老王盯着眼前刚刚安装好的相机支架,眉头紧锁——这已经是本周第三次调整了,机器人还是无法准确抓取传送带上的零件。一旁的技术员小李突然冒出一句:“王工,咱们是不是该试试Eye-in-Hand?”

在工业自动化领域,视觉系统就像是生产线的“眼睛”,而工业相机的安装方式直接决定了这双“眼睛”看得清不清楚、准不准确。

很多工程师在搭建视觉系统时,都会面临一个看似简单却至关重要的问题:相机到底该怎么装?今天就和大家聊聊工业相机的安装方式有哪些门道,以及如何根据你的实际需求选择最合适的方案。


01 两种主流安装方式

工业相机的安装方式主要有两大流派:Eye-in-Hand(EIH,手眼相机)和Eye-to-Hand(ETH,固定相机)。这两种方式各有特点,适用场景也不同-1

Eye-in-Hand安装方式,顾名思义就是把相机安装在机器人末端执行器上,让它随着机器人一起移动。这种安装方式下,相机就像机器人的“随身摄影师”,可以随时调整角度和位置进行拍照-1

这种方式灵活性很高,特别适合工作区域复杂、需要多角度检测的场景。不过,相机随机器人运动也意味着线缆需要跟着一起动,这对线缆的保护提出了更高要求-6

Eye-to-Hand则是将相机固定安装在独立的支架上,通常位于工作区域上方。相机在这里充当“监控摄像头”的角色,从固定位置观察整个工作区域-1

由于相机位置固定,可以获得更稳定、更广阔的视野。机器人在执行任务时也不需要等待相机移动到位,可以提高整体生产效率-1

02 EIH安装:移动的“眼睛”

当你的应用场景需要机器人从料框中抓取零件时,EIH安装方式往往能发挥独特优势。这种安装方式允许相机随着机器人一起运动,能够从多个角度获取物体的三维信息-1

在实际安装中,你需要特别注意线缆保护问题。相机的线缆必须放置在机器人的管线包内,防止因机器人频繁运动导致线缆磨损-3

对于EIH安装,相机支架的设计也不容忽视。支架需要做防松处理,例如使用螺纹胶涂抹安装螺栓或使用防松垫片-6。必须对接头附近的线缆进行固定,防止相机接头受力。

捆扎线缆时要考虑机器人末端法兰的旋转余量,避免因放线不足导致相机线缆拉扯-6

工业相机的安装方式有很多细节需要考虑,特别是在EIH模式下,你需要评估满垛时的视野可达性。如果相机视野不够,可以通过设计相机支架来提高相机的高度,同时也需考虑避免其他硬件干涉问题-3

03 ETH安装:稳定的“观察者”

对于需要大视野覆盖或高效率的应用,ETH安装方式可能是更合适的选择。这种安装方式下,相机固定架设在距离被拍摄物体上方一定高度的固定支架上-3

ETH安装的关键在于稳定性和可靠性。相机支架必须牢固固定,不能有任何晃动,否则会导致相机参数偏移,影响图像采集的准确性-6

支架的固定方式也很有讲究。对于实际生产项目,建议采用钢结构相机支架,高度超过3米时尤其需要注意安装的稳固性-3

选择哪种工业相机的安装方式,还需要考虑你的项目类型。对于演示类项目,可以使用欧标8080型材双立柱的临时相机支架,便于运输和搭建;而对于实际生产场地上实施的项目,则建议采用更稳固的钢结构支架-3

04 安装高度与视野计算

无论选择哪种安装方式,确定相机的安装高度都是一项关键工作。这里有一个实用的方法:相机安装高度等于工作距离加上物料高度-1

为了获得理想的视野覆盖,相机的视野应完全覆盖顶层工件,并在料框顶部视野四周每个边都预留150~200毫米的余量,用于兼容来料位置偏移-1

你可以使用专门的视野计算工具来确定最佳工作距离。例如,在Mech-Eye工业级3D相机中,可以通过调整“输入工作距离”参数值,直到计算出的视野宽度和高度大于所需的覆盖范围-1

在安装过程中,还需要考虑光照条件对成像质量的影响。如果拍摄物体有反光特性,安装时可以调整相机角度,使相机发出的条纹光与物体轴向垂直,这样可以显著改善点云质量-1

05 应对特殊场景的安装技巧

当面对特殊工件或复杂环境时,你可能需要一些额外的安装技巧。例如,当处理反光较强的轴棒类工件时,可以考虑安装双相机系统,分别从不同角度采集数据,以改善点云质量-1

对于料箱抓取应用,如果箱壁之间的相互反射非常强,可以将相机投影仪放置在箱子后边缘或箱后角上方。调整相机角度,使投影仪光线几乎与最靠近的两面侧壁平行,这样可以最大程度地减少箱壁的相互反射-9

在强光环境下,光源的直接反射可能会在2D图像中产生不必要的高光。为了最大程度减少这些高光,可以尝试稍微移动或倾斜相机-9

工业相机的安装方式有这么多选择,最终还是要回归到你的具体需求。是追求灵活性和适应性,还是更看重稳定性和效率?根据你的实际应用场景做出明智选择,才能让视觉系统发挥最大价值。


网友提问一:我的生产线需要检测多种不同尺寸的零件,应该选择哪种安装方式?

如果你需要处理多种不同尺寸的零件,Eye-in-Hand安装方式可能更适合你的需求。这种方式允许相机随着机器人一起移动,可以从不同角度和位置获取物体的图像信息-1

在实际应用中,你可以通过调整相机拍照位置来适应不同高度的来料。当机器人需要抓取或检测不同尺寸的零件时,EIH系统可以让相机靠近每个特定零件,获得更清晰的图像-1

与固定安装方式相比,EIH系统的灵活性更高。当生产线上零件类型变化时,你不需要重新调整相机位置或更换镜头,机器人程序会自动调整相机到最佳拍摄位置。

这种方式特别适合小批量、多品种的生产环境-1

当然,选择EIH方式也需要考虑一些额外因素。相机的线缆需要随机器人一起运动,所以必须做好线缆保护,将其放置在机器人管线包内,防止因运动导致线缆磨损-3

网友提问二:工厂现场空间有限,如何安装相机才能不干扰其他设备运行?

在空间受限的工厂环境中,Eye-to-Hand安装方式结合紧凑型支架设计可能是最佳解决方案。首先,考虑将相机安装在现有设备结构的上方或侧面,充分利用垂直空间-6

对于顶部空间受限的情况,可以考虑倾斜安装相机。通过适当的角度调整,可以在有限的空间内获得所需视野。但需要注意的是,倾斜安装可能会对图像质量产生影响,因此在项目设计初期建议进行模拟和仿真测试-6

另一个节省空间的技巧是选择窄边框或小型化工业相机。现在市场上有多种紧凑型工业相机,体积小但性能不输传统型号。同时,合理规划线缆走线路径,使用线槽整齐布线,既能保证安全又能节省空间-6

如果单相机无法覆盖全部检测区域,但又没有足够空间安装多个相机,可以考虑使用广角镜头或可旋转的相机支架。这些方案可以在不增加安装点的情况下扩大检测范围-3

网友提问三:预算有限的情况下,如何选择最具性价比的安装方案?

在预算有限的情况下,需要综合考虑设备成本、安装复杂度和长期维护费用。对于大多数应用,固定式ETH安装通常是更经济的选择,因为它不需要专门的机器人集成和复杂的线缆管理系统-1

你可以从标准化组件开始搭建。例如,使用欧标8080型材搭建临时相机支架,这种材料成本较低且易于调整。对于演示类项目或小规模试验,这种支架完全够用-3

如果后期需要升级或调整,这种模块化设计也可以节省大量成本。选择相机时,不必一味追求最高参数,而是根据实际检测需求选择性价比高的型号。

例如,中等精度和速度的相机往往能满足大部分工业应用,而价格只有高端型号的一半左右-1

在安装过程中,自己动手完成基础安装工作也能显著降低成本。许多相机厂家提供详细的安装指南,包括支架设计、线缆连接等,只要有一定技术基础,完全可以自主完成-4

对于长期运行的系统,不要忽视维护成本。选择结构简单、易于维护的安装方式,可以降低未来的维修和调整费用-6