Illuminazione Diffusa e Speculare a doppia modalità da un unico apparecchio
- Cupola emisferica più Divisore di Fascio a 45° coassiale integrati in un unico corpo per un funzionamento a due modalità.
- I fotogrammi in sequenza della cupola e del coassiale catturano il contrasto complementare della struttura diffusiva e delle caratteristiche speculari sullo stesso bersaglio.
- È l’ideale per assemblaggi multimateriale, prodotti stampati complessi, parti automobilistiche che combinano superfici opache e lucide.
- Controllo indipendente dell’intensità per ogni canale per livelli di segnale bilanciati tra le varie modalità.
- La commutazione di modalità sub-100 μs consente l’acquisizione in modalità alternata a centinaia di fps.
- Un sovrapprezzo del 50-100% rispetto ai dispositivi monomodali – giustificato solo in caso di reali esigenze di ispezione dual-mode.
Gli illuminatori combinati a cupola e coassiali integrano la luce diffusa emisferica e la luce speculare in asse in un unico apparecchio, fornendo due modalità di illuminazione complementari dalla stessa posizione fisica sopra il bersaglio ispezionato. Alternando le due modalità in rapida sequenza, il sistema può acquisire immagini diffuse e speculari dello stesso bersaglio, estraendo informazioni complementari che nessuna delle due configurazioni potrebbe fornire da sola. Questo approccio ibrido è la soluzione standard per l’ispezione di complessi assemblaggi multi-materiale e di superfici riflettenti curve.
Principio di funzionamento dell’Illuminatore combinato
Un Illuminatore LED combinato a cupola e coassiale integra due sorgenti LED indipendenti in un unico corpo. Gli Illuminatori LED a cupola circondano l’apertura della telecamera e dirigono la loro emissione verso l’alto e verso l’esterno sulla superficie interna di un diffusore emisferico, generando un’illuminazione da giornata nuvolosa sul bersaglio sottostante. Gli Illuminatori LED coassiali sono montati sul lato del corpo e dirigono la loro emissione su un Divisore di Fascio a 45 gradi allineato all’asse ottico della telecamera, producendo un’illuminazione in asse attraverso il centro dell’apertura della cupola. I dispositivi combinati sono progettati all’interno del portafoglio di Illuminatori LED personalizzati.
Le due modalità di Illuminamento possono essere attivate in modo indipendente o simultaneo. L’acquisizione sequenziale in ciascuna modalità produce due immagini dello stesso bersaglio con caratteristiche di contrasto diverse: l’immagine a cupola evidenzia la struttura diffusa della superficie e sopprime i riflessi speculari, mentre l’immagine coassiale enfatizza le caratteristiche speculari e fornisce un elevato contrasto sulle superfici piane riflettenti. La combinazione delle due immagini, elaborate congiuntamente, estrae più informazioni di una sola immagine.
Modalità di sincronizzazione e acquisizione
I due canali di illuminazione sono controllati in modo indipendente dall’Illuminatore LED, consentendo all’integratore di selezionare la modalità appropriata per ogni tipo di pezzo o di alternare le modalità per l’acquisizione di due immagini. La sincronizzazione con la telecamera garantisce che ogni immagine corrisponda a una specifica modalità di illuminazione, senza sovrapposizioni o contaminazioni incrociate tra le modalità. I driver multicanale sincronizzati fanno parte del catalogo di driver LED e controllori elettronici RODER.
Applicazioni industriali tipiche
L’illuminazione combinata a cupola e coassiale è essenziale per l’ispezione di assemblaggi multimateriale in cui parti diverse dello stesso prodotto richiedono strategie di illuminazione diverse; il controllo di qualità di Componenti Automotive complessi che combinano regioni stampate piatte con caratteristiche in rilievo o curve; l’ispezione di componenti automobilistici che includono superfici opache e lucide nello stesso assemblaggio; la verifica di confezioni farmaceutiche con etichette stampate e rivestimenti riflettenti; la lettura di codici su target multi-superficie; il controllo di qualità di Assemblaggi Elettronici che combinano tracce di PCB con componenti montati; e qualsiasi applicazione in cui l’ispezione completa richiede modalità di illuminazione diffusa e speculare.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
L’intensità relativa dei canali a cupola e coassiali deve essere bilanciata per fornire livelli di segnale comparabili in entrambe le modalità, il che semplifica l’algoritmo di elaborazione delle immagini. Gli illuminatori combinati di livello industriale forniscono un controllo indipendente dell’intensità di ciascun canale tramite Dimming PWM o a corrente costante.
La geometria della cupola deve essere progettata in modo da mantenere l’effetto nuvola nonostante la presenza dell’ottica di illuminazione coassiale al centro della cupola. In genere questo comporta un diametro della cupola leggermente maggiore rispetto a una cupola pura di area attiva equivalente, per compensare l’apertura centrale occupata dal Divisore di Fascio e dal LED coassiale.
Velocità di commutazione e ispezione multimodale
Per le ispezioni multimodali ad alta velocità, la commutazione tra le modalità dome e coassiale deve avvenire nell’intervallo di tempo tra i fotogrammi della telecamera. I controller di livello industriale supportano tempi di commutazione inferiori a 100 microsecondi, consentendo l’alternanza di fotogrammi dome e coassiali a frequenze di acquisizione di diverse centinaia di fotogrammi al secondo.
Integrazione e limiti
Gli illuminatori combinati a cupola e coassiali si integrano come unità singole con due driver LED indipendenti, in genere confezionati nello stesso corpo. L’involucro meccanico è paragonabile a quello di una cupola pura di dimensioni equivalenti, con l’aggiunta dell’array di LED coassiali montati lateralmente. L’integrazione con la telecamera e il controller di visione segue la stessa procedura di un illuminatore monomodale, con l’aggiunta della configurazione dei due canali.
Il limite principale dell’illuminazione combinata è il costo, che in genere è superiore del 50-100% rispetto a un analogo illuminatore monomodale. La scelta dell’illuminazione combinata è giustificata quando l’attività di ispezione trae realmente vantaggio da entrambe le modalità; per le attività che richiedono solo una modalità, l’illuminatore dedicato corrispondente offre prestazioni migliori per unità di costo. All’interno della famiglia di Illuminatori LED Flat Dome sono disponibili alternative compatte a diffusione coassiale per soddisfare i vincoli di integrazione a basso profilo.
La seconda limitazione è il leggero degrado di ogni singola modalità rispetto a un illuminatore a cupola o coassiale dedicato. I vincoli geometrici del corpo combinato introducono piccoli compromessi in ogni modalità, che diventano evidenti solo nelle applicazioni più esigenti. Per le ispezioni generali, l’illuminatore combinato offre prestazioni quasi equivalenti a quelle delle unità monomodali dedicate, con l’aggiunta della flessibilità del funzionamento a due modalità che nessuna unità monomodale può eguagliare.
Illuminatori LED a cupola e coassiali combinati di Roder Vision
Roder Vision progetta illuminatori LED combinati a cupola e coassiali specifici per l’applicazione, con controllo indipendente dei canali, per l’ispezione industriale di assemblaggi multimateriale e prodotti a superficie mista.
- Cupola e coassiale combinati per applicazioni specifiche con driver a doppio canale – Illuminatori LED personalizzati
- Alternativa a basso profilo a diffusione coassiale per spazi di integrazione ristretti – Illuminatori LED a cupola piatta
- Driver sincronizzati multicanale con commutazione in modalità microsecondo – Driver LED e controllori elettronici
Le installazioni a doppia modalità richiedono un cablaggio multicanale schermato per una sincronizzazione affidabile della commutazione di modalità: il catalogo RODER comprende cavi e sistemi di fissaggio di livello industriale progettati per le installazioni di illuminazione combinata.