Illuminamento ad angolo variabile meccanico o elettronico per ispezioni adattive
- Controllo meccanico continuo o elettronico discreto dell’angolo di incidenza da quasi coassiale a radente in un unico apparecchio.
- Le implementazioni elettroniche con array multi-LED passano da un angolo all’altro in microsecondi per l’ispezione adattiva di ogni singolo pezzo.
- La soluzione migliore per le linee multi-prodotto, le superfici a finitura variabile, l’ispezione guidata da ML e la caratterizzazione dei contrasti in R&D.
- I sistemi meccanici offrono una risoluzione angolare illimitata, ma tempi di commutazione di oltre 100 ms: sono i migliori per la regolazione tra un lotto e l’altro.
- La combinazione di più lunghezze d’onda supporta le strategie di ispezione adattiva più flessibili con un controllo completo dello spettro e della geometria.
- 2-5 volte più costosi degli equivalenti ad angolo fisso – giustificati solo quando la flessibilità dell’angolo è un requisito fondamentale per l’ispezione.
Gli illuminatori goniometrici e ad angolo variabile forniscono un controllo meccanico o elettronico sull’angolo di incidenza dell’emissione dei LED, consentendo al progettista del sistema di sintonizzare la geometria dell’illuminazione per ogni specifico obiettivo o di variarla dinamicamente durante l’ispezione. Abbandonando il paradigma dell’angolo fisso degli illuminatori standard, i sistemi goniometrici supportano strategie di ispezione adattive che rispondono alle caratteristiche specifiche di ogni pezzo presentato alla telecamera, offrendo una flessibilità che i sistemi ad angolo fisso non possono eguagliare.
Principio di funzionamento dell’Illuminamento Goniometrico
Un Illuminatore LED goniometrico è costituito da un array mobile di LED o da un array fisso con ottica orientabile, che consente di regolare l’angolo di incidenza sul bersaglio tra quasi coassiale e radente. Le implementazioni meccaniche utilizzano stadi di rotazione motorizzati, attuatori lineari o bracci articolati per riorientare fisicamente la sorgente LED. Le implementazioni elettroniche utilizzano array di LED a diversi angoli fissi, con un’attivazione selettiva che determina l’angolo di incidenza effettivo. Entrambe le implementazioni sono tipicamente progettate all’interno del portafoglio di Illuminatori LED personalizzati.
La gamma angolare di un sistema goniometrico dipende dall’implementazione. I sistemi meccanici possono coprire l’intera gamma da quasi coassiale (0 gradi dall’asse ottico) a radente (90 gradi), a costo della complessità meccanica e di una commutazione angolare più lenta. I sistemi elettronici sono limitati agli angoli discreti degli array di LED, ma offrono velocità di commutazione di microsecondi compatibili con l’ispezione ad alta velocità.
Implementazioni meccaniche ed elettroniche
Gli illuminatori goniometrici meccanici offrono un controllo angolare continuo e una risoluzione illimitata, adatti per applicazioni di laboratorio e di allestimento in cui l’angolo viene regolato una volta e poi fissato per la produzione. Gli illuminatori goniometrici elettronici offrono una commutazione rapida tra angoli discreti, adatti all’ispezione adattiva in cui l’angolo ottimale deve essere selezionato per ogni pezzo durante la produzione.
Applicazioni industriali tipiche
L’illuminazione goniometrica e ad angolo variabile è essenziale per le linee di ispezione multi-prodotto in cui parti diverse richiedono angoli di illuminazione diversi; per la configurazione e la caratterizzazione delle stazioni di ispezione in cui l’angolo ottimale deve essere determinato sperimentalmente; per i sistemi di ispezione adattivi che utilizzano l’apprendimento automatico per selezionare l’angolo ottimale in base al tipo di parte; controllo della qualità di superfici a finitura variabile in cui l’angolo di contrasto ottimale cambia in base alla struttura della superficie; applicazioni di ricerca e sviluppo in cui è necessario quantificare l’effetto dell’angolo di illuminazione sul contrasto; ispezione di gruppi complessi in cui le diverse caratteristiche richiedono angoli diversi per una visibilità ottimale; e qualsiasi applicazione che tragga vantaggio dalla flessibilità di cambiare la geometria dell’Illuminatore senza una riconfigurazione meccanica.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
La gamma angolare e la risoluzione angolare sono le specifiche principali. L’intervallo deve coprire gli angoli necessari per l’applicazione, da quelli quasi coassiali per i bersagli speculari piatti a quelli radenti per l’ispezione dei Difetti Superficiali. La risoluzione determina la precisione con cui è possibile regolare l’angolo e di solito non è critica per le applicazioni industriali, dove gli angoli possono essere approssimati a pochi gradi senza compromettere le prestazioni.
La velocità di commutazione è fondamentale per i sistemi di ispezione adattivi. I sistemi meccanici hanno tempi di commutazione di centinaia di millisecondi o secondi, il che ne limita l’uso alle applicazioni in cui l’angolo viene regolato tra i lotti piuttosto che tra i pezzi. I sistemi elettronici con commutazione al microsecondo sono necessari per un’autentica ispezione adattiva per pezzo a velocità industriali. La sincronizzazione multicanale è fornita dal catalogo di driver LED e controllori elettronici RODER.
Combinazione con Illuminamento a più lunghezze d’onda
I sistemi goniometrici avanzati combinano l’Illuminazione ad angolo variabile con una capacità di lunghezza d’Onda multipla, fornendo un controllo simultaneo sia sulla geometria che sullo spettro dell’illuminazione. Questa combinazione supporta le strategie di ispezione più flessibili, in cui il sistema adatta entrambi i parametri all’obiettivo specifico e all’elemento da ispezionare.
Integrazione e limiti
Gli illuminatori goniometrici si integrano come moduli specializzati con controller dedicati che gestiscono la selezione dell’angolo. La complessità meccanica o elettronica è superiore a quella degli illuminatori ad angolo fisso, il che influisce sia sul costo che sull’affidabilità del sistema. Gli illuminatori goniometrici di livello industriale sono progettati per l’uso in produzione, con componenti meccanici sigillati ed elettronica di lunga durata.
Il limite principale dell’illuminazione goniometrica è il costo, che in genere è da due a cinque volte superiore a quello dei sistemi equivalenti ad angolo fisso. La scelta dell’illuminazione goniometrica è quindi giustificata solo quando l’attività di ispezione richiede una flessibilità nella selezione dell’angolo che i sistemi ad angolo fisso non possono fornire. Per la maggior parte delle applicazioni industriali in cui l’angolo ottimale è noto e costante per il tipo di bersaglio, gli illuminatori ad angolo fisso rimangono la scelta più economica.
Il secondo limite è la complessità meccanica dei sistemi motorizzati, che aggiunge punti di guasto rispetto alle alternative a stato solido. I sistemi goniometrici elettronici basati su array multipli di LED fissi evitano questa limitazione al costo di una risoluzione angolare discreta. La scelta tra implementazioni meccaniche ed elettroniche dipende dal compromesso tra continuità angolare e affidabilità meccanica.
Illuminatori LED goniometrici e ad angolo variabile Roder Vision
Roder Vision progetta illuminatori LED goniometrici e ad angolo variabile specifici per ogni applicazione, con selezione meccanica o elettronica dell’angolo per l’ispezione industriale adattiva.
- Assemblaggi meccanici ed elettronici ad angolo variabile specifici per ogni applicazione – Illuminatori LED personalizzati
- Geometrie ad anello multi-azimutali per implementazioni elettroniche – Illuminatori LED ad anello
- Driver sincronizzati multicanale per la commutazione angolare al microsecondo – Driver LED e controllori elettronici
Le installazioni goniometriche richiedono un cablaggio multicanale schermato per una sincronizzazione angolare affidabile: il catalogo RODER comprende cavi e sistemi di fissaggio di livello industriale progettati per le installazioni di ispezione adattiva.