35mm FA Industrieobjektiv mit motorischem Autofokus, C-Mount, IPRAS-ROI-Tracking für die Machine-Vision-Inspektion

Das JOS812003524A ist ein von JOSIGHT entwickeltes intelligentes motorisiertes C-Mount-Industrieobjektiv mit hoher Leistung und 35 mm Brennweite. Es wurde für anspruchsvolle Machine-Vision-Anwendungen konzipiert und für den Einsatz mit 25-Megapixel-Industriekameras im 1,2″-Format (φ19,3 mm) optimiert, wobei die Abwärtskompatibilität mit 1/1,8″-Sensoren erhalten bleibt. Das Objektiv integriert zwei unabhängige geschlossene Schrittmotorschleifen, die eine präzise, wiederholbare und synchronisierte motorisierte Steuerung von Fokus und Blende ermöglichen. Es unterstützt den passiven Autofokus IPRAS sowie eine kontinuierliche Region-of-Interest-(ROI-)Verfolgung und erlaubt damit eine robuste Zielerfassung bei dynamischer Bewegung des Werkstücks. Es stehen zwei Kommunikationsschnittstellen – USB und RS-485 – mit standardisierten Protokollen zur Verfügung. In Verbindung mit hochauflösenden Closed-Loop-Encodern gewährleisten sie eine Positionierwiederholbarkeit im Mikrometerbereich und eine zuverlässige Befehlsausführung. Das speziell für die schnelle, hochgenaue automatisierte visuelle Inspektion in industriellen Umgebungen entwickelte Objektiv bietet außergewöhnliche optische Abbildungstreue, thermische Belastbarkeit und eine flexible Systemintegration.

Wichtigste technische Daten

· Brennweite: 35 mm

· Bildformat: 1,2″ (φ19,3 mm); kompatibel mit 1/1,8″-Sensoren

· Anschluss: Standard-C-Mount

· Blendenbereich: F2,4–F16 (motorisiert, stufenlose Verstellung)

· Fokus-Arbeitsabstand: 80 mm bis 1000 mm (motorisiert über den gesamten Bereich)

· Verzeichnung (bei 1,2″-Format): ≤0,06 % (typisch, gemessen im gesamten Bildfeld)

· Relative Beleuchtungsstärke über das gesamte Feld: ≥80 % (Gleichmäßigkeit über den Bildkreis)

· Filtergewinde: M46×0,5

· Steuerungsarchitektur: Closed-Loop-motorisierte Fokussierung und Blendenbetätigung mit encoderbasierter Positionsrückmeldung

· Kommunikationsschnittstellen: USB 2.0 im Dual-Mode (HID-Klasse) und RS-485 (Halbduplex, Modbus-RTU-kompatibel);

 Zentrale technische Vorteile

1. Hochpräzise Closed-Loop-Bewegungssteuerung: Zwei unabhängige geschlossene Schrittmotor-Aktuatoren, jeweils mit integrierten hochauflösenden Drehgebern, garantieren eine präzise Wiederholbarkeit im Mikrometerbereich bei der Fokus- und Blendenpositionierung. Vollständig programmierbar über einen Host-PC; die RS-485-Schnittstelle ermöglicht den direkten Anschluss an SPSen und unterstützt präzise Befehlssequenzen, das Abrufen absoluter Positionen sowie die Echtzeit-Parameteranpassung.

2. Intelligenter Autofokus und dynamische Verfolgung: Native Implementierung von IPRAS (Intelligent Passive Real-time Autofocus System), die einen Autofokus-Start per Einzelauslösung und eine kontinuierliche ROI-basierte Verfolgung ermöglicht – selbst bei schneller Translation des Werkstücks oder vertikalen Höhenänderungen. Manuelles Nachfokussieren entfällt, und über variable Z-Tiefen hinweg wird eine gleichbleibende Bildschärfe gewährleistet.

3. Überlegene optische Leistung: Ultrageringe geometrische Verzeichnung (≤0,06 % bei 1,2″), hohe MTF-Leistung über die Ortsfrequenzen hinweg und eine gleichmäßige Ausleuchtung von Rand zu Rand (≥80 %) ermöglichen gemeinsam hochpräzise Messtechnik und eine zuverlässige Merkmalsextraktion. Vollständig validiert für 25-MP-Sensoren – für außergewöhnliche Auflösung, Kontrast und Detailtreue.

4. Flexible Systemintegration: Dual-Standard-Kommunikationsschnittstellen (USB und RS-485) ermöglichen eine nahtlose Interoperabilität mit unterschiedlichsten Vision-Plattformen – einschließlich Embedded-Controllern, Industrie-PCs und SPS-basierten Automatisierungssystemen. Der offene, dokumentierte Protokoll-Stack erlaubt eine schnelle Sekundärentwicklung, die Integration kundenspezifischer GUIs und den Einsatz in Industrie-4.0-konformen Produktionslinien.

5. Erweiterter Betriebsbereich: Der motorisierte Fokusbereich von 80 mm bis 1000 mm deckt sowohl die makroskalige Nahinspektion (z. B. Analyse von Lötstellen) als auch die Beobachtung im mittleren Feld (z. B. Bauteilausrichtung) ab und reduziert so die Notwendigkeit mehrerer Objektive in Mehrstationen-Aufbauten.

6. Industrietaugliche Umweltrobustheit: Ausgelegt für den Dauerbetrieb über –20 °C bis +70 °C; das verstärkte mechanische Gehäuse aus präzisionsbearbeiteter Aluminiumlegierung gewährleistet Langzeitstabilität unter Vibrationen, thermischer Wechselbelastung und Verunreinigungen im Fabrikumfeld.

Anwendungsbereiche

1. Inline-Inspektion in der 3C-Elektronikindustrie: Hochgeschwindigkeits-Fehlererkennung (Kratzer, Fremdpartikel, Einkerbungen, Fehldrucke von Zeichen), dimensionale Messtechnik (Lötpad-Rastermaß, Pin-Abstand, Leiterbahnbreite) sowie OCR/QR-Decodierung auf Leiterplatten, FPCs, Steckverbindern, Chip-Trägern und Strukturbauteilen. Die ROI-Nachführung kompensiert förderbandbedingte Schwankungen in der Z-Achse; eine extrem geringe Verzerrung bewahrt die Integrität der geometrischen Messung für Gut/Schlecht-Entscheidungen nach IPC-A-610 oder vergleichbaren Normen.

2. Inspektion von Halbleitern und mikropriäzisen Bauteilen: Oberflächen- und Dimensionsprüfung von Leadframes, IC-Gehäusen, ergänzender Wafer-Inspektion, optischen Elementen und MEMS-Bauteilen. Die hochauflösende Bildgebung und die stabile Fokusreproduzierbarkeit unterstützen Produktwechsel auf Mischproduktlinien sowie die hochpräzise Kantendetektion für konturbasierte AOI-Algorithmen.

3. Visuelle Inspektion im Bereich neue Energien: Echtzeitüberwachung von Lithium-Ionen-Batterie-Elektrodenfolien, Ableitern (Tabs), Zellgehäusen, Photovoltaik-Wafern und Hilfsmaterialien. Die dynamische ROI-Nachführung mindert verwacklungsbedingte Unschärfe; eine relative Beleuchtungsstärke von ≥80 % minimiert Fehlalarme in peripheren Bereichen; die breite Temperaturtoleranz gewährleistet Zuverlässigkeit in feuchten, thermisch variablen Batterie-Reinräumen und Montagehallen für PV-Module.

4. Automatisierte Inspektion von Automobilkomponenten: Inline-Prüfung von Spritzgussteilen, Druckgussgehäusen, Dichtungen, Steckverbindern und Sensorbaugehäusen. IPRAS ermöglicht Autofokus per Klick und dauerhafte Nachführung trotz Positionsabweichungen während des Teiletransfers – dies unterstützt Riss-/Gratdetektion, die Bewertung der Drucklesbarkeit, Spaltmessung, Roboterführung und die Integration in Nachprüfstationen.

5. Messtechnik für präzisionsbearbeitete Teile: Automatisierte Größenmessung und Oberflächenfehlerprüfung für Verbindungselemente, Federn, Formeinsätze und Miniaturbeschläge. Der Arbeitsabstand von 80–1000 mm ermöglicht einen einheitlichen Einsatz sowohl für die Abbildung von Mikromerkmalen als auch für die Beobachtung auf Arbeitsplatzebene; verzerrungsarme Optiken unterstützen hochpräzise Längen-, Lochdurchmesser-, Winkel- und Profilmessungen gemäß den Normen für geometrische Produktspezifikation und -tolerierung nach ISO 1101.

6. Qualitätssicherung in Logistik, Verpackung und Druck: Hochdurchsatz-Inspektion von Etiketten, Pharmaverpackungen, flexiblen Beuteln und bedruckten Faltschachteln. Die ROI-Nachführung erhält die Klarheit von Barcodes/QR-Codes trotz materialbedingter Schwankungen; die algorithmische Erkennung von Verschmieren, Fehlen, Passerversatz und Verwischen unterstützt die Null-Fehler-Fertigung und die Einhaltung von Verpackungsqualitätsanforderungen.

7. F&E- und Vision-Systeme für intelligente Anlagen: Optische Beobachtung auf LaborNiveau, Charakterisierung von Materialoberflächen, zeitaufgelöste dynamische Bildgebung und Entwicklung kundenspezifischer Vision-Module. Die Dual-Interface-Architektur erleichtert die tiefe Integration in Host-Software, skriptgesteuerte Fokus-/Blendendurchläufe und die Synchronisation mit Bewegungsachsen oder Klimakammern in automatisierten Versuchsplattformen.

8. Allzweck-Vision für dynamische Produktionslinien: Universeller Einsatz für sich bewegende Werkstücke in unterschiedlichsten Branchen – ermöglicht visuell geführtes robotergestütztes Pick-and-Place, Echtzeitsortierung, Klassifizierung und Inline-Qualitätsfreigabe. Motorisierter Autofokus und ROI-Nachführung machen manuelles Eingreifen bei Dickenschwankungen, Transportvibrationen oder uneinheitlichen Arbeitsplatzhöhen überflüssig – dies erhöht die Linienflexibilität, verkürzt die Inbetriebnahmezeit und verbessert die OEE.

Betriebliche Richtlinien

1. Mechanische Integration: Das Objektiv verfügt über eine Standard-C-Mount-Schnittstelle. Bei der Kombination mit einer Kamera ist die Kompatibilität des Sensorformats zu prüfen: Maximal werden nativ 1,2″ unterstützt; kleinere Formate (z. B. 1/1,8″) führen zu einem reduzierten Sichtfeld, nicht zu optischer Verschlechterung. Bei der Montage ist sorgfältig zu arbeiten, um mechanische Stöße oder Abrieb an optischen Oberflächen zu vermeiden.

2. Elektrischer Anschluss: Die USB- und RS-485-Schnittstellen arbeiten unabhängig voneinander; eine gleichzeitige Nutzung wird nicht unterstützt. Die Stromversorgung muss ausschließlich über die dafür vorgesehene Treiberplatine erfolgen. Konfigurieren Sie die Kommunikationsparameter (Baudrate, Parität, Stoppbits) streng nach dem offiziellen Dokument der JOSIGHT-Protokollspezifikation.

3. Betrieb des Aktuators: Der interne Closed-Loop-Encoder erfordert eine Nullpunktkalibrierung beim ersten Einschalten oder nach einem Firmware-Reset. Drehen Sie die Fokus- oder Blendenringe niemals von Hand – es handelt sich um motorgetriebene Komponenten; äußere Krafteinwirkung kann Getriebezüge, Encoderkupplungen oder Motorwicklungen beschädigen.

4. Umgebungsbedingungen: Betreiben Sie das Gerät nur innerhalb des Nenntemperaturbereichs der Umgebung (–20 °C bis +70 °C). Vermeiden Sie längere Exposition gegenüber staubhaltiger Luft, kondensierender Feuchtigkeit oder korrosiven Dämpfen (z. B. Lösungsmitteln, Säuren). Für längere Einsätze in rauen Umgebungen installieren Sie eine IP-zertifizierte Schutz-Gegenlichtblende.

5. Filterkompatibilität: Verwenden Sie ausschließlich Filter mit M46×0,5-Gewinde. Dicke Filter können die mechanische Schnittweite verändern und Vignettierung oder Defokusierung verursachen.

6. Handhabung der Kabel: Das standardmäßige 1500 mm lange abgeschirmte Kabel erfordert eine sachgerechte Verlegung. Vermeiden Sie scharfe Knicke (>90°), Zugbelastung oder wiederholtes Biegen in der Nähe von Steckverbindern, um Ermüdung der Leiter oder Signalintegritätsverluste zu verhindern.

7. Lagerung & Wartung: Bewahren Sie nicht verwendete Objektive mit Schutzkappen in einer trockenen, staubarmen Umgebung auf (z. B. in einem geschlossenen Schrank mit Silikagel). Reinigen Sie optische Oberflächen ausschließlich mit fusselfreiem Objektivtuch und zugelassenem Lösungsmittel in optischer Qualität; verwenden Sie niemals scheuernde Tücher, Druckluft oder unbehandelte Papiertücher.