Selezione della lunghezza d’Onda in tempo reale per l’ispezione adattativa di più prodotti
- Array di LED rossi, verdi e blu indipendenti con controllo di corrente o PWM per canale in un unico apparecchio.
- L’acquisizione sequenziale con una fotocamera monocromatica produce informazioni a colori efficaci con un contrasto ottimizzato per la lunghezza d’onda.
- Ideale per linee multi-prodotto, codici a colori misti, gruppi multicolore che richiedono l’adattamento della lunghezza d’onda in tempo reale.
- La velocità di commutazione al microsecondo consente l’acquisizione multicolore a oltre 100 fps sincronizzata con l’esposizione della fotocamera.
- La calibrazione dei canali è necessaria per mantenere il bilanciamento dei colori in base alla temperatura, all’invecchiamento e alle variazioni da unità a unità.
- Copertura solo del visibile con una risoluzione spettrale di 100 nm, mentre il multispettrale completo è preferibile per attività a risoluzione più elevata.
Gli illuminatori RGB combinano array di LED rossi, verdi e blu pilotati in modo indipendente in un unico apparecchio, consentendo di selezionare dinamicamente la lunghezza d’onda di ispezione in fase di esecuzione. Questa funzionalità consente ai sistemi di visione adattivi di regolare l’illuminazione in base all’obiettivo specifico presentato, ottimizzando il contrasto parte per parte senza dover cambiare l’hardware. La commutazione RGB è un’alternativa più semplice e a basso costo rispetto ai sistemi multispettrali completi ed è ampiamente utilizzata nelle applicazioni che gestiscono una varietà di tipi di pezzi nella stessa stazione di ispezione.
Principio di funzionamento dell’Illuminatore RGB commutabile
Un Illuminatore LED RGB integra tre array di LED indipendenti a lunghezza d’onda rossa (tipicamente da 620 a 660 nm), verde (tipicamente da 520 a 565 nm) e blu (tipicamente da 450 a 470 nm). Ogni canale di colore è pilotato da un controller indipendente a corrente costante o PWM, che consente di impostare l’intensità di ciascun canale in modo indipendente da zero al massimo. Combinazioni diverse di intensità dei canali producono spettri di illuminazione complessivi diversi, che vanno dal rosso, verde o blu puro al bianco (tutti i canali al massimo) e a qualsiasi colore intermedio.
Quando viene utilizzato con una telecamera monocromatica, l’illuminatore RGB può passare in rapida successione attraverso le sue tre lunghezze d’onda, producendo tre immagini sequenziali che catturano la risposta del bersaglio a ciascuna lunghezza d’onda. La combinazione di queste immagini fornisce informazioni cromatiche efficaci senza bisogno di una telecamera a colori e permette di selezionare la lunghezza d’onda ottimizzata per ogni tipo di pezzo. Se utilizzato con una telecamera a colori, l’illuminatore RGB può bilanciare la temperatura del colore dell’illuminazione per adattarsi alla sensibilità spettrale del sensore o per esaltare specifiche caratteristiche cromatiche della scena.
Controllo indipendente e Calibrazione dei canali
I tre canali devono essere calibrati per garantire un’uscita coerente con le variazioni di temperatura, l’invecchiamento e le differenze da unità a unità. La calibrazione dei canali prevede in genere la misurazione dell’uscita di ciascun canale rispetto a un riferimento e l’applicazione di fattori di correzione nel driver. Senza la calibrazione, il bilanciamento del colore dell’illuminatore varia nel tempo e tra le varie unità, il che può influire sulla ripetibilità delle ispezioni sensibili al colore.
Applicazioni industriali tipiche
L’illuminazione commutabile RGB è ampiamente utilizzata per l’ispezione di linee multi-prodotto in cui i diversi colori dei pezzi richiedono lunghezze d’onda diverse per l’ispezione; la lettura di codici stampati su substrati di colore variabile in cui la lunghezza d’onda ottimale per il contrasto cambia a seconda del substrato; la verifica di assemblaggi multicolore in cui ogni componente deve essere ispezionato alla sua lunghezza d’onda ottimale; il controllo di qualità di prodotti agricoli e alimentari in cui le caratteristiche cromatiche indicano i gradi di qualità; l’ispezione di prodotti farmaceutici con imballaggi con codice colore; la verifica di supporti stampati multicolore e qualsiasi applicazione in cui la lunghezza d’onda di ispezione deve adattarsi all’obiettivo specifico presentato al sistema. I gruppi commutabili RGB sono progettati all’interno del portafoglio di Illuminatori LED personalizzati con i driver di controllo dei canali del catalogo di accessori RODER.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
L’intensità di ciascun canale cromatico deve essere adeguata all’attività di ispezione. Il canale blu ha in genere la sensibilità più bassa del Sensore e può richiedere una maggiore densità di LED per compensarla. Il canale verde corrisponde al picco di sensibilità del Sensore ed è il più efficiente. Il canale rosso offre una buona penetrazione sui substrati colorati e un’elevata efficienza. Il bilanciamento relativo tra i canali deve essere specificato in base alle caratteristiche dell’obiettivo previsto.
La velocità di commutazione del controller determina la velocità massima di acquisizione delle immagini a più lunghezze d’onda. I moderni controller RGB possono passare da un canale all’altro in microsecondi, consentendo l’acquisizione di tre immagini monocromatiche in sequenza con una frequenza di acquisizione limitata solo dalla telecamera. Per le ispezioni ad altissima velocità, l’uso di trigger LED sincronizzati combinati con una rapida esposizione della telecamera permette di ottenere frame rate effettivi superiori a 100 fps anche in modalità multicolore. I driver multicanale dedicati sono disponibili nel catalogo dei driver LED e dei controller elettronici RODER.
Gamma spettrale e limitazioni
L’illuminazione RGB commutabile copre solo la gamma visibile, con lunghezze d’onda discrete separate da circa 100 nm. Questa risoluzione spettrale grossolana è sufficiente per molti compiti di discriminazione, ma non può eguagliare la precisione dei sistemi multispettrali completi. Per le applicazioni che richiedono una risoluzione spettrale più fine, l’aggiunta dei canali ambra, ciano o Vicino Infrarosso espande la copertura spettrale con un costo aggiuntivo moderato.
Integrazione e limiti
Gli illuminatori RGB si integrano in modo identico agli apparecchi monocromatici o bianchi in tutte le configurazioni meccaniche standard. La principale fase di integrazione aggiuntiva è la configurazione del controllo dei canali, che richiede un controller RGB dedicato o un driver programmabile multicanale. Molti moderni controller di visione integrano il controllo dei canali RGB come caratteristica standard.
Il limite principale dell’Illuminatore RGB commutabile è il numero limitato di lunghezze d’onda. Le applicazioni che richiedono una risoluzione spettrale superiore a quella che possono fornire il rosso, il verde e il blu devono utilizzare sistemi multispettrali o iperspettrali completi. L’altra limitazione è l’efficienza leggermente ridotta di ogni singolo canale rispetto a un Illuminatore monocromatico dedicato, perché l’apparecchio RGB deve ospitare tre array di LED separati nello stesso corpo. Per le applicazioni che traggono vantaggio dalla selezione delle lunghezze d’onda e per le quali è sufficiente una risoluzione spettrale grossolana, l’illuminazione RGB commutabile offre un equilibrio ottimale tra flessibilità, costi e complessità di integrazione.
Illuminatori LED RGB commutabili Roder Vision
Roder Vision progetta illuminatori LED commutabili RGB specifici per l’applicazione con controllo indipendente dei canali per le applicazioni di visione industriale che richiedono la selezione della lunghezza d’onda in tempo reale e l’ispezione adattiva di più prodotti.
- Gruppi di anelli, barre e pannelli commutabili RGB specifici per ogni applicazione – Illuminatori LED personalizzati
- Sorgenti direzionali compatte commutabili RGB – Illuminatori LED Spot
L’ispezione con commutazione RGB richiede un controllo preciso della corrente per canale e la sincronizzazione della telecamera: il catalogo dei driver LED e dei controllori elettronici RODER comprende driver programmabili multicanale compatibili con i controllori di visione industriale e i PLC.