Illuminatore LED anulare coassiale per l’imaging simmetrico fronte-lato
- Illuminatore azimutale a 360 gradi concentrico con l’asse ottico della fotocamera per immagini bilanciate.
- Illuminazione uniforme indipendente dall’orientamento rotatorio del bersaglio sulla stazione di ispezione.
- Le varianti standard, a basso angolo, a diffusione e multi-segmento si rivolgono a diversi tipi di superficie e classi di caratteristiche.
- Geometria preferita per piccoli pezzi su tavole rotanti, stazioni di pick-and-place e lettura di codici.
- Compatibile con il filtro Passa-banda della fotocamera per la Reiezione della Luce Ambiente.
- Fattore di forma compatto, montaggio diretto sull’obiettivo della telecamera per un’integrazione semplificata.
Le luci ad anello sono tra le geometrie di illuminazione più diffuse per la Visione Artificiale, apprezzate per il loro fattore di forma compatto, per la capacità di fornire un’illuminazione uniforme e bilanciata e per la facilità di integrazione con gli obiettivi delle telecamere standard. Disponendo gli emettitori LED in uno schema circolare concentrico rispetto all’asse ottico della telecamera, una Luce ad Anello circonda il campo di ispezione con luce proveniente da tutte le direzioni, producendo immagini che sono in gran parte indipendenti dall’orientamento rotazionale delle caratteristiche sul bersaglio.
Principio di funzionamento delle luci ad anello
Una Luce ad Anello consiste in una o più file concentriche di LED montate su un circuito stampato circolare o anulare, con l’apertura centrale dimensionata per ospitare la parte anteriore dell’obiettivo della telecamera. I LED sono orientati in modo da proiettare la luce verso l’interno e verso il basso, in direzione del campo di ispezione, a un angolo fisso determinato dalla struttura meccanica dell’anello. Questo angolo, in genere compreso tra 30 e 60 gradi rispetto all’asse ottico per una Luce ad Anello standard, definisce se la configurazione si comporta come un’illuminazione diretta frontale o se si sposta verso condizioni di campo oscuro a basso angolo.
Poiché la luce arriva al bersaglio da tutte le direzioni azimutali contemporaneamente, le luci ad anello producono immagini simmetriche intorno all’asse ottico. Caratteristiche come testi stampati, codici e piccoli componenti vengono illuminati in modo uniforme indipendentemente dal loro orientamento, il che rende le luci ad anello particolarmente adatte alle applicazioni in cui la posizione angolare del bersaglio sulla stazione di ispezione è variabile o non controllata.
Varianti standard, a basso angolo e ad alta diffusione
La categoria delle luci ad anello di base comprende diverse varianti geometriche. Le luci ad anello standard dirigono la luce ad angoli moderati per un’illuminazione frontale generica. Le luci ad Anello a Basso Angolo inclinano gli Illuminatori LED a un’incidenza quasi radente, producendo un’illuminazione in campo oscuro a 360 gradi che esalta le micro-figure della superficie. Le luci ad anello diffuse aggiungono una copertura frontale smerigliata per ammorbidire l’emissione e ridurre il bagliore speculare sugli obiettivi lucidi. Ogni variante si rivolge a una specifica classe di superfici e caratteristiche.
Applicazioni industriali tipiche
Le luci ad anello sono ampiamente utilizzate per l’ispezione di piccoli componenti lavorati o stampati su tavole rotanti e stazioni pick-and-place; per la lettura di codici 2D e OCR su superfici piane o leggermente curve; per il controllo di qualità di componenti di circuiti stampati e giunzioni di saldatura; per la verifica di dispositivi medici e contenitori farmaceutici; per l’ispezione di parti metalliche stampate in cui è essenziale la simmetria rotazionale dell’illuminazione; per l’imaging generico su stazioni di ispezione in cui la facilità di integrazione è più importante delle prestazioni ottiche finali.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
Il diametro interno dell’anello deve lasciare libero l’obiettivo della fotocamera, compresi eventuali filtri o polarizzatori montati davanti ad esso. Il diametro esterno, insieme all’angolo di emissione del LED, definisce la distanza di lavoro alla quale l’anello offre la massima intensità e uniformità: al variare della distanza di lavoro, l’Illuminatore sul bersaglio si evolve da un cono convergente, a un campo uniforme, a un fascio divergente con caduta dell’intensità al centro.
Anche la posizione di montaggio rispetto alla fotocamera è fondamentale. Un anello montato direttamente sull’obiettivo della telecamera viaggia con quest’ultima durante la regolazione della messa a fuoco, preservando l’allineamento ma limitando la distanza di lavoro. Un anello montato in modo indipendente sulla stazione di ispezione consente di ottimizzare separatamente la telecamera e l’Illuminatore, a costo di un’integrazione meccanica più complessa.
Il contenuto spettrale segue le stesse regole di qualsiasi applicazione di illuminazione frontale. Le luci anulari monocromatiche sono da preferire quando si esegue l’acquisizione di immagini attraverso un filtro a banda stretta per respingere la luce ambientale, mentre le luci anulari bianche sono lo standard per l’ispezione a colori.
Anelli a doppia funzione e multi-segmento
Le luci ad anello avanzate includono segmenti controllati in modo indipendente, consentendo all’utente di passare dall’illuminazione a tutto l’anello, a quella a metà anello o a settori rotanti per una classificazione dei difetti sensibile alla direzione. Alcune varianti combinano LED standard e LED a bassa angolazione nello stesso apparecchio, consentendo all’integratore di passare dal campo chiaro al campo scuro nella stessa stazione di ispezione senza dover cambiare hardware.
Integrazione e limiti
Il limite principale delle luci ad anello è la comparsa di un caratteristico riflesso circolare su superfici lucide orientate perpendicolarmente all’asse ottico. Su un bersaglio piatto simile a uno specchio, l’anello di LED viene riprodotto come un anello luminoso nell’immagine, che può mascherare le caratteristiche di interesse nell’area centrale. Questo riflesso può essere soppresso utilizzando una variante ad anello diffuso, inclinando leggermente l’obiettivo o passando a una configurazione a cupola per le superfici altamente speculari.
Una seconda considerazione è che le luci ad anello sono dimensionate per l’obiettivo della telecamera e per il campo di ispezione; campi di vista molto ampi richiedono luci ad anello che potrebbero essere poco pratiche in termini di dimensioni e costi. Per campi di ispezione di diametro superiore a circa 200 millimetri, è necessario valutare geometrie alternative come luci a barra o a pannello.
Illuminatori LED ad anello RODER Vision
Roder Vision produce una linea completa di Illuminatori LED ad anello per la visione industriale, che copre l’intera gamma di configurazioni standard, a basso angolo, a diffusione e ad alta intensità richieste dalle applicazioni di ispezione industriale. La gamma è progettata per il montaggio diretto sugli obiettivi delle telecamere standard o per l’installazione indipendente sulla stazione di ispezione, con opzioni ottimizzate per l’integrazione OEM (Produttore di Apparecchiature Originali) e per le linee di produzione ad alto volume.
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