2. XG-X硬件架构

XG-X 是一套以控制器为核心的工业视觉检测系统，其硬件架构可以理解为一条从“光→像→电→算→控”的完整信号链。理解这条链路上每个环节的职责、接口和匹配关系，是选型与接线不返工的前提。本节围绕相机、镜头、光源、控制器与 I/O 模块五个部分，说明它们各自的关键参数、相互约束以及实际连接方式。

一、整体架构与信号链

XG-X 控制器的核心职责是图像采集、算法运算与结果输出。相机负责把光信号转为数字图像，镜头决定成像视野与分辨率，光源决定被检特征能否被稳定“看见”，I/O 模块则把检测结果转换为 PLC、气缸、剔除机构可执行的开关量或通信信号。五者不是独立选型，而是被“视野—精度—速度—接口”四个约束串在一起。

二、相机选型：先定精度，再定接口

相机选型的第一步不是看型号，而是算“需要多少像素”。基本关系是：单像素精度 = 视野宽度 ÷ 相机横向分辨率。例如视野 100 mm、要求检出 0.1 mm 的缺陷，按“缺陷至少占 3～4 个像素”的经验，需要分辨率约 100 ÷ (0.1/3) ≈ 3000 像素，因此应选 500 万像素（约 2448×2048）以上的相机。若视野 100 mm、选 500 万像素，则单像素精度约 100/2448 ≈ 0.041 mm，可稳定检出 0.12 mm 以上特征。

第二步看靶面与镜头匹配。相机靶面尺寸（如 1/1.8″、2/3″、1″）必须小于等于镜头支持的像面尺寸，否则画面四角会出现暗角。第三步看接口与帧率：GigE 适合长距离、多相机；USB3 适合单机短距离高带宽；CameraLink 适合高速高分辨率。XG-X 控制器需确认其相机接口类型与数量，避免“相机买了插不上”。

三、镜头选型：焦距、视野与工作距离

镜头与相机、工作距离三者由成像公式绑定：焦距 f ≈ 工作距离 WD × 靶面尺寸 ÷ 视野 FOV。例如靶面 2/3″（约 8.8 mm 宽）、要求视野 100 mm、工作距离 300 mm，则 f ≈ 300 × 8.8 ÷ 100 ≈ 26.4 mm，可选 25 mm 定焦镜头。若空间受限只能装 150 mm 距离，则 f ≈ 13.2 mm，选 12 mm 或 16 mm 镜头。

除焦距外还需关注：光圈（影响景深与亮度）、分辨率（镜头解析力需匹配相机像素，否则“高像素相机配低端镜头”等于浪费）、畸变（测量类应用优先选低畸变或远心镜头）、接口（C 口 / CS 口，通过 5 mm 接圈转换）。对尺寸测量，远心镜头可消除透视误差，但视野通常较小、成本较高。

四、光源选型：让特征“显形”

光源的目标不是照亮，而是制造对比度。常见方式与适用场景：

• 环形光：通用照明，适合表面划痕、字符、一般外观检测。
• 条形光：低角度打光，突出边缘、凹凸、毛刺。
• 同轴光：适合高反光金属表面的平整度、印刷检测。
• 背光：工件轮廓、尺寸、有无孔洞检测，形成黑白剪影。
• 颜色选择：利用互补色增强对比，如红色工件用绿色光会变暗，蓝色标记用黄色光更突出。

光源通常由控制器光源口供电与触发，需确认电压（常见 24 V）、功率与通道数。若使用频闪，要与相机曝光同步，否则亮度不稳。

五、控制器与 I/O 模块连接

XG-X 控制器是系统的“大脑”，其接口一般包括：相机接口、光源输出口、以太网口、I/O 端子或扩展模块接口。I/O 模块负责两类信号：输入（触发相机拍照、启动检测、复位）和输出（OK/NG 判定、报警、剔除动作）。

典型接线逻辑：光电传感器或编码器接入 I/O 输入，工件到位时给控制器一个触发信号；控制器采集图像并运算后，通过 I/O 输出 OK 或 NG 电平给 PLC，PLC 再驱动气缸剔除不良品。若工件连续运动，需用编码器脉冲触发，保证拍照位置与工件位置同步。

六、选型与连接检查要点

实际项目中，建议按“先算精度定相机 → 按视野与距离定镜头 → 按特征定光源 → 按接口定控制器与 I/O”的顺序推进，并在采购前用样机做一次实拍验证。硬件架构一旦确定，后续软件参数与检测逻辑才有稳定的基础。