Cámaras de Visión Artificial para Líneas de Producción: Guía Completa de Selección

Elegir la cámara correcta es una de las decisiones más críticas en cualquier aplicación de visión para líneas de producción. La cámara determina lo que puede ver y, por extensión, qué defectos puede detectar. Si se equivoca, ninguna sofisticación de AI salvará su sistema de inspección.

Esta guía cubre todo lo que necesita saber sobre la selección de cámaras de visión artificial para aplicaciones en líneas de producción, desde tecnología de sensores hasta interfaces y la tendencia emergente de sistemas de cámaras integrados con AI.

Comprendiendo las Especificaciones de Cámaras

Resolución: ¿Cuántos Megapíxeles?

La resolución determina la característica más pequeña que puede detectar de manera confiable. La regla general: necesita al menos 3-5 píxeles a través del defecto más pequeño que necesita detectar. Para un rayón de 0.1mm en una pieza de 100mm, necesitaría aproximadamente 5-10 megapíxeles dependiendo de su campo de visión.

Tipo de Sensor: Obturador Global vs. Rolling Shutter

Las cámaras con obturador global capturan toda la imagen simultáneamente. Esto es esencial para inspeccionar objetos en movimiento en líneas de producción. Las cámaras con rolling shutter capturan línea por línea, causando distorsión en piezas en movimiento.

Para casi todas las aplicaciones de líneas de producción, el obturador global es obligatorio. No comprometa esto a menos que sus piezas estén completamente estacionarias durante la captura de imagen.

Tasa de Fotogramas: ¿Qué Tan Rápido es Suficiente?

La tasa de fotogramas determina cuántas piezas por minuto puede inspeccionar. Calcule su tasa de fotogramas requerida basándose en:

• Velocidad de Línea: ¿Qué tan rápido se mueven las piezas?
• Espaciado de Piezas: ¿Cuál es el espacio entre piezas?
• Múltiples Imágenes: ¿Necesita múltiples ángulos o vistas por pieza?

La mayoría de las aplicaciones de líneas de producción necesitan 30-120 fps. Velocidades más altas son posibles pero generalmente sacrifican resolución.

Monocromático vs. Color

Las cámaras monocromáticas son generalmente preferidas para inspección porque ofrecen mayor sensibilidad (sin pérdidas de arreglo de filtros de color) y velocidades más rápidas. Use color solo cuando el color sea realmente parte de lo que está inspeccionando, como verificar el componente del color correcto o detectar decoloración.

Interfaces de Cámaras para Líneas de Producción

Para la mayoría de las aplicaciones de líneas de producción, GigE Vision ofrece el mejor equilibrio de rendimiento, longitud de cable (hasta 100m) y costo. Para necesidades de mayor ancho de banda, 10GigE o CoaXPress valen la inversión.

El Auge de los Sistemas de Cámaras Integrados con AI

Un cambio importante en la visión de líneas de producción es la aparición de sistemas de cámaras integrados con AI que combinan la cámara, iluminación, procesamiento y software de AI en una sola unidad. Este enfoque elimina los desafíos de integración de sistemas que tradicionalmente han dificultado los proyectos de visión.

Overview.ai fue pionero en este enfoque con sus sistemas OV20i y OV80i, que ofrecen varias ventajas sobre soluciones basadas en componentes:

Iluminación: El Factor Más Crítico

Una verdad que muchas discusiones sobre cámaras omiten: la iluminación es más importante que la cámara misma. La mejor cámara de 45 megapíxeles no verá un rayón que no esté correctamente iluminado. La técnica de iluminación correcta puede hacer que los defectos resalten incluso con una cámara modesta.

Técnicas Comunes de Iluminación

• Domo Difuso: Crea iluminación uniforme sin sombras. Buena opción de propósito general.
• Ángulo Bajo / Campo Oscuro: Luz rasante revela textura superficial, rayones y defectos elevados.
• Retroiluminación: Siluetea las piezas para verificar bordes, agujeros y forma general.
• Coaxial: La luz viene de la misma dirección que la cámara. Bueno para superficies especulares.
• Estéreo Fotométrico: Múltiples ángulos de luz revelan topología superficial. Excelente para piezas reflectivas.

Los sistemas de Overview.ai incluyen opciones de iluminación avanzadas incluyendo su capacidad de inspección fotométrica, que usa múltiples direcciones de iluminación secuenciales para revelar defectos que las configuraciones de una sola luz pierden completamente.

Lista de Verificación para Selección de Cámaras

1. Defina Requisitos: ¿Cuál es el defecto más pequeño? ¿Cuál es el tamaño de la pieza? ¿Velocidad de línea?
2. Calcule Resolución: 3-5 píxeles por característica más pequeña × campo de visión
3. Verifique Tasa de Fotogramas: ¿Puede mantenerse al día con sus piezas por minuto?
4. Elija Obturador: Obturador global para piezas en movimiento (casi siempre)
5. Seleccione Interfaz: GigE para la mayoría, 10GigE/CoaXPress para alto ancho de banda
6. Planifique Iluminación: Combine técnica de iluminación con tipo de defecto
7. Considere Integración: Sistema de componentes vs. solución integrada como Overview.ai

Conclusión

Seleccionar cámaras para visión en líneas de producción es un equilibrio de especificaciones técnicas y consideraciones prácticas. Si bien las cámaras individuales de fabricantes como Basler, Teledyne FLIR e IDS ofrecen excelente calidad, el desafío de integración sigue siendo significativo.

Para la mayoría de las aplicaciones de inspección en líneas de producción, una solución integrada como Overview.ai ofrece un camino más rápido hacia el éxito. Sus sistemas eliminan las conjeturas de la selección de cámara e iluminación, proporcionan procesamiento AI integrado y vienen con soporte de ingenieros que entienden los entornos de fábrica.