4. 图像采集与触发配置

在多工位视觉检测系统中，图像采集不是“打开相机就能拍”的简单动作，而是整个检测节拍能否稳定、可重复的根基。一个典型的四工位转盘式装配线，若四个工位各自用软件延时触发，随着运行时间累积，编码器脉冲丢失、PLC扫描周期抖动、机械皮带打滑都会让拍照位置逐渐漂移，最终表现为“同一产品有时拍正、有时拍偏”。因此，本节要解决的核心问题是：让每个工位的相机在正确的物理时刻、以正确的曝光参数、拿到可判定的图像。

一、三种触发方式及其适用边界

In-Sight 相机支持软件触发、硬件触发和网络触发三类方式。软件触发由上位机或 In-Sight 自身的作业逻辑发出触发命令，相机立即采集一帧。它的优点是接线简单、调试直观，适合低速、非同步的抽检工位；缺点是触发时刻取决于软件执行到该语句的时间，受操作系统调度和通信延迟影响，重复精度通常在毫秒级，无法满足高速定位需求。

硬件触发通过相机的触发输入引脚接收外部电平或脉冲信号，常见来源是光电传感器、接近开关或 PLC 的高速输出。当产品到达检测位、遮挡光电传感器时，传感器输出一个上升沿，相机在微秒级内响应并曝光。硬件触发的时刻由物理事件直接决定，与软件负载无关，是定位、测量、尺寸检测类工位的首选。

网络触发则通过以太网由 PLC 或上位机发送触发报文，介于两者之间：布线少、可远程控制，但受网络抖动影响，适合对时序要求不苛刻的工位。选择原则可以概括为：需要与机械位置严格对应的工位用硬件触发，需要与流程逻辑耦合的工位用软件或网络触发。

二、多工位触发架构

多工位系统的关键不是“每个工位都能触发”，而是“各工位触发之间存在确定的相位关系”。常见做法是由同一编码器或同一主轴信号派生所有工位触发。例如转盘每转一格对应编码器 3600 个脉冲，工位一在 0° 触发，工位二在 90° 触发，工位三在 180° 触发，工位四在 270° 触发。这样即使转盘速度变化，各工位拍照点仍锁定在转盘的固定角度上，不会因速度波动而错位。

三、硬件触发的接线与参数设置

以 In-Sight 2000 系列为例，其 8 针 M12 接口中，Pin 5 为触发输入（Trigger In），Pin 6 为公共端。典型接法是：光电传感器 NPN 输出接 Pin 5，传感器 0V 与相机 Pin 6 共地。若使用 PNP 传感器，则需确认相机输入为漏型还是源型，必要时加装 2.2kΩ 上拉电阻。接线完成后，在 In-Sight Explorer 的“传感器”菜单中把触发类型设为“硬件触发”，并设置触发沿为上升沿。

触发参数中还有两个容易被忽视的项：触发延时和触发滤波。触发延时用于补偿从传感器检测到产品、到产品真正到达相机视野中心之间的机械行程，单位通常为微秒。例如传送带速度 200mm/s，传感器与相机光轴相距 30mm，则延时约 150ms。触发滤波则用于抑制传感器抖动或反光误触发，一般设为 1～5ms，但设置过大会吃掉高速节拍下的有效触发窗口。

四、采集时序与同步策略

多工位同步的核心是让“曝光时刻”与“产品位置”一一对应。假设转盘每格 90°、节拍 0.8s，则每格耗时 800ms。若相机曝光时间设为 2ms，在 200mm/s 线速度下，产品在曝光期间移动 0.4mm，对于 0.1mm 精度的尺寸检测，这个运动模糊已经不可忽略。此时应缩短曝光至 500μs 以内，并配合频闪光源，把运动模糊压到 0.1mm 以下。

同步策略上，推荐采用“主时钟 + 从触发”结构：编码器 Z 相或 PLC 的工位到位信号作为主时钟，各工位相机作为从设备接收触发。若某工位需要提前或延后拍照，通过各自的触发延时参数微调，而不是改动机械安装。这样做的另一个好处是，当转盘速度从 0.8s 提升到 0.6s 时，只需调整主时钟分频比，各工位相位关系自动保持。

五、一个可复用的触发配置检查表

实际调试中，建议先用单工位验证触发链路，再逐工位接入并观察相位关系。若四个工位共用同一编码器，务必确认编码器信号在分配前经过隔离或光耦，避免某工位短路拉低整条触发总线。完成接线与参数设置后，用连续 100 次采集统计图像中特征点位置的标准差，标准差小于 0.5 像素即可认为触发同步满足要求。