为机器视觉选择正确的电缆和连接器

机器视觉系统由许多组成部分组成，必须对所有这些组成部分进行优化以实现最佳性能。选择正确的电缆和连接器将相机链接到视觉系统或PC是其中的重要部分，并且受特定应用的驱动。关键因素包括：

在许多情况下，现成的电缆可能就足够了，但在其他情况下，可能需要制造专用电缆。

数据传输速率和距离

这是任何机器视觉应用的基本考虑因素，因为它通常决定了所需使用的数据传输标准。通常，基于以太网的标准(例如GigE Vision、2.5GBASE-T、5GBASE-T和10GigE)允许在最长距离(最长100米)内进行传输，而无需使用中继器，而Camera Link HS和CoaXPress可提供最快的数据传输速率，但距离较短。某些应用需要的电缆长度会比首选接口允许的更长。

在铜基上使用优化的传输材料，可以在中等距离范围内扩展电缆解决方案。在需要大量电缆长度且不能使用更合适的接口的情况下，可以使用中继器，这些中继器通常可以将长度扩展到标准长度的2到4倍之间。对于更长的距离，可在USB、Camera Link、Camera Link HS、CoaXPress和以太网接口上使用光纤解决方案。使用多模光纤可以将电缆的长度延长到几百米，而使用单模光纤可以将电缆的长度延长到几公里。

图1.扭转和挠曲测试

电缆柔韧性

大多数电缆都具有一定程度的灵活性，使其可以安装在系统机箱或机器中。但是，对于将要移动相机的应用(例如在机器人上)，应使用设计为可承受长时间连续弯曲和弯曲的电缆。这些机器人或履带级电缆经过反复移动测试，以模拟在机器人系统或拖链上的使用。电缆的特征是在给定的时间段内最小的弯曲半径角和弯曲次数。拖链是一种保护与不断移动的机械部件相连的电缆的方法。拖链可确保电缆的最小弯曲半径不会不足。轨道级电缆通常设计成在最小半径下可以承受超过一百万次弯曲。机器人级电缆通过了附加的扭转挠曲测试，该测试指定电缆在指定长度内可重复扭转多达360°。这模拟了与机器人手臂连接的电缆上的应力。大多数接口电缆都可以使用这些更高挠性的格式。

连接器完整性

最好使用可锁定的连接器，以免拉扯电缆或由于震动或振动而意外拔出电缆。许多工业和商业接口解决方案都指定了可锁定的连接器，并且这种类型的连接器可用于所有机器视觉传输标准，例如用于模拟系统的BNC连接器(卡口锁定)和Hirose(推拉)连接器，用于CameraLink的MDR26连接器和CAT5e / CAT6线缆。

图2.选择连接器类型

电缆布线

通常，电缆是现成的，而不是现场布线的。对于大多数电缆，连接器直接与电缆对齐，但是对于空间有限的应用，可以使用许多不同类型的连接器，其中连接器以特定角度旋转。当电缆需要穿过隔板或电缆连接器不适合的狭窄地方时，通常会出现问题。因此，有限的空间通常会导致复杂的布线解决方案。对于许多数字接口标准，自布线电缆的能力是一项非常复杂的任务，如果制造不当，可能会导致数据错误。为了克服这些问题，可以使用多种角度和隔板连接器解决方案，以轻松实施困难的电缆方案。在某些情况下，最好的解决方案是通过外壳或芯壁制作客户特定的电缆组件。

环境条件

许多环境要求都会影响电缆的选择。其中包括温度，可燃性，气体排放，抗紫外线性，耐溶剂，耐液体和耐水性以及EMI和RFI干扰，这意味着他们的制造必须使用多种不同的材料。