Iluminación intensa con iluminadores de barra LED para el escaneo de paquetes sobredimensionados en cintas transportadoras de logística

Las instalaciones de clasificación automatizadas mueven millones de envíos en una sola semana, y cada uno de ellos debe ser reconocido, pesado, medido y dirigido hacia la dirección de salida correcta. Ese reconocimiento depende de la decodificación constante de los códigos de barras y las etiquetas de envío adheridas a cada paquete. Dado que los paquetes se presentan en una enorme gama de dimensiones, formas y acabados de superficie, con etiquetas colocadas en todo tipo de puntos y ángulos, el equipo de visión que los lee debe alcanzar tasas de decodificación de casi el 100%, a pesar de que las cintas transportadoras pasan a gran velocidad y dejan solo una fracción de segundo para capturar la imagen y decodificar cada artículo.

las anchas cintas transportadoras utilizadas para paquetes sobredimensionados, los iluminadores de barra LED son la solución de iluminación consolidada. Cada iluminador de barra proyecta una banda de luz intensa y uniforme sobre todo el ancho de la cinta transportadora y se activa en modo estroboscópico para que los paquetes en movimiento parezcan perfectamente inmóviles. El posicionamiento de varios iluminadores de barra en ángulos elegidos deliberadamente ilumina el paquete desde direcciones que aumentan el contraste del código de barras y suprimen los reflejos de tipo espejo que rebotan en el material brillante de las etiquetas.

El lado complejo del escaneo de paquetes sobredimensionados

Los paquetes sobredimensionados plantean obstáculos de iluminación que nunca surgen al inspeccionar componentes diminutos. Un escáner que examina un paquete grande puede tener que cubrir un campo de visión de 600 mm a 1200 mm de ancho y de 400 mm a 800 mm de alto. Iluminar uniformemente esa extensión desde una distancia de trabajo de 500 mm a 1500 mm exige iluminadores que combinen una potente salida con un haz equilibrado y ángulos de haz cuidadosamente controlados.

Las superficies de los paquetes rara vez son perfectamente planas. Las cajas de cartón se curvan un poco hacia adentro o hacia afuera debido a la presión interna o a la humedad absorbida, y las bolsas de plástico (polybags) y los envoltorios flexibles se moldean a lo que sea que se encuentre en su interior. Los códigos de barras y las etiquetas situados en estas caras irregulares nunca están perpendiculares a la lente. La iluminación debe mantener la luminosidad y el contraste suficientes en toda la gama de ángulos de superficie que presenta la línea.

Velocidad de la cinta e imágenes borrosas

En las instalaciones de alta productividad, las cintas de clasificación se mueven entre 1,5 m/s y 3,5 m/s. Funcionando a 2 m/s, un código de barras con la barra más estrecha de 0,5 mm requiere que la exposición se mantenga por debajo de 250 microsegundos o empezará a mostrarse borrosidad. Los iluminadores continuos simples sencillamente no pueden proyectar suficiente luz sobre la superficie dentro de una ventana tan pequeña. La solución es una potente iluminación estroboscópica accionada a corrientes de pico muy por encima del valor nominal en continuo, de modo que una gran cantidad de luz llegue al sensor durante esa breve exposición.

Disposición de los iluminadores de barra LED para la lectura de paquetes

Para la lectura de paquetes sobredimensionados, los iluminadores de barra LED se colocan en la parte superior, a lo largo de los lados y, de vez en cuando, debajo de la cinta, de modo que quede cubierta cada cara que pueda llevar una etiqueta. La disposición está diseñada para maximizar el contraste de la etiqueta tanto como sea posible, evitando al mismo tiempo puntos calientes (hotspots) y sombras en la superficie del paquete.

Lectura desde arriba: disposición del iluminador de barra elevado

Con diferencia, la disposición más común coloca una o más cámaras por encima de la cinta para capturar la cara superior del paquete. Un iluminador de barra se ubica a cada lado del campo de visión de la cámara, inclinado hacia abajo entre 30° y 45° respecto a la horizontal. Esta disposición emparejada elimina la sombra que proyectan los bordes del paquete y distribuye la luz de manera uniforme sobre toda la cara superior. El ángulo de 30° a 45° se elige para que las etiquetas planas no devuelvan un reflejo de tipo espejo en caso de incidencia directa, mientras que la superficie sigue manteniéndose intensamente iluminada.

En cintas especialmente anchas, tres o cuatro iluminadores de barra mantienen la cobertura constante hasta los bordes, sin caídas en la luminosidad. Los iluminadores de barra RODER Vision están disponibles en longitudes modulares y se atornillan entre sí para adaptarse al ancho exacto de la cinta en el campo. Los segmentos adyacentes están emparejados en cuanto a luminosidad y temperatura de color, de modo que no aparezca ninguna unión visible en el fotograma capturado.

Lectura de etiquetas laterales y etiquetas envolventes

Un gran número de paquetes llevan su etiqueta de envío en una cara lateral en lugar de en la parte superior. Las cámaras de montaje lateral, cada una combinada con su propio iluminador de barra, capturan esas etiquetas a medida que el paquete avanza a través del túnel de escaneo. Un túnel de escaneo completo podría reunir cámaras superiores, izquierdas, derechas y, a veces, frontales y traseras, cada una con su propio iluminador de barra dedicado. Cada posición de la cámara se activa de forma independiente y se sincroniza con la exposición de dicha cámara.

Temporización de los estroboscopios en túneles multicámara

Un túnel de escaneo que opera con cinco o seis posiciones de cámara necesita que su orden de disparo del estroboscopio se gestione cuidadosamente. Si cada iluminador se dispara en el mismo instante, la luz de una posición puede rebotar en el paquete hacia el campo de visión de una cámara vecina y debilitar el contraste allí. La solución consiste en disparar cada iluminador únicamente mientras su propia cámara está exponiendo, manteniendo un intervalo lo suficientemente amplio entre los destellos para evitar la iluminación cruzada.

Los iluminadores de barra RODER Vision aceptan entradas de trigger externo y responden en menos de 2 microsegundos. El controlador de visión central gestiona el orden de disparo, emitiendo el destello de cada iluminador en el punto correcto en relación con la exposición de su cámara. La entrada de trigger admite lógica tanto de 5 V como de 24 V y se conecta directamente a los formatos de salida de los controladores de visión artificial y sistemas PLC estándar utilizados en la automatización logística.

Elección de la longitud de onda para la lectura de etiquetas de paquetes

Las etiquetas de los paquetes contienen todo tipo de códigos de barras impresos, códigos QR y texto. La gran mayoría de los códigos de barras de envío son de tinta negra sobre un fondo blanco o gris claro. Para cámaras monocromáticas, la luz roja de 625 nm a 660 nm ofrece un alto contraste en esas etiquetas y aprovecha el pico de sensibilidad de los sensores de silicio en esa banda. La luz roja también suaviza el aspecto de la textura de la superficie del cartón, que de lo contrario podría alterar la decodificación si produce oscilaciones visibles de densidad en el fotograma.

Luz blanca para la verificación de etiquetas de colores

Algunas tareas de logística requieren la verificación de etiquetas de colores además de la simple lectura de códigos de barras. La luz blanca gestiona estas situaciones reproduciendo el color fielmente en el fotograma capturado. Los iluminadores de barra RODER Vision se pueden solicitar con LED blancos de alto CRI para una iluminación de color precisa. La temperatura de color del iluminador debe coincidir con la calibración del balance de blancos de la cámara de color que realiza la verificación de etiquetas.

Gestión del calor en operaciones de logística non-stop

Los centros de clasificación de logística operan las 24 horas del día, los 365 días del año, por lo que la iluminación debe mantener su salida estable a lo largo de ese ciclo de trabajo ininterrumpido. Los iluminadores LED forzados continuamente a altos ciclos de trabajo generan mucho calor. Cuando la gestión del calor es insuficiente, la temperatura de unión del LED aumenta, la salida óptica disminuye y la vida útil se acorta.

Los iluminadores de barra RODER Vision cuentan con gestión térmica HTTM integrada. El sistema HTTM regula la resistencia térmica entre la unión del LED y la carcasa del iluminador para mantener la temperatura de unión dentro de su rango nominal en cualquier temperatura ambiente y ciclo de trabajo que presente un sitio de logística. Esto mantiene la salida óptica constante y maximiza la vida útil del LED, prolongando los intervalos de mantenimiento y reduciendo los tiempos de inactividad no planificados en plantas de clasificación de gran actividad.

Grado de protección IP y protección ambiental

Los entornos logísticos pueden ser exigentes para el hardware. Las cintas transportadoras levantan polvo de cartón, embalaje y residuos de cinta adhesiva, y los centros de distribución alimentaria requieren ocasionalmente una limpieza en húmedo de las superficies de las cintas transportadoras. Los iluminadores de escaneo de paquetes deben contar con un grado de protección adecuado para cualquier condición en la que se encuentren.

Los iluminadores de barra RODER Vision están disponibles en versiones con grado de protección IP65 e IP67 para entornos donde es necesario excluir el polvo y el agua. El grado IP65 cubre áreas de cintas transportadoras polvorientas y el rociado de agua ocasional. El grado IP67 ofrece protección contra inmersión para centros de distribución alimentaria y sitios de almacenamiento en frío donde la limpieza a alta presión es la norma. Decidirse tempranamente por el grado de protección IP correcto elimina cualquier necesidad de carcasas de protección adicionales alrededor del iluminador, lo que reduce tanto el esfuerzo como el coste de instalación.

Productos y tecnologías

Familias de iluminadores RODER Vision para logística y escaneado de paquetes

Las familias de productos RODER Vision que se detallan a continuación son adecuadas para el escaneo de paquetes sobredimensionados, la lectura de códigos de barras y la verificación de etiquetas en sistemas de cintas transportadoras de logística.

Preguntas frecuentes