Éclairage intense par barres de LED pour le scannage de colis surdimensionnés sur convoyeurs logistiques

Les centres de tri automatisés déplacent des millions d’expéditions en une seule semaine, et chacune d’elles doit être reconnue, pesée, mesurée et orientée vers la bonne destination de sortie. Cette reconnaissance repose sur le décodage constant des codes-barres et des étiquettes d’expédition collés sur chaque colis. Comme les colis se présentent sous une immense variété de dimensions, de formes et de finitions de surface, avec des étiquettes placées à des endroits et selon des angles très divers, l’équipement de vision qui les lit doit atteindre des taux de décodage de près de 100 %, bien que les convoyeurs défilent à grande vitesse et ne laissent qu’une fraction de seconde pour acquérir l’image et décoder chaque article.

Tout ce qui fait la fiabilité du scannage des colis commence par l’éclairage. Sur les convoyeurs larges utilisés pour les colis surdimensionnés, les barres d’éclairage LED constituent la solution d’éclairage établie. Chaque barre d’éclairage projette une bande de lumière intense et uniforme sur toute la largeur du convoyeur et s’active en mode stroboscopique de sorte que les colis en mouvement semblent parfaitement immobiles. Le positionnement de plusieurs barres d’éclairage selon des angles délibérément choisis éclaire le colis sous des directions qui augmentent le contraste des codes-barres et suppriment les reflets de type miroir rebondissant sur le support brillant des étiquettes.

Le côté complexe du scannage de colis surdimensionnés

Les colis surdimensionnés soulèvent des défis d’éclairage qui ne se présentent jamais lors de l’inspection de petits composants. Un scanner examinant un grand colis peut avoir à couvrir un champ de vision de 600 mm à 1200 mm de large et de 400 mm à 800 mm de haut. Éclairer uniformément cette étendue depuis une distance de travail de 500 mm à 1500 mm exige des illuminateurs qui combinent une forte puissance de sortie avec un faisceau équilibré et des angles de faisceau soigneusement contrôlés.

Les surfaces des colis sont rarement parfaitement planes. Les cartons se courbent un peu vers l’intérieur ou vers l’extérieur en raison de la pression interne ou de l’humidité absorbée, tandis que les sachets en plastique (polybags) et les emballages flexibles se moulent sur tout ce qui se trouve à l’intérieur. Les codes-barres et les étiquettes situés sur ces faces irrégulières ne sont jamais perpendiculaires à l’objectif. L’éclairage doit maintenir une luminosité et un contraste suffisants sur toute la gamme d’angles de surface que la ligne présente.

Vitesse de la bande et images floues

Sur les sites à haut débit, les tapis de tri se déplacent entre 1,5 m/s et 3,5 m/s. À une vitesse de 2 m/s, un code-barres avec une barre la plus étroite de 0,5 mm nécessite une exposition maintenue en dessous de 250 microsecondes, sinon un flou commence à apparaître. Les illuminateurs continus simples ne peuvent tout simplement pas projeter suffisamment de lumière sur la surface à l’intérieur d’une fenêtre aussi réduite. La solution réside dans un éclairage stroboscopique puissant, alimenté à des courants de crête bien supérieurs à la valeur nominale en continu, de sorte qu’une grande quantité de lumière atteigne le capteur pendant cette courte exposition.

Configuration des barres d’éclairage LED pour la lecture de colis

Pour la lecture de colis surdimensionnés, les barres d’éclairage LED sont placées en hauteur, le long des côtés et parfois sous le tapis, de sorte que chaque face susceptible de porter une étiquette soit couverte. La configuration est étudiée pour maximiser le contraste des étiquettes tout en évitant les points chauds et les ombres sur la surface du colis.

Lecture par le haut : Configuration des barres d’éclairage suspendues

La configuration de loin la plus courante place une ou plusieurs caméras au-dessus du tapis pour capturer la face supérieure du colis. Une barre d’éclairage est positionnée de chaque côté du champ de vision de la caméra, inclinée vers le bas entre 30° et 45° par rapport à l’horizontale. Cette configuration jumelée élimine l’ombre projetée par les bords du colis et répartit la lumière de manière uniforme sur toute la face supérieure. L’angle de 30° à 45° est choisi afin que les étiquettes planes ne renvoient pas de réflexion spéculaire sous une incidence directe, tandis que la surface reste intensément éclairée.

Sur les tapis particulièrement larges, trois ou quatre barres d’éclairage maintiennent une couverture constante jusqu’aux bords, sans baisse de luminosité. Les illuminateurs à barre RODER Vision sont disponibles en longueurs modulaires et s’assemblent pour s’adapter à l’exacte largeur du tapis sur le terrain. Les segments adjacents sont harmonisés en termes de luminosité et de température de couleur, garantissant qu’aucune démarcation visible n’apparaisse dans l’image capturée.

Lecture des étiquettes latérales et des étiquettes enveloppantes

De très nombreux colis portent leur étiquette d’expédition sur une face latérale plutôt que sur le dessus. Des caméras à montage latéral, chacune associée à sa propre barre d’éclairage, capturent ces étiquettes lorsque le colis défile dans le tunnel de scannage. Un tunnel de scannage complet peut regrouper des caméras supérieures, gauches, droites et parfois avant et arrière, chacune dotée de sa propre barre d’éclairage dédiée. Chaque position de caméra est déclenchée individuellement et synchronisée avec l’exposition de cette caméra.

Synchronisation des stroboscopes dans les tunnels multi-caméras

Un tunnel de scannage exploitant cinq ou six positions de caméras nécessite une gestion minutieuse de l’ordre d’activation des stroboscopes. Si chaque illuminateur s’active au même instant, la lumière d’une position peut rebondir sur le colis dans le champ de vision d’une caméra voisine et y affaiblir le contraste. La solution consiste à ne déclencher chaque illuminateur que pendant que sa propre caméra est en cours d’exposition, en maintenant un intervalle suffisamment large entre les éclairs pour éviter l’illumination croisée.

Les illuminateurs à barre RODER Vision acceptent des entrées de déclenchement externes et répondent en moins de 2 microsecondi. Le contrôleur de vision central gère l’ordre d’activation, déclenchant l’éclair de chaque illuminateur au bon moment par rapport à l’exposition de sa caméra. L’entrée de déclenchement accepte les logiques 5V et 24V et se connecte directement aux formats de sortie des contrôleurs de vision industrielle et des systèmes PLC standard utilisés dans l’automatisation logistique.

Choix de la longueur d’onde pour la lecture des étiquettes de colis

Les étiquettes de colis portent tous types de codes-barres imprimés, de codes QR et de textes. La grande majorité des codes-barres d’expédition sont imprimés à l’encre noire sur fond blanc ou gris clair. Pour les caméras monochromes, la lumière rouge de 625 nm à 660 nm offre un contraste élevé sur ces étiquettes et correspond au pic de sensibilité des capteurs en silicium dans cette bande. La lumière rouge atténue également l’aspect de la texture de surface du carton, qui pourrait autrement perturber le décodage si elle produisait des variations de densité visibles dans l’image.

Lumière blanche pour la vérification d’étiquettes colorées

Certaines tâches logistiques nécessitent la vérification d’étiquettes colorées en plus de la simple lecture de codes-barres. La lumière blanche gère ces cas en restituant fidèlement les couleurs dans l’image capturée. Les illuminateurs à barre RODER Vision peuvent être commandés avec des LED blanches à IRC élevé pour un éclairage précis des couleurs. La température de couleur de l’illuminateur doit correspondre à l’étalonnage de la balance des blancs de la caméra couleur effectuant la vérification d’étiquettes.

Gestion de la chaleur dans les opérations logistiques non-stop

Les centres de tri logistiques fonctionnent 24 heures sur 24, 365 jours par an, de sorte que l’éclairage doit maintenir son émission constante tout au long de ce cycle de fonctionnement ininterrompu. Les illuminateurs LED sollicités en continu à des cycles de fonctionnement élevés génèrent beaucoup de chaleur. Lorsque la gestion thermique est insuffisante, la température de jonction de la LED augmente, l’émission optique chute et la durée de vie se raccourcit.

Les illuminateurs à barre RODER Vision intègrent une gestion thermique HTTM. Le système HTTM régule la résistance thermique entre la jonction de la LED et le boîtier de l’illuminateur afin de maintenir la température de jonction dans sa plage nominale, quelles que soient la température ambiante et le cycle de fonctionnement présentés par le site logistique. Cela permet de maintenir une émission optique constante et de maximiser la durée de vie des LED, prolongeant ainsi les intervalles de maintenance et réduisant les temps d’arrêt non planifiés dans les usines de tri à forte activité.

Indice de protection IP et protection environnementale

Les environnements logistiques peuvent être rudes pour le matériel. Les convoyeurs soulèvent de la poussière de carton, d’emballage et des résidus de ruban adhésif, et les centres de distribution alimentaire nécessitent parfois un nettoyage humide des surfaces des convoyeurs. Les illuminateurs pour le scannage de colis doivent posséder un indice de protection adapté aux conditions dans lesquelles ils se trouvent.

Les illuminateurs à barre RODER Vision sont disponibles en versions certifiées IP65 et IP67 pour les environnements où la poussière et l’eau doivent être exclues. L’indice IP65 couvre les zones de convoyeurs poussiéreuses et les projections d’eau occasionnelles. L’indice IP67 offre une protection contre l’immersion pour les sites de distribution alimentaire et de stockage à froid où le nettoyage à haute pression est la norme. Le choix précoce du bon indice IP élimine tout besoin de boîtiers de protection supplémentaires autour de l’illuminateur, ce qui réduit à la fois les efforts et les coûts d’installation.

Produits et technologies

Familles d’illuminateurs Roder Vision pour la logistique et le scannage de colis

Les familles de produits RODER Vision présentées ci-dessous conviennent au scannage de colis surdimensionnés, à la lecture de codes-barres et à la vérification d’étiquettes sur les systèmes de convoyeurs logistiques.

Questions fréquemment posées