2. 视觉系统硬件选型与连接
iRVision 的识别精度、节拍和稳定性，往往在硬件选型阶段就已经被决定了大半。软件参数只能补偿有限的偏差，如果相机分辨率不足、镜头畸变过大、光源与工件不匹配，或者接口带宽不够，后续无论怎么调参都很难得到稳定结果。本节围绕工业相机类型与选型依据、镜头与光源匹配、相机与机器人控制器的接口方式、供电与通信线缆连接、硬件安装注意事项五个方面展开，重点说明"怎么选、怎么接、怎么装"。
一、工业相机类型与选型依据
FANUC iRVision 支持的相机大致分为三类：一是通过机器人控制器的视觉专用接口（如 R-30iB Plus 上的 Camera 接口）连接的 FANUC 专用智能相机，如 iRVision 2D 相机、3D 区域传感器；二是通过千兆以太网（GigE Vision）连接的第三方工业相机；三是通过 USB 或 Camera Link 连接的相机（在较新控制器上已较少使用）。选型时首先要确认控制器型号与视觉选项（如 2D Vision、3D Vision、Bin Picking 等）是否已授权，否则相机接上也用不了。
选型的核心依据是"精度—视野—节拍"三者的平衡。以常见的 2D 抓取为例，假设工件定位精度要求为 ±0.2 mm，视野需要覆盖 300 mm × 300 mm，那么相机单像素对应的实际尺寸应不大于 0.1 mm（通常取精度要求的 1/2～1/3 作为像素当量）。若选用 500 万像素相机（约 2448 × 2048），在 300 mm 视野下像素当量约为 300/2448 ≈ 0.12 mm，略偏大；改用 1200 万像素（约 4024 × 3036）则约为 0.075 mm，满足要求。分辨率确定后，还要看帧率：若节拍要求 1 s 内完成拍照与识别，相机帧率至少 30 fps，且曝光时间要控制在 10 ms 以内，否则运动模糊会直接吃掉精度。
此外，黑白相机在同等分辨率下比彩色相机有更高的灵敏度和更低的噪声，若不需要颜色区分，优先选黑白。全局快门（Global Shutter）在机器人运动或工件移动场景下必须选用，卷帘快门会产生果冻效应，导致定位偏移。
二、镜头与光源匹配
镜头选型先算焦距。以靶面尺寸 2/3 英寸（约 8.8 mm × 6.6 mm）、工作距离 400 mm、视野 300 mm 为例，焦距 f ≈ 工作距离 × 靶面尺寸 / 视野 = 400 × 8.8 / 300 ≈ 11.7 mm，可选用 12 mm 定焦镜头。若工作距离受限，则需改用短焦或加装近摄接圈。镜头分辨率要与相机匹配，1200 万像素相机配 200 万像素镜头会明显降低边缘清晰度，一般要求镜头 MTF 在相机奈奎斯特频率处仍有足够对比度。
光源匹配的关键是"让特征亮、让背景暗"。常见方案有：环形光用于一般平面字符或标记识别；低角度条形光用于检测边缘、划痕或凸起；背光用于轮廓测量和孔位定位；同轴光用于高反光金属表面。以金属工件上的黑色标记为例，若用环形光直射，金属反光会淹没标记，改用低角度光或偏振片可显著提升对比度。光源控制器建议选用带频闪输出的型号，与相机曝光同步，既提高亮度又延长 LED 寿命。
三、相机与机器人控制器的接口方式
FANUC 专用相机通过控制器上的视觉接口直接连接，图像在相机内部完成预处理后以结构化数据传给控制器，优点是延迟低、与 iRVision 软件无缝集成，缺点是相机型号受限、价格较高。GigE Vision 相机则通过控制器或外接交换机的千兆网口连接，使用标准 GigE 协议传输图像，控制器端通过 iRVision 的 Ethernet Camera 功能识别。这种方式灵活、可选品牌多，但要注意：相机必须支持 GigE Vision 且能被 iRVision 识别；网络建议独立网段，避免与机器人控制网络混用；单台控制器挂多台相机时，交换机需支持巨帧（Jumbo Frame）和 QoS，否则多相机同时取像会丢包。
触发方式上，iRVision 支持软件触发和硬件触发。软件触发由程序指令发起，适合静态拍照；硬件触发通过相机 I/O 或控制器 I/O 给出脉冲，适合与传送带编码器或机器人运动同步。若使用硬件触发，需确认触发信号的电平（通常 5～24 V）和脉宽（一般不小于 100 μs），并做好光耦隔离。
四、供电与通信线缆连接
相机供电常见为 12 V DC 或 24 V DC，功率一般在 3～10 W。建议使用独立开关电源，不要与伺服驱动器共用一路电源，以免伺服启停时电压波动导致相机重启。电源线截面积按电流和线长选择，例如 24 V、0.5 A、线长 10 m，选用 0.5 mm² 铜线，压降约 0.36 V，在允许范围内。若线长超过 20 m，应适当加粗或提高供电电压。
通信线缆方面，GigE 相机使用 Cat5e 或 Cat6 屏蔽网线，单段长度不超过 100 m；若超过，需加工业交换机或光纤收发器。网线屏蔽层应与相机和控制器两侧的金属外壳可靠连接，形成等电位。相机与控制器之间的 I/O 触发线建议使用双绞屏蔽线，屏蔽层在控制器侧单端接地，避免地环路引入干扰。所有线缆应走线槽或拖链，与伺服动力线保持至少 200 mm 间距，交叉时尽量垂直交叉。
五、硬件安装注意事项
相机支架必须有足够刚性，悬臂长度尽量短，避免机器人运动或周边设备振动引起图像抖动。镜头光轴应尽量垂直于工件表面，倾斜角一般不超过 5°，否则会引入透视误差，影响标定精度。光源与相机应固定在同一支架或同一基准上，避免相对位移。环境光方面，应加装遮光罩或选用带滤光片的镜头，抑制车间照明变化和阳光直射。相机安装后要留出线缆余量，避免拖链运动时拉扯接口。最后，所有接插件应锁紧，网口卡扣、电源端子、I/O 端子逐一确认，并在通电前用万用表检查供电极性和短路。