工作距离”不是随便选的,得用专门的视野计算工具来确定。

一般情况下,将相机尽可能靠近场景是提高精度的有效方法。这是因为成像距离越近,精度越高,不过要注意避免使用图像边缘5%的区域-7

04 线缆连接与网络配置

工业相机装好了,接下来要把它“接入”整个系统。这个环节的失误往往比安装本身更隐蔽,也更容易导致整个系统无法正常工作。

连接线路看似简单,其实门道不少。首先确认电源线的连接:+V接入24V输出端子的+V中,-V接入对应-V中,PE接入220V输入端子-3

网线连接也很关键,将航插插头的凸起对准ETH网口的豁口插入,然后拧紧紧固螺母-3。对于Eye in Hand方式,相机的配套线缆必须放在机器人管线包内,否则机器人一动,线缆很快就会受损-4

工业相机安装方法的网络设置部分最容易出错。通常需要为工控机的不同网口设置不同网段的IP地址-3

常见的设置方案是:工控机连接相机的网口设为192.168.100.10,连接机器人控制柜的网口设为192.168.200.10,相机设为192.168.100.20-3

全部连接完成后,必须测试网络连通性。在命令窗口输入“ping”命令加上相机或机器人的实际IP地址,确认能收到正常回复-3

05 图像质量验证与调试

所有硬件安装和网络配置都完成后,最终检验的时刻到了。相机的图像质量直接决定了整个视觉系统能否正常工作。

要验证图像质量,首先需要确保工件被放置在相机视野中心,边缘和最高层工件都在视野内-2。接着打开软件连接相机,采集图像并进行评估。

评估2D图像时,图像应不过亮或过暗,能看清目标物体的表面特征。对于深度图和点云数据,目标物体对应的数据应尽可能完整-3

在调试过程中,还要特别注意光线条件对图像质量的影响。对于反光材料如轴棒,可以通过调整相机角度改善图像质量,使相机发出的条纹光与轴棒轴向垂直-1

当所有检查都完成后,整个视觉系统就算搭建成功了。这时可以开始部署具体的视觉方案,实现首次抓取任务-2。一个成功的工业相机安装方法到这里才算真正完成。


面对亮闪闪的金属轴棒,李工调整了相机的角度和高度,确保条纹光与轴棒轴向垂直。相机视野边预留的150毫米余量终于让那些位置偏移的来料有了容身之地。

安装时预留的调整空间让生产线从“睁眼瞎”变为“明眼人”。相机不只是被动地“看”,它的“看”已经成为整个生产流程中不可或缺的一环。