不要让机器视觉成为电缆和连接器系统的最薄弱环节
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随着视觉技术越来越多地在由机器人手臂和其他移动机械组成的更具移动性的工业环境中运行，视觉系统设计人员和最终用户正在向工业化连接器(例如M12 x代码接口)转移。十到两年前，当工业图像传感器变得更小、产生的数据更少、安装频率越来越低时，在机器手臂等移动平台的末端安装机器视觉电缆变得更加容易。
此后，视觉传感器和软件变得更加复杂，其应用也更加多样化，这为制造机器视觉电缆的人们带来了机遇。但是这种发展也增加了对可以在更长距离上传输更多数据的电缆的需求，这带来了新的挑战。 “现在最大的挑战是速度带宽和距离，” Component Express(CEI)总裁Ray Berst说。“我的客户希望电缆更长、更快、更便宜。也许更长、更快是可以的，但更长、更快、更便宜不是那么容易。” 实现“更长”和“更快”提出了挑战，因为延长电缆长度会不利地影响信号强度并导致数据丢失。业界对更高吞吐量的不懈追求，继续使带宽成为机器视觉集成商和电缆制造商的优先考虑。新兴标准(例如最近发布的CoaXPress(CXP)2.0)证明了这种优先权，该标准将以前标准的数据速率提高了一倍，达到每条电缆芯12.5 Gbps。在具有四个内核(CXP12)的典型系统中，这转换为50 Gbps的原始比特率，或约4.8 GB / s的可持续图像数据速率。 同时，Alysium业务和产品开发与品牌营销负责人Thomas Detjen表示，Camera Link HS(CLHS)等通用标准已将电缆转换为光纤技术，与同轴电缆或铜缆相比，光纤技术提供了无与伦比的带宽、稳定性和可扩展性。外径从3 mm开始的电缆的灵活性。 CLHS目前在其七个通道中的每个通道上均支持10.3 Gbps，可提供任何视觉标准中最高的数据密度。 CLHS 1.2版有望提供高达15.9 Gbps的每通道电缆速度。这样的带宽使Detjen预测光纤的应用最终将扩展到所有机器视觉布线应用和接口技术，包括以太网、USB甚至同轴电缆。 设计技巧 集成商通常需要解决更长、更快、最具成本效益的问题 (“便宜”这个术语太宽泛，以至于无法实用)。例如，USB3消费者级接口可提供高达20 Gbps的理论数据速率，使其速度相当快。专为消费市场而设计，通过工业布线标准，它的价格也更便宜。 但是，在其应用中对消费级USB3产品进行采样的工业用户很快了解到，廉价的现成电缆在材料、屏蔽、灵活性、带宽以及特别是长度方面都不可靠。专用于在个人电子设备上充电或交换数据的消费类USB3电缆设计对于工业视觉应用而言往往太短了。 Detjen说：“如果必须将一根5–8米或更长的电缆的工业相机安装到系统中有很多噪音的机械臂上，则消费类USB3电缆将无法工作。” USB3技术的速度以及几乎与任何PC几乎通用的兼容性，使得视觉用户很难放弃电缆。因此，诸如Alysium之类的电缆制造商保留了接口，但应用了一些技巧，例如使用较大的线规来应对较长长度的电压降。具有讽刺意味的是，这样的解决方案不再符合消费者标准。“我们的电缆不一定要通过USB-IF测试，这听起来可能很奇怪，但是只有这样，我们才能在不使用有源中继器系统而产生不适当的压力和噪声的情况下，将电缆延长至8米甚至10米。对于长度超过10米的应用或在非常关键的应用中，我们提供的有源光学组件结合了工业设计中两个方面的优点：即插即用操作，并通过非常灵活的4毫米厚电缆为50米供电。” 有源电缆的典型噪声源于放大器和嵌入其结构中的其他电子设备。控制这种噪声的技巧包括仅操纵信号位的开始部分(预加重)，以使数字接收器更容易识别它们。在接收器端应用的类似技术，例如去加重和均衡，可以在更长的长度上进一步维持电缆性能。 |
