Feux de ligne pour l’inspection des bandes : Maximiser la Cadence de Production en Continu

L’inspection de bande s’effectue à haute vitesse en production continue. Le papier, le film, les feuilles métalliques, les textiles et les non-tissés se déplacent tous comme une bande large et infinie. Par conséquent, les caméras à balayage linéaire sont le choix naturel pour cette tâche. Cependant, ces caméras imposent des exigences très strictes à l’éclairage. Cette page explique ces exigences et présente les éclairages RODER Vision correspondants.

L’objectif est d’obtenir une lumière constante, uniforme et stable sur toute la largeur de la bande. En conséquence, les défauts réels ressortent tandis que les faux signaux restent faibles. De plus, le système doit maintenir ces performances pendant des heures, voire des jours. Par conséquent, le débit et la qualité dépendent tous deux de l’éclairage linéaire.

Exigences en matière d’Éclairage pour Caméra Linéaire

Les caméras à balayage linéaire fonctionnent à des fréquences de ligne allant de quelques kilohertz à plus de 100 kHz. Par conséquent, chaque exposition de la caméra est extrêmement courte. À 50 kHz, par exemple, chaque ligne est exposée pendant environ 20 microsecondes. À 100 kHz, ce temps tombe à environ 10 microsecondes.

Cette courte fenêtre a une conséquence claire. Plus précisément, l’éclairage doit fournir suffisamment de photons lors de chaque brève exposition. Sinon, l’image reste sombre et bruitée. C’est pourquoi les éclairages linéaires pour l’inspection de bande nécessitent une intensité très élevée le long d’une bande étroite. Par conséquent, la caméra atteint le niveau de gris cible even à pleine vitesse.

Géométrie des lignes lumineuses pour l’inspection des sites Web

La géométrie de l’éclairage linéaire détermine quels défauts deviennent visibles. En pratique, trois géométries fondamentales sont utilisées. Il s’agit de l’éclairage en champ clair, en champ sombre et par transmission. Chacune révèle une classe de défauts différente, le choix dépend donc du défaut cible.

Éclairement en champ clair

En mode champ clair, la lumière se reflète directement dans la caméra. Par conséquent, une surface plane et intacte apparaît brillante et uniforme. Cependant, une rayure ou une piqûre disperse la lumière loin de l’objectif. En conséquence, ce défaut apparaît sombre sur un fond brillant. Cette géométrie convient aux contrôles généraux de surface sur des bandes lisses.

Éclairement en champ sombre

Le mode champ sombre utilise plutôt un angle d’incidence faible et rasant. En conséquence, une surface lisse réfléchit la lumière vers l’extérieur et apparaît sombre. Cependant, les bords surélevés, les gaufrages et les particules dispersent la lumière vers l’objectif. Par conséquent, ces caractéristiques s’illuminent intensément. Cette géométrie excelle pour détecter la texture fine de la surface et les petits défauts surélevés.

Éclairement transmis pour les toiles transparentes et translucides

Certaines bandes laissent passer la lumière à travers elles. Le film transparent, le papier mince, les tissus tissés et les non-tissés en sont des exemples courants. Pour ceux-ci, la lumière transmise offre le meilleur contraste. Ici, l’éclairage linéaire est positionné sous la bande et la caméra au-dessus. Par conséquent, les variations d’épaisseur, les trous, les inclusions et les contaminations apparaissent comme des variations de luminosité.

Uniformité sur toute la largeur de la bande

L’uniformité optique est la spécification la plus critique pour les éclairages linéaires de bande. Toute variation de luminosité le long de la ligne apparaît dans l’image. Par conséquent, elle se traduit par une variation du niveau de gris sur toute la largeur de la bande. Cette fausse variation peut masquer de réels défauts. De la même manière, elle peut déclencher de fausses alarmes sur l’ensemble du profil.

Par conséquent, l’éclairage doit rester uniforme d’une extrémité à l’autre. Un éclairage linéaire à haute uniformité optique maintient le fond plat. En conséquence, le seuil de détection des défauts peut être ajusté de manière très serrée. À son tour, le système détecte de petits défauts sans augmenter les faux rejets.

Synchronisation : mode continu vs mode stroboscopique

Les systèmes à balayage linéaire utilisent le plus souvent un éclairage continu. Dans ce mode, le temps d’intégration de la caméra détermine l’exposition. Pendant ce temps, l’éclairage reste simplement allumé. Par conséquent, aucun signal de déclencheur de caméra n’est requis pour l’éclairage, ce qui simplifie la configuration.

Cependant, le mode continu impose une contrainte importante sur la stabilité. Plus précisément, le flux lumineux émis doit rester constant pendant tout le cycle de production. Ce cycle peut durer des heures ou des jours sur de grandes bobines. Pour les vitesses très élevées, le mode stroboscopique est une alternative. L’éclairage émet alors des impulsions en synchronisation avec chaque ligne, ce qui fige les mouvements rapides.

Longueur d’Onde pour les matériaux en bande

La meilleure longueur d’onde dépend de la bande et du défaut. Pour la plupart des bandes opaques, la lumière rouge ou l’infrarouge proche (NIR) fonctionne bien. Typiquement, cela couvre la plage de 625 nm à 850 nm. Étant donné que les capteurs de silicium réagissent fortement dans cette plage, le rapport signal/bruit reste élevé.

Ce choix offre un second avantage. Plus précisément, les longueurs d’onde plus longues réduisent la visibilité de la structure de la bande. En conséquence, les défauts de surface subtils ne sont pas masqués par le motif du matériau. Pour d’autres tâches, la lumière bleue ou blanche peut fournir un meilleur contraste. Par conséquent, la longueur d’onde doit correspondre au type de défaut.

Stabilité thermique lors des cycles de longue durée

Les cycles longs exposent à un risque caché. À mesure que les LED chauffent, leur flux émis a tendance à subir une dérive d’intensité. Par conséquent, le niveau de gris peut changer pendant l’inspection. C’est pourquoi la gestion thermique est essentielle pour obtenir des résultats stables.

Les éclairages linéaires RODER Vision intègrent la technologie de gestion thermique HTTM©. Le système HTTM contrôle la température de jonction des LED dès l’allumage. Par conséquent, l’unité atteint rapidement son équilibre thermique et maintient un flux stable. En conséquence, aucun délai de préchauffage n’est nécessaire et la luminosité reste constante tout au long du cycle.

Familles d’éclairages RODER Vision pour l’inspection de bande

Les familles ci-dessous conviennent à l’inspection de bande par balayage linéaire en production continue. Chacune offre une intensité élevée, une uniformité optique rigoureuse et un flux stable. Par conséquent, le bon choix dépend de la géométrie et du matériau de la bande.

Le bon choix commence toujours par le défaut et le matériau. Pour les défauts de surface opaques, les éclairages matriciels DL5 et DL6 sont les mieux adaptés. Les bandes transparentes privilégient plutôt le rétroéclairage BL3, qui donne un fort contraste par transmission. Les finitions brillantes exigent l’éclairage dôme plat FD2, car il réduit l’éblouissement. Dans tous les cas, RODER Vision propose un support technique pour dimensionner l’éclairage en fonction de la largeur de la bande et de la caméra. Par conséquent, définissez d’abord la vitesse, la bande et le défaut, puis sélectionnez l’éclairage à LED correspondant.

Questions fréquemment posées