Iluminación para Visión Artificial de vidrio, plásticos y materiales transparentes
- Contraste natural débil debido a los materiales transparentes y semitransparentes.
- Defectos como grietas, inclusiones, burbujas y defectos en el recubrimiento.
- Las técnicas de retroiluminación, campo oscuro y las específicas de cada longitud de onda permiten recuperar el contraste.
- Los defectos internos y los superficiales requieren geometrías diferentes en la misma pieza.
- Cada Nota de Aplicación incluye enlaces a las páginas de productos y tecnología de RODER correspondientes.
Los materiales transparentes y semitransparentes son uno de los retos más difíciles de la Visión Artificial. Como la luz los atraviesa directamente, la iluminación frontal estándar genera un contraste débil y ambiguo. Además, la misma superficie transmite y refleja la luz a la vez, lo que complica las configuraciones sencillas. Por eso, normalmente se necesitan geometrías y Longitudes de Onda específicas. Este centro temático del sector presenta las tareas de inspección de Vidrio, Piezas de Plástico y Láminas Transparentes. Además, vincula cada Nota de Aplicación con la técnica recomendada y con los productos Roder Vision adecuados. En resumen, es el punto de partida para los ingenieros que se dedican a la iluminación de vidrio, PET, acrílico, policarbonato y láminas transparentes. Además, reúne todos los conocimientos del sector en un único lugar bien estructurado.
Por qué son complicados los materiales transparentes
El primer problema es el bajo contraste. Un defecto transparente dentro de una pieza transparente refleja muy poca luz. Por eso, casi desaparece bajo una iluminación normal. Así que la iluminación tiene que convertir el defecto en una señal clara u oscura que la cámara pueda detectar.
La transmisión es el segundo problema. La luz atraviesa el material, por lo que los reflejos provienen de varias superficies a la vez. Sin embargo, la Retroiluminación convierte este comportamiento en una ventaja. Al colocar la fuente detrás de la pieza, los defectos internos se ven como formas nítidas sobre un fondo brillante.
El reflejo en la superficie es el tercer problema. El plástico brillante y el cristal pulido crean reflejos especulares muy intensos. Como resultado, los arañazos y los defectos del recubrimiento pueden pasar desapercibidos debido a esos reflejos. Por eso, a menudo se incorporan al diseño técnicas como el campo oscuro, la difusión o la polarización.
Las principales tareas de inspección
Este sector agrupa varias tareas recurrentes. En primer lugar, la detección de defectos internos localiza grietas, inclusiones y burbujas en el interior del material. A continuación, la inspección de la superficie busca arañazos, defectos en el recubrimiento y contaminación. Además, los controles de integridad confirman que las piezas de plástico moldeadas estén completamente formadas.
El control dimensional es igual de importante. En este caso, la retroiluminación proporciona la silueta nítida que se necesita para medir piezas transparentes. Además, las comprobaciones de claridad y turbidez evalúan la calidad óptica de lentes y películas. Por último, la detección de cuerpos extraños localiza partículas atrapadas dentro de recipientes transparentes o líquidos.
El moldeo por inyección conlleva un problema específico. Las inyecciones incompletas dejan la cavidad parcialmente sin rellenar, lo que debilita la pieza. Como el material que falta cambia la forma en que pasa la luz, el campo oscuro deja ver claramente el defecto. Por eso, la inspección de la integridad de la pieza suele ser un requisito habitual en el moldeo.
Técnicas de iluminación recomendadas
Cada tarea se corresponde con una geometría concreta. Para detectar defectos internos y medir dimensiones, la iluminación por Retroiluminación ofrece la imagen más nítida y con mayor contraste. Para detectar arañazos y faltas de material, la iluminación de campo oscuro ilumina solo los defectos sobre un fondo oscuro. En superficies brillantes, la Iluminación Difusa evita los reflejos.
La Longitud de Onda abre nuevas posibilidades. Por ejemplo, el Infrarrojo de Onda Corta atraviesa algunos plásticos que bloquean la luz visible. Por el contrario, el ultravioleta puede provocar fluorescencia en recubrimientos y contaminantes. Por eso, el espectro se elige en función del material y del defecto.
La polarización completa el conjunto de herramientas. Como el cristal y los brillos generan reflejos polarizados, un polarizador y un analizador eliminan gran parte del deslumbramiento. Así, los defectos superficiales apenas perceptibles recuperan el contraste. Además, un controlador estable mantiene el brillo constante para conseguir umbrales repetibles.
Iluminadores VISIOTRONIX recomendados
Cuatro series de iluminadores cubren la mayoría de las tareas de inspección de vidrio, plásticos y materiales transparentes. La tabla siguiente enlaza cada una con su página de producto e indica la función que desempeña en la línea.
| Serie | Familia de iluminadores | Uso típico | |
|---|---|---|---|
 | Serie BL3 | Retroiluminadores LED | Luz transmitida que convierte las piezas transparentes en siluetas de alto contraste |
 | Serie DC2 | Iluminadores LED anulares | Luz de ángulo bajo que revela arañazos y defectos superficiales mediante campo oscuro |
 | Serie DC6 | Iluminadores LED anulares | Luz simétrica alrededor del objetivo para piezas transparentes redondas y curvas |
 | Serie DL5 | Iluminadores LED de panel | Luz directa de alta intensidad cuando la luz transmitida por sí sola no basta |
La mayoría de las tareas con materiales transparentes utilizan un conjunto específico de familias de iluminadores. Para detectar defectos internos y medir dimensiones, elige iluminadores LED de retroiluminación. Para crear un campo oscuro que resalte los defectos superficiales, usa iluminadores LED anulares de ángulo bajo o iluminadores LED en barra. Si necesitas longitudes de onda específicas o de alta precisión, plantéate usar iluminadores LED puntuales.
Cuando se necesita SWIR o UV, VISIOTRONIX suministra configuraciones personalizadas bajo pedido. Más allá de las opciones de catálogo, la empresa ofrece además soporte de ingeniería para geometrías OEM y personalizadas. En la práctica, la combinación adecuada de retroiluminación, campo oscuro y longitud de onda convierte un defecto invisible en una señal clara. Por tanto, partan de la nota de aplicación que corresponda a su tarea y sigan después los enlaces a las páginas de tecnología y de producto.
Materiales, velocidad y fiabilidad
Cada material se comporta de forma muy diferente. El vidrio, el PET, el acrílico y el policarbonato transmiten y reflejan la luz cada uno a su manera. Por eso, la configuración de la iluminación hay que ajustarla según el material y el defecto. Aun así, los principios básicos son los mismos en todo el sector.
La velocidad y la estabilidad son importantes, como siempre. Como muchos productos transparentes se procesan en líneas rápidas, la Iluminación Pulsada congela el movimiento y evita que se vean borrosos. Además, los controladores con corriente estabilizada mantienen el contraste constante durante turnos largos. Así, los defectos marginales se detectan de forma constante, en lugar de de forma intermitente. En la práctica, una breve prueba de Validación con muestras reales confirma cuál es la mejor configuración antes de ponerla en marcha.
Notas de Aplicación sobre vidrio, plásticos y materiales transparentes
Las siguientes notas de aplicación describen casos reales de inspección de materiales transparentes. En cada caso, la nota explica el problema, la iluminación recomendada y los productos de RODER relacionados.
Integralidad del moldeo por inyección
La iluminación de campo oscuro pone de manifiesto las piezas demasiado cortas y los detalles que faltan en los plásticos moldeados. Por eso, las piezas incompletas se descartan de forma fiable a la velocidad de producción.
Inspección de Vidrio y materiales transparentes
Las técnicas de retroiluminación, campo oscuro y SWIR (Infrarrojo de Onda Corta) permiten detectar inclusiones, grietas y burbujas. Así, los defectos del vidrio y el plástico transparentes se ven claramente.
Preguntas frecuentes
La iluminación por Retroiluminación suele ser la mejor opción. Como la fuente de luz está detrás de la pieza, las grietas internas, las inclusiones y las burbujas se ven claramente sobre un fondo brillante. Así, resulta fácil detectar incluso los defectos internos más sutiles.
La iluminación de campo oscuro funciona muy bien para las comprobaciones de integridad. La luz rasante solo resalta los bordes y el material que falta, por lo que se nota claramente si hay alguna cavidad sin rellenar. Por eso, las piezas defectuosas se descartan de forma fiable a la velocidad de producción.
El Infrarrojo de Onda Corta puede atravesar algunos plásticos que bloquean la luz visible. Por eso, permite ver estructuras internas, niveles de llenado y contaminantes que el ojo no puede detectar. Por eso, el SWIR (Infrarrojo de Onda Corta) es una opción muy útil para materiales transparentes difíciles de analizar.
El deslumbramiento se debe a los reflejos especulares polarizados. Un polarizador en la luz y un analizador cruzado en la lente eliminan gran parte de ese deslumbramiento. Así, los arañazos y los defectos del recubrimiento recuperan el contraste necesario para la inspección.
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Socio de integración de sistemas y sensores: www.roder.it
División de Visión Artificial RODER: www.visiotronix.com
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