Hikrobot MV-CH120-60VM Industrielle Kamera: 12MP USB3.0 Flächenkamera für maschinelle Bildverarbeitung

Produktübersicht

Die Hikrobot MV-CH120-60VM ist eine hochauflösende, monochromatische Area-Scan-Industriekamera, die für anspruchsvolle Machine-Vision- und automatisierte Inspektionsanwendungen entwickelt wurde. Als Teil der CH-Serie von Hikrobot kombiniert die Kamera eine Auflösung von 4096 * 3000 Pixeln mit einer maximalen Bildrate von etwa 60,2 fps und bietet damit eine praktische Balance zwischen Bilddetail und Erfassungsgeschwindigkeit.

Die Kamera verwendet einen gestapelten BSI CMOS-Sensor mit einer Sensorgröße von 1,1 Zoll, einer Pixelgröße von 3,45 µm und einer Global-Shutter-Architektur. Ihre USB 3.0-Schnittstelle macht sie für PC-basierte Machine-Vision-Systeme geeignet, bei denen eine schnelle Bildübertragung und eine relativ einfache Systemintegration wichtig sind.

In einem typischen industriellen Bildverarbeitungssystem fungiert die Kamera als Bildaufnahme-Komponente:

Industriekamera → Objektiv → Beleuchtung → Industrie-PC → Vision-Software → SPS / Roboter

Die MV-CH120-60VM erfasst die von nachgelagerten Bildverarbeitungsalgorithmen benötigten Bilddaten. Das Objektiv bestimmt die optische Abdeckung und Auflösung, die Beleuchtung stellt den Bildkontrast her, der Industrie-PC führt die Bildverarbeitung durch und die SPS oder der Roboter führt die entsprechende Maschinenaktion aus.

Die Kamera selbst sollte daher als eine Komponente eines vollständigen Machine-Vision-Systems betrachtet werden und nicht als eigenständiger KI- oder Automatisierungscontroller.

Wichtige Spezifikationen

Die aktuelle Hikrobot-Produktliste bestätigt die Auflösung von 4096 * 3000, die maximale Bildrate von 60,2 fps und die USB 3.0-Schnittstelle für die MV-CH120-60VM. Technische Produktdokumentation identifiziert die Kamera auch als monochromatische Global-Shutter-Kamera mit einem gestapelten BSI-Sensor.

Technische Anmerkung:Spezifikationen können zwischen Produktrevisionen oder Dokumentationsversionen variieren. Kritische Parameter sollten vor dem endgültigen Systemdesign oder der Beschaffung anhand des neuesten Herstellerdatenblatts bestätigt werden.

Warum 12 MP Auflösung in der industriellen Bildverarbeitung wichtig ist

Die Auflösung von 4096 * 3000 Pixeln liefert eine große Menge an räumlichen Bildinformationen für die industrielle Inspektion.

Für Anwendungen, die kleine Defekte, feine Kanten, mechanische Merkmale oder detaillierte Oberflächenstrukturen betreffen, kann eine hochauflösende Industriekamera mehr Pixel für den Inspektionsbereich bereitstellen.

Mögliche Anwendungen umfassen:

• Oberflächeninspektion
• Inspektion mechanischer Bauteile
• Inspektion elektronischer Bauteile
• Fehlererkennung
• Kanteninspektion
• Maßliche Verifizierung
• Inspektion des Produkterscheinungsbilds
• Präzisionsfertigung

Die Kameraauflösung allein bestimmt jedoch nicht die endgültige Inspektionsgenauigkeit.

Das tatsächliche Ergebnis hängt vom vollständigen optischen und Bildgebungssystem ab, einschließlich:

• Objektivauflösung
• Sichtfeld
• Arbeitsabstand
• Pixel-zu-Objekt-Verhältnis
• Beleuchtungskonfiguration
• Kameramontage
• Belichtungseinstellungen
• Bildverarbeitungsalgorithmen

Beispielsweise kann die Auswahl einer 12-MP-Machine-Vision-Kamera, ohne das Objektiv an den Sensor und das erforderliche Sichtfeld anzupassen, dazu führen, dass das System die verfügbare Auflösung nicht voll ausnutzt.

Global Shutter für bewegte Industrieobjekte

Eines der wichtigen Merkmale der MV-CH120-60VM ist ihre Global-Shutter-Architektur.

Bei der industriellen Inspektion können sich Objekte kontinuierlich auf Förderbändern oder durch automatisierte Produktionsanlagen bewegen. Wenn das Bildgebungssystem eine sich bewegende Komponente erfasst, beeinflusst die zeitliche Beziehung zwischen Objektbewegung und Bildbelichtung direkt die Bildqualität.

Ein Global Shutter erfasst das Bild gleichzeitig über den gesamten Sensor, anstatt verschiedene Sensorzeilen zu unterschiedlichen Zeiten zu belichten. Dies macht Global-Shutter-Kameras besonders nützlich, wenn das Inspektionsziel in Bewegung ist.

Eine typische Inspektionssequenz kann wie folgt verstanden werden:

Bewegtes Objekt → Trigger → Belichtung → Globale Bilderfassung → Bildverarbeitung

Diese Architektur kann dazu beitragen, bewegungsbedingte geometrische Verzerrungen zu reduzieren und eine konsistentere Bildgeometrie für Inspektionsalgorithmen beizubehalten.

Typische Anwendungen umfassen:

• Förderbandinspektion
• Automatisierte Montage
• Robotik
• Inspektion beweglicher Teile
• Hochgeschwindigkeits-Produktionsanlagen
• Fabrikautomatisierung

Global Shutter garantiert nicht automatisch ein unscharfes Bild. Belichtungszeit, Beleuchtungsintensität, Objektgeschwindigkeit, Objektivwahl und Triggerzeitpunkt müssen immer noch an die Anwendung angepasst werden.

60,2 fps Hochgeschwindigkeits-Bilderfassung

Die MV-CH120-60VM kann etwa 60,2 fps bei 4096 * 3000 erreichen, laut aktuellen Produktinformationen. Diese Kombination ist wichtig, da die Kamera ihre hohe Bildrate nicht durch einfache Reduzierung der Bildauflösung erreicht.

Für Machine-Vision-Anwendungen kann eine höhere Erfassungsgeschwindigkeit mehr Möglichkeiten bieten, bewegte Ziele innerhalb eines Produktionszyklus zu erfassen.

Mögliche Anwendungsfälle umfassen:

• Hochgeschwindigkeits-Förderbandinspektion
• Inspektion beweglicher Komponenten
• Automatisierte Qualitätskontrolle
• Produktionslinienüberwachung
• Echtzeit-Bilderfassung
• Inspektion automatisierter Montagen

Die maximale Bildrate sollte nicht als garantierter Produktionsdurchsatz interpretiert werden. Die tatsächliche Systemleistung hängt von der Auflösung, dem Pixelformat, den Belichtungseinstellungen, der USB-Bandbreite, der Computerleistung, der Bildverarbeitungszeit und der Anzahl der im System arbeitenden Kameras ab.

Für das Engineering-Design sollte der vollständige Inspektionszyklus bewertet werden und nicht nur die Kamera-fps allein betrachtet werden.

USB3.0 Industrie-Kamera-Schnittstelle

Die MV-CH120-60VM verwendet eine USB 3.0-Schnittstelle und ist mit USB 2.0 kompatibel. Dies macht sie für PC-basierte Machine-Vision-Architekturen geeignet, bei denen die Kamera direkt an einen Industrie-PC oder eine Vision-Workstation angeschlossen ist.

USB 3.0 kann die Architektur eines Machine-Vision-Systems vereinfachen, indem es eine direkte Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Kamera und Verarbeitungscomputer bietet.

Eine typische Konfiguration ist:

MV-CH120-60VM → USB 3.0 → Industrie-PC → Vision-Software

Dieser Ansatz kann für Maschinenbauer und Systemintegratoren attraktiv sein, da er die Notwendigkeit eines separaten Framegrabbers in einer herkömmlichen PC-basierten Architektur vermeidet.

Dennoch erfordern USB-basierte Systeme eine sorgfältige Konstruktion.

Wichtige Überlegungen umfassen:

• USB-Kabellänge
• USB-Controller-Kompatibilität
• Verfügbare Bandbreite
• Leistung des Industrie-PCs
• Betriebssystem
• Anzahl der angeschlossenen Kameras
• Bildformat
• Verarbeitungslast

Wenn mehrere Kameras gleichzeitig betrieben werden, sollten die verfügbare USB-Bandbreite und die Host-Controller-Architektur vor der Systembereitstellung bewertet werden.

Monochrome Bildgebung für Präzisionsinspektion

Die MV-CH120-60VM ist eine monochrome Industriekamera, was sie besonders geeignet für Anwendungen macht, bei denen Farbinformationen nicht die primäre Inspektionsanforderung sind.

Monochrome Bildgebung kann vorteilhaft sein, wenn Graustufenkontrast, Kanten, Muster oder Oberflächenmerkmale die wichtigsten Informationen sind, die vom Inspektionsalgorithmus benötigt werden.

Typische Anwendungen umfassen:

Inspektion von Metalloberflächen

Oberflächenkratzer, Kanten, Texturvariationen und andere Graustufenmerkmale können oft effektiv mit monochromer Bildverarbeitung analysiert werden.

Inspektion von Leiterplatten und elektronischen Bauteilen

Hochauflösende monochrome Bildgebung kann die Inspektion von Bauteilplatzierung, Steckverbinderfunktionen, lötbezogenen Strukturen und feinen Mustern unterstützen, wenn keine Farbkategorisierung erforderlich ist.

Inspektion mechanischer Bauteile

Die Kombination aus hoher Auflösung und Global Shutter kann nützlich sein für die Inspektion von Abmessungen, Kanten, Löchern, Konturen und Oberflächenbedingungen an beweglichen Komponenten.

Monochrome Kameras sind nicht universell besser als Farbkameras. Wenn der Inspektionsalgorithmus auf Farbunterschieden basiert, kann eine Farbkamera besser geeignet sein.

Integration von Machine-Vision-Systemen

Eine praktische industrielle Bildverarbeitungslösung kann wie folgt strukturiert werden:

MV-CH120-60VM + C-Mount-Objektiv + Industrielle Beleuchtung + Industrie-PC + Vision-Software + SPS

Jede Komponente hat eine andere technische Funktion.

Kamera

Die Kamera erfasst hochauflösende Bilddaten und liefert die rohen visuellen Informationen, die für die Inspektion benötigt werden.

Objektiv

Das Objektiv bestimmt wichtige optische Parameter wie:

• Sichtfeld
• Arbeitsabstand
• Vergrößerung
• Optische Auflösung

Ein C-Mount-Objektiv sollte daher entsprechend der Sensorgröße und den Anwendungsanforderungen ausgewählt werden und nicht nur nach der Brennweite.

Beleuchtung

Die Beleuchtung bestimmt, wie klar die Inspektionsmerkmale im aufgenommenen Bild erscheinen.

Abhängig vom Ziel können Ingenieure Folgendes bewerten:

• Ringbeleuchtung
• Stäbe-Beleuchtung
• Hintergrundbeleuchtung
• Koaxiale Beleuchtung

Die richtige Beleuchtungskonfiguration hängt von den Oberflächeneigenschaften, der Geometrie, den Defektmerkmalen und den Inspektionszielen ab.

Industrie-PC

Der Industrie-Computer verwaltet:

• Bilderfassung
• Bildverarbeitung
• Vision-Algorithmen
• Datenspeicherung
• Verwaltung von Inspektionsergebnissen

SPS

Die SPS kann maschinenbezogene Aktionen koordinieren wie:

• Trigger-Synchronisation
• Inspektionssequenz
• Ausschleusmechanismen
• Maschinensteuerung
• Produktionslinienkoordination

Die genaue Kommunikationsarchitektur sollte gemäß der ausgewählten Automatisierungsplattform definiert werden und nicht vom Kameramodell abgeleitet werden.

Fallbeispiel für Hochgeschwindigkeits-Industrieinspektion

Betrachten Sie einen Hersteller, der bewegliche mechanische Komponenten auf einem Förderband inspiziert.

Manuelle Inspektion führt zu inkonsistenten Inspektionsergebnissen und wird mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit immer schwieriger. Der Hersteller benötigt daher ein automatisiertes Bildverarbeitungssystem, das detaillierte Bilder von sich bewegenden Komponenten erfassen kann.

Eine mögliche Architektur ist:

MV-CH120-60VM + Machine-Vision-Objektiv + Industrielle Beleuchtung + Industrie-PC + Vision-Software + SPS

Der Inspektionsworkflow kann wie folgt ablaufen:

1. Ein mechanisches Bauteil gelangt auf dem Förderband in den Inspektionsbereich.
2. Ein Triggersignal initiiert den Bilderfassungsprozess.
3. Der Global Shutter erfasst die sich bewegende Komponente.
4. Die Kamera überträgt die Bilddaten über USB 3.0 an den Industrie-PC.
5. Die Vision-Software verarbeitet das aufgenommene Bild.
6. Der Inspektionsalgorithmus wertet die erforderlichen Merkmale aus.
7. Das Inspektionsergebnis wird an die Maschinensteuerungsebene übertragen.
8. Die SPS koordiniert die nachfolgende Produktionsaktion.

Der resultierende Workflow kann zusammengefasst werden als:

Hochauflösende Bildgebung → Global-Shutter-Erfassung → USB3.0-Bildübertragung → Automatisierte Inspektion → Qualitätskontrolle → Fabrikautomatisierung

Der Zweck dieser Architektur ist nicht nur die Erhöhung der Kameraleistung. Das Ziel ist es, einen wiederholbaren Bildgebungs- und Inspektionsprozess zu schaffen, der konsistent innerhalb der Produktionsumgebung arbeiten kann.

Anwendungen der MV-CH120-60VM

Elektronikfertigung

Die 12-MP-monochrome Bildgebungsfähigkeit kann für die detaillierte Inspektion von Folgendem in Betracht gezogen werden:

• Leiterplattenmerkmale
• Elektronische Bauteile
• Steckverbinder
• Montagepositionen
• Oberflächenbedingungen

Präzisionsfertigung

Für die mechanische Fertigung kann die Kamera Anwendungen unterstützen wie:

• Kanteninspektion
• Komponenteninspektion
• Oberflächeninspektion
• Maßliche Verifizierung
• Automatisierte Qualitätskontrolle

Inspektion von Automobilkomponenten

Mögliche Anwendungen umfassen:

• Komponenteninspektion
• Montageverifizierung
• Erkennung von Oberflächenfehlern
• Teilepositionierung
• Maschinenführungs-Systeme

Verpackung und Produktionslinien

Die Kamera kann auch bewertet werden für:

• Produktinspektion
• Etikettenpositionierung
• Objekterkennung
• Verpackungsinspektion
• Produktionslinienüberwachung

Da dieses Modell monochrom ist, sollten Anwendungen, die eine Farberkennung erfordern, separat bewertet werden.

Robotik und Fabrikautomatisierung

Die Kamera kann Bilddaten liefern für:

• Roboterführung
• Teilepositionierung
• Pick-and-Place-Systeme
• Automatisierte Inspektion
• Maschinenführungs-Systeme

In diesen Anwendungen sollte die Kamera mit geeigneter Optik, Beleuchtung, Vision-Software und Roboter- oder SPS-Steuerhardware integriert werden.

Auswahl der MV-CH120-60VM für Ihr Vision-System

Bevor Sie eine 12-MP-USB3.0-Industriekamera kaufen, sollten Ingenieure die vollständige Anwendung bewerten.

1. Ermittlung der erforderlichen Auflösung

Beginnen Sie mit:

• Ziel-Defektgröße
• Sichtfeld
• Erforderliche Pixel pro Merkmal
• Inspektionstoleranz

Eine höhere Kameraauflösung ist nur dann nützlich, wenn das optische System sie effektiv nutzen kann.

2. Berechnung der erforderlichen Bildrate

Berücksichtigen Sie:

• Förderbandgeschwindigkeit
• Objektbewegung
• Inspektionszyklus
• Triggerfrequenz
• Bildverarbeitungszeit

Die maximale fps der Kamera sollte mit der vollständigen Systemzykluszeit verglichen werden.

3. Bewertung der Global-Shutter-Anforderungen

Wenn sich das Ziel während der Bilderfassung bewegt, kann die Global-Shutter-Architektur ein wichtiger Auswahlfaktor sein.

4. Abgleich des Objektivs

Das Objektiv sollte ausgewählt werden gemäß:

• Sensorgröße
• Sichtfeld
• Arbeitsabstand
• Optische Auflösung
• Erforderliche Vergrößerung

5. Design der Beleuchtung

Die Beleuchtung sollte entsprechend der zu inspizierenden Oberfläche und des Defekts ausgewählt werden. Es gibt keine einzige Beleuchtungsmethode, die für jede Anwendung optimal ist.

6. Überprüfung des Industrie-PCs

Der Host-Computer sollte über ausreichende Kapazitäten verfügen für:

• USB 3.0-Fähigkeit
• CPU-Leistung
• Speicher
• Speicherplatz
• Vision-Verarbeitungsfähigkeit

GPU-Ressourcen können ebenfalls berücksichtigt werden, wenn die ausgewählte Vision-Software oder der Algorithmus GPU-Beschleunigung erfordert.

7. Bewertung der Gesamtbetriebskosten

Eine Machine-Vision-Kamera sollte nicht nur anhand des Kaufpreises bewertet werden.

Die Gesamtkosten des Systems können umfassen:

• Kamera
• Objektiv
• Beleuchtung
• Industrie-PC
• Vision-Software
• USB-Kabel
• Installation
• Wartung
• Ausfallzeiten
• Systemintegration

Der niedrigste Kamerakaufpreis bedeutet nicht immer die niedrigsten Systemkosten.

Warum Hikrobot für Machine-Vision-Anwendungen wählen?

Hikrobot bietet ein breites Portfolio an Machine-Vision-Produkten, das Industriekameras, Smart-Kameras, Code-Lesegeräte, 3D-Vision-Produkte, Vision-Komponenten und verwandte Machine-Vision-Technologien umfasst.

Die CH-Serie ist als Familie von High-End-Area-Scan-Kameras positioniert, mit verschiedenen Modellen, die mehrere Schnittstellentechnologien und Anwendungsanforderungen abdecken. Der aktuelle Hikrobot-Produktkatalog umfasst CH-Serienmodelle mit Schnittstellen wie GigE, USB 3.0, 10GigE, Camera Link und CoaXPress.

Diese Produktvielfalt kann für Systemintegratoren und Maschinenbauer wertvoll sein, da die Kameraauswahl auf den tatsächlichen Projektanforderungen basieren kann:

• Auflösung
• Bildrate
• Sensortechnologie
• Schnittstelle
• Monochrom oder Farbe
• Kameraarchitektur
• Systembandbreite

Für eine Anwendung, die detaillierte monochrome Bildgebung, Global-Shutter-Erfassung und Hochgeschwindigkeits-USB-basierte Erfassung erfordert, bietet die MV-CH120-60VM einen starken Kandidaten für die Bewertung.

Technische Überlegungen vor der Beschaffung

Bevor die MV-CH120-60VM in eine Produktionsmaschine integriert wird, sollten Beschaffungs- und Ingenieurteams Folgendes bestätigen:

• Genaue Produktrevision
• Aktuelle Bildratenspezifikation
• Sensorkonfiguration
• Objektivkompatibilität
• USB-Schnittstellenanforderungen
• Host-PC-Kompatibilität
• Triggeranforderungen
• Betriebsumgebung
• Stromversorgungsanforderungen
• Softwarekompatibilität
• Erforderliche Zertifizierungen
• Verfügbarkeit und Lieferzeit

Spezifikationen sollten vor dem endgültigen Systemdesign oder der Beschaffung anhand der neuesten Herstellerdokumentation bestätigt werden.

Wichtig:Wählen Sie eine Industriekamera nicht nur anhand von Auflösung oder Bildrate aus. Kamera, Objektiv, Beleuchtung, Erfassungsschnittstelle, Verarbeitungs-Hardware und Inspektionsalgorithmus müssen als ein vollständiges Machine-Vision-System bewertet werden.

Schlussfolgerung

Die Hikrobot MV-CH120-60VM kombiniert eine Auflösung von ca. 12 MP, eine Bildaufnahme von 4096 * 3000, Global-Shutter-Technologie, monochrome Bildgebung und eine maximale Bildrate von ca. 60,2 fps auf einer USB 3.0 Area-Scan-Kamera-Plattform.

Für Maschinenbauer, Automatisierungsingenieure und Systemintegratoren liegt ihr Hauptwert darin, eine hochauflösende Bildaufnahme-Grundlage für Anwendungen zu bieten, bei denen sowohl Bilddetail als auch Erfassungsgeschwindigkeit wichtig sind.

Wenn sie richtig mit einem geeigneten C-Mount-Objektiv, industrieller Beleuchtung, Industrie-PC, Vision-Software und einem Maschinensteuerungssystem kombiniert wird, kann die Kamera Teil einer automatisierten Inspektionsarchitektur für Elektronik, mechanische Komponenten, Präzisionsfertigung, Produktionslinien, Robotik und Fabrikautomatisierung werden.

Das wichtigste technische Prinzip bleibt einfach:

Hochauflösende Bildgebung → Zuverlässige Bilderfassung → Bildverarbeitung → Automatisierte Inspektion → Konsistente Qualitätskontrolle

Die MV-CH120-60VM sollte daher nicht einfach als eigenständige 12-MP-Industriekamera betrachtet werden, sondern als Bildaufnahme-Komponente innerhalb des vollständigen Machine-Vision-Systems.