機器視覺系統由許多組成部分組成，必須對所有這些組成部分進行優化以實現最佳性能。選擇正確的電纜和連接器將相機鏈接到視覺系統或PC是其中的重要部分，并且受特定應用的驅動。關鍵因素包括：

• 數據傳輸速率和距離
• 電纜的靈活性
• 連接器的完整性和材料
• 電纜布線
• 環境

在許多情況下，現成的電纜可能就足夠了，但在其他情況下，可能需要制造專用電纜。

數據傳輸速率和距離

這是任何機器視覺應用的基本考慮因素，因為它通常決定了所需使用的數據傳輸標準。通常，基于以太網的標準(例如GigE Vision、2.5Gbase-T、5Gbase-T和10GigE)允許在最長距離(最長100米)內進行傳輸，而無需使用中繼器，而Camera link HS和CoaXPress可提供最快的數據傳輸速率，但距離較短。某些應用需要的電纜長度會比首選接口允許的更長。

在銅基上使用優化的傳輸材料，可以在中等距離范圍內擴展電纜解決方案。在需要大量電纜長度且不能使用更合適的接口的情況下，可以使用中繼器，這些中繼器通?？梢詫㈤L度擴展到標準長度的2到4倍之間。對于更長的距離，可在USB、Camera link、Camera link HS、CoaXPress和以太網接口上使用光纖解決方案。使用多模光纖可以將電纜的長度延長到幾百米，而使用單模光纖可以將電纜的長度延長到幾公里。

圖1.扭轉和撓曲測試

電纜柔韌性

大多數電纜都具有一定程度的靈活性，使其可以安裝在系統機箱或機器中。但是，對于將要移動相機的應用(例如在機器人上)，應使用設計為可承受長時間連續彎曲和彎曲的電纜。這些機器人或履帶級電纜經過反復移動測試，以模擬在機器人系統或拖鏈上的使用。電纜的特征是在給定的時間段內最小的彎曲半徑角和彎曲次數。拖鏈是一種保護與不斷移動的機械部件相連的電纜的方法。拖鏈可確保電纜的最小彎曲半徑不會不足。軌道級電纜通常設計成在最小半徑下可以承受超過一百萬次彎曲。機器人級電纜通過了附加的扭轉撓曲測試，該測試指定電纜在指定長度內可重復扭轉多達360°。這模擬了與機器人手臂連接的電纜上的應力。大多數接口電纜都可以使用這些更高撓性的格式。

連接器完整性

最好使用可鎖定的連接器，以免拉扯電纜或由于震動或振動而意外拔出電纜。許多工業和商業接口解決方案都指定了可鎖定的連接器，并且這種類型的連接器可用于所有機器視覺傳輸標準，例如用于模擬系統的BNC連接器(卡口鎖定)和Hirose(推拉)連接器，用于Cameralink的MDR26連接器和CAT5e / CAT6線纜。

圖2.選擇連接器類型

電纜布線

通常，電纜是現成的，而不是現場布線的。對于大多數電纜，連接器直接與電纜對齊，但是對于空間有限的應用，可以使用許多不同類型的連接器，其中連接器以特定角度旋轉。當電纜需要穿過隔板或電纜連接器不適合的狹窄地方時，通常會出現問題。因此，有限的空間通常會導致復雜的布線解決方案。對于許多數字接口標準，自布線電纜的能力是一項非常復雜的任務，如果制造不當，可能會導致數據錯誤。為了克服這些問題，可以使用多種角度和隔板連接器解決方案，以輕松實施困難的電纜方案。在某些情況下，最好的解決方案是通過外殼或芯壁制作客戶特定的電纜組件。

環境條件

許多環境要求都會影響電纜的選擇。其中包括溫度，可燃性，氣體排放，抗紫外線性，耐溶劑，耐液體和耐水性以及EMI和RFI干擾，這意味著他們的制造必須使用多種不同的材料。

低煙電纜

發生火災時，傳統的聚氯乙烯電纜會被濃鹽酸中毒的黑煙燃燒。吸入該煙是危險的，會大大降低能見度并具有腐蝕性。因此，無鹵電纜在工業標準或工業應用中經常被指定，因為它們具有顯著的安全優勢并減少了對環境的破壞。所使用的材料標稱不含氯、氟、溴和碘。這意味著不能使用氟塑料、PVC(聚氯乙烯)和某些阻燃劑等常見材料。“無鹵素”電纜根據DIN VDE 0472進行了分類，但這確實允許使用0.2%的氯和0.1%的氟。在大火中，無鹵電纜只會散發出微弱的煙霧，其毒性較小且無腐蝕性，從而大大減少了對計算機存儲介質(例如硬盤驅動器)的損壞，在該存儲介質中，濃煙可能會破壞數據。不使用PVC和鄰苯二甲酸鹽(軟化劑)而制造的電纜對環境的危害也較小，并且在移除金屬芯后，可以將其回收或安全處理。

圖3.電纜測試臺

低煙零/無鹵素

但是，無鹵電纜不應與術語“低煙零鹵素”(LSZH)或“低煙無鹵素”(LSOH)混淆。無鹵素定義了電纜材料著火或可燃性的行為，但“低煙”要求產生的煙很少。“零鹵素”要求不釋放鹵素，也不釋放腐蝕性或腐蝕酸。低煙零鹵素正變得越來越普遍，有時在必須保護人員和設備免受有毒和腐蝕性氣體侵害的情況下，例如在鐵路行業中，這是一種要求。

耐油電纜

工業應用中使用的潤滑劑、潤滑脂和液壓油越來越多，可生物降解以滿足環境需求。但是，這些生物油具有侵蝕性，會導致傳統的電纜絕緣層和護套材料膨脹并分解。為了克服這個問題，改性聚合物被用于制造耐油電纜。這些經過了嚴格的測試，以確保在可能發生油污的應用中延長使用壽命。

硅和無脂電纜

硅和無脂電纜用于汽車噴漆或涂裝廠。所使用的電纜不得包含任何會破壞涂料潤濕的材料。

高溫(鐵氟龍)電纜

通常，標準工業相機將在40℃至50℃的溫度范圍內運行。高于80℃的應用除外。盡管如此，對于某些類型的電纜，例如CAT6網絡電纜，仍可以使用材料來提供將操作擴展到超出這些水平的電纜。對于-40℃至+180℃的溫度范圍(短時間內可達+250℃)，可以使用帶有PTFE，FEP或PFA隔離的特富龍電纜。由于該原料還具有高度耐化學藥品和洗滌劑的性能，因此經常用于醫療或食品應用中。

潔凈室用電纜

在潔凈室條件下使用的電纜不得產生微粒。真空烘烤以提供穩定表面的材料(例如PUR(聚氨酯))與鍍鎳的全金屬端蓋結合使用。此外，這些電纜使用無鉛壓接技術生產，不使用助焊劑材料。

圖4.電纜測試證書

電纜測試和專業電纜制造

所有電纜，無論是現成的還是特制的，都應經過全面測試，以檢查它們是否具有正確的點對點連接。 專業的電纜制造能力可以進一步提高。 可以使用專業測試設備逐點對各個線路進行自動過渡電阻測試。除了基本的連續性測試之外，這還可以識別電纜中的任何不規則之處。可以使用專業的測試設備來檢查各種連接器組合，如果需要，可以通過特制的適配器將客戶特定的電纜組連接到圖像采集卡，從而進行數據傳輸驗證。還可以執行完整的短路測試程序來檢查所有可能的觸點組合和外殼屏蔽。這樣，可以為每條電纜生成單獨的測試證書。