展会现场人声鼎沸,一面是闪闪发光的各种工业相机新品,一面是产线上亟待解决的质量检测难题,选择困难症在精密制造的每一个环节上演。

走在展会现场,一位来自长三角的电子厂技术主管老张眉头紧锁:“现在产线上对PCB板的检测要求越来越高,我们之前用的工业相机方案要么速度跟不上,要么在微弱光线下细节全无,良品率一直上不去。”-1

这不是个别现象。度申科技展示的RGS系列2500万彩色面阵相机,已经通过2.5GigE接口将传输带宽提升了2.5倍,可有些工厂的生产环境网络复杂,设备兼容性就成了新问题-1


01 行业现状

当前工业面阵相机市场正经历一场技术革命,分辨率从几百万像素跃升至数亿像素。度申科技最新的XGS系列已经达到了6500万像素,而埃科光电更是推出了惊人的2.45亿像素大面阵制冷相机-2-3

不只是分辨率,帧率也在飞速提升。传统工业相机在检测高速运动物体时常常力不从心,现在M3V系列微型相机已经能在全分辨率下达到60FPS,并通过ROI技术将帧率提升至219FPS-2

传输接口的升级同样值得关注。从早期的USB2.0到现在的10GigE(SFP+),带宽的提升解决了大数据量传输的瓶颈。奥普特的10GigE 8K线阵相机就实现了7μm大像元与10Gbps带宽的平衡-7

02 市场选择

面对市场上琳琅满目的产品,选择适合的工业面阵相机方案至关重要。东田工控的专家建议,首先要明确自己的应用场景:是静态检测还是动态捕捉?是尺寸测量还是缺陷识别?-4

对于需要高分辨率的应用,如晶圆检测或显示面板缺陷检测,2.45亿像素级别的相机可能是必须的。这类相机通常配备TEC制冷功能,以抑制暗电流噪声,确保成像质量-3

而如果是高速生产线上的实时检测,则应该优先考虑帧率而非绝对分辨率。度申科技的SUC系列500万黑白面阵相机,虽然像素不是最高,但在高速检测场景中表现出色-1

接口选择也不容忽视。GigE接口适合长距离传输,USB3.0接口即插即用方便快捷,而CoaXPress则是未来高速高分辨率应用的趋势-4

03 国产力量

国产工业相机品牌正在迅速崛起,在多个领域实现技术突破。度申科技的双光口16K多线真彩线阵相机,通过行业首创的“TDI分时频闪+分时多通道平场校正”技术,有效解决了多光源场景适配难题-1

威派视半导体推出的2.5亿像素VPS820大面阵图像传感芯片,采用自主研发的垂直电荷转移成像器件,解决了现有大面阵相机系统复杂、体积大、功耗高的问题-6

南京埃科光电的智能对焦系统,最大支持40mm靶面尺寸,单次对焦时间小于100ms,在高速扫描检测应用中可始终保持被测表面清晰成像-3

这些创新表明,国产工业相机不仅在追赶国际品牌,还在某些细分领域实现了超越,为国内制造企业提供了更多高性价比的选择。

04 定制趋势

随着工业应用场景的多样化,标准化产品已经无法满足所有需求。工业相机定制化开发正成为一种趋势。赛斯拜克的技术专家指出,定制开发需要经历需求分析、方案设计、测试验证和量产交付四个阶段-8

定制化开发首先要进行深度需求调研,明确应用场景的具体要求。检测类应用侧重分辨率和对比度,测量应用关注几何精度和畸变控制,识别应用则强调帧率和曝光方式-8

可靠性和环境适应性是定制相机的关键考量。工业环境往往存在振动、温度变化和电磁干扰,定制相机需要通过严格的测试,包括冲击振动试验、高低温循环和防护等级验证-8

成功的定制项目不仅需要专业技术,更需要深入理解应用场景,在性能、成本和周期之间找到最佳平衡点。模块化设计可以使60%的组件可复用,大幅缩短新项目开发周期-8

05 系统集成

选择工业面阵相机方案时,系统集成能力同样重要。一个完整的视觉系统包括相机、镜头、光源、图像采集卡和处理平台。东田工控提供的DT-610L-JH420MA工控机,支持酷睿10代处理器和64G内存扩展,为视觉系统提供了强劲的硬件支撑-4

在多相机系统中,同步和协作至关重要。根据应用的不同,可以选择双相机、8相机平行阵列、32相机环形阵列等多种构建方式-5

接口统一和协议标准化能大大简化系统集成。奥普特的相机产品兼容GigE Vision V2.0与GenICam国际标准,实现了即插即用,不同品牌的设备可以通过统一的GenICam API控制-7

随着AI技术在工业检测中的应用,边缘计算能力变得越来越重要。奥普特已经在智能相机中配置了FPGA芯片,支持在线编程和算法灵活配置,为AI边缘计算奠定了基础-7


深圳展会结束三个月后,老张的工厂已经上线了新的检测系统。他站在高速运转的PCB产线旁,屏幕上清晰显示着电路板的每一处细节:“现在这套工业面阵相机方案,速度快,细节清,良品率直接提升了2个百分点。”

远处,国产2.5亿像素传感器正在新的生产线上调试,而支持10GigE传输的相机已经准备就绪。在长三角的另一家工厂,技术团队正在讨论如何将AI算法集成到现有的视觉系统中,他们面前摆着来自五家不同厂商的工业相机方案说明书。

网友问题解答

网友“制造先锋”提问: 我们公司是做精密电子元件的,最近想升级视觉检测系统,但在选择面阵相机时很纠结分辨率的问题。到底是选超高分辨率的还是选高帧率的?能具体说说不同分辨率相机适合的场景吗?

回答: 您这个问题提得非常实际,确实是很多制造企业面临的困惑。选择分辨率还是帧率,核心取决于您的具体检测需求。

如果您需要检测微米级甚至更小的缺陷,比如晶圆表面的划痕、电子元件的细微裂纹,那么高分辨率是必须的。像埃科光电的2.45亿像素大面阵相机,就能让瑕疵无所遁形,这类相机通常用于高精度尺寸测量和显示面板检测-3

但如果您的产线速度很快,元件在相机前快速移动,那么高帧率可能比超高分辨率更重要。度申科技的M3V系列微型相机虽然只有500万像素,但通过ROI技术能将帧率提升至219FPS,非常适合高速实时成像-2

还有一个中间选择是像度申科技XGS系列6500万像素这样的相机,它在分辨率和速度之间取得了平衡,适用于PCB线宽线距检测、钻孔检测等对解析能力和效率都有要求的场景-2

建议您先明确检测的最小缺陷尺寸和产线运行速度,再计算所需的分辨率和帧率,这样能更科学地做选择。

网友“国货支持者”提问: 看到文章中提到国产工业相机进步很大,有点心动。但之前一直用国外品牌,担心国产的质量和稳定性。能详细说说现在国产工业相机到底发展到什么水平了吗?有哪些技术已经超越国外了?

回答: 您的顾虑很正常,毕竟设备稳定性关系到整个生产。但现在国产工业相机确实今非昔比了,在某些领域甚至实现了“弯道超车”。

从技术参数上看,国产相机已经达到国际先进水平。比如威派视的2.5亿像素VPS820传感器,采用自主研发的垂直电荷转移成像器件,解决了传统大面阵相机系统复杂、体积大、功耗高的问题-6。这个像素水平在国际上也是顶尖的。

在特定技术创新上,国产相机也有突破。度申科技的双光口16K多线真彩线阵相机,采用“TDI分时频闪+分时多通道平场校正”技术,有效解决了多光源场景适配难题,这是行业首创-1

国产相机更懂中国工厂的实际需求。比如针对工业环境中复杂的网络条件,度申的RGS系列相机具备多速自适应能力,兼容2.5G/1G/100M多档速率,在复杂网络环境中也能稳定连接-1

稳定性方面,现在国产知名品牌都建立了严格的质量控制体系,从设计验证到量产测试都很完善。赛斯拜克的定制相机就需要通过包括高低温循环、振动测试、防护等级验证在内的多项严格测试-8

当然,选择时还是要认准有技术积累和良好售后服务的品牌,可以从小批量试用开始。

网友“自动化小白”提问: 我们是个小型制造企业,想引入视觉检测但预算有限。有没有性价比高的工业相机方案推荐?是自己组装系统好,还是买整套解决方案好?

回答: 预算有限的小型企业,我有几个实用建议。首先考虑国产中端品牌的产品,像度申科技的SUC系列500万黑白面阵相机,性价比较高,能满足大多数常规检测需求-1

如果检测要求不是特别高,可以考虑使用USB3.0接口的相机,这种相机通常价格更低,且即插即用,系统集成更简单-4。度申科技的M3V系列超微型相机就是USB3.0接口,尺寸小价格相对亲民-2

关于自己组装还是购买整套方案,这取决于您的技术能力。如果您有专业的技术团队,自己组装可能更经济灵活。您可以基于东田工控这样的硬件平台,选择合适的相机、镜头和光源进行集成-4

但如果技术力量不足,购买整套解决方案可能更划算,虽然前期投入稍高,但能更快投入使用,减少调试时间和风险。现在很多国产厂商都提供从硬件到软件的完整解决方案,比如度申科技就提供针对PCB检测的完整视觉方案-2

另一个思路是考虑二手机器视觉系统,或者从相对简单的单相机系统开始,等产生效益后再逐步扩展。记住,最适合的方案不一定是最高端的,而是最符合您当前需求和预算的。