Iluminación de visión para la inspección de vidrio y materiales transparentes

Iluminación de visión para vidrio y materiales transparentes

• La retroiluminación por transmisión revela burbujas internas, inclusiones y el nivel de llenado.
• La reflexión y el campo oscuro exponen arañazos y microdefectos.
• La iluminación de bordes y el SWIR encuentran grietas y contaminación oculta.
• La luz polarizada descubre la tensión interna antes de la rotura.
• Cubierto por las familias RODER Vision BL3, BL4, BL2 y BL1.

El vidrio y los materiales transparentes son la última frontera de la visión artificial. A diferencia de los objetos opacos, transmiten, refractan y polarizan la luz. Por lo tanto, una cámara de alta resolución por sí sola no es suficiente. En su lugar, el éxito depende de la estrategia de iluminación adecuada. Esta página explica las principales técnicas para la inspección de transparentes y enlaza con los productos RODER correspondientes.

Las expectativas son altas en todas las industrias. Por ejemplo, los viales farmacéuticos, los parabrisas de automoción y las lentes ópticas exigen cero defectos. Por consiguiente, la iluminación decide si un fallo crítico se detecta o se envía. Como resultado, la geometría, la longitud de onda y la polarización deben elegirse con cuidado.

Los desafíos únicos de la inspección de transparentes

El vidrio está diseñado para dejar pasar la luz. Por lo tanto, la iluminación frontal estándar es casi inútil. Además, tres problemas se repiten en cada pieza transparente. Específicamente, involucran la reflexión, el contraste y la refracción.

• Specular reflection: las superficies pulidas crean puntos calientes que ciegan al sensor.
• Low contrast: las burbujas claras y los arañazos comparten el color de fondo.
• Refracción: el vidrio curvado desvía la luz e imita falsos defectos.

Modo de transmisión: retroiluminación para defectos internos

El modo de transmisión es la configuración más común y efectiva. Aquí, un retroiluminador LED uniforme se sitúa directamente detrás del objeto. Por consiguiente, el sistema funciona por oclusión de luz. Por lo tanto, cualquier impureza interna destaca claramente.

A medida que la luz pasa a través del vidrio, una piedra, inclusión o burbuja la bloquea. Como resultado, el defecto aparece como una mancha oscura sobre un campo claro. A su vez, el software activa un rechazo instantáneo. Además, este es el método estándar para las comprobaciones del nivel de llenado y de contaminantes en alimentos y bebidas.

Modo de reflexión: revestimientos y arañazos superficiales

La transmisión mira a través del vidrio, pero la reflexión mira a la superficie. Por lo tanto, el modo de reflexión se adapta a revestimientos y arañazos finos que no atraviesan el espesor. Por ejemplo, las capas antirreflectantes e hidrofóbicas necesitan este enfoque.

La luz incide sobre la superficie a un ángulo elegido. Por consiguiente, la cámara captura el haz reflejado. Entonces, cualquier disrupción del revestimiento o arañazo altera el patrón. Como resultado, el defecto se muestra como un destello brillante o un vacío oscuro.

Campo oscuro para inclusiones y microburbujas

A veces los defectos son menores de 0,1 mm. En ese caso, la retroiluminación simple puede difuminarlos. Por lo tanto, la iluminación de campo oscuro es la mejor herramienta. Aquí la fuente se sitúa a un ángulo bajo, por lo que la luz directa no entra en el objetivo.

En un vidrio perfecto, la cámara ve una imagen negra. Sin embargo, una microburbuja o inclusión dispersa la luz hacia el objetivo. Como resultado, el defecto brilla intensamente contra un fondo completamente negro. Por consiguiente, este método destaca en la inspección óptica de alta precisión.

Iluminación de bordes para paneles de vidrio planos

Los paneles planos grandes se adaptan a la iluminación de bordes, también llamada iluminación lateral. Aquí, la luz se inyecta en el espesor del vidrio desde los lados. Debido a la reflexión interna total, la luz permanece atrapada dentro del panel.

Sin embargo, una grieta, astillamiento o marca grabada frustra esta reflexión. Por lo tanto, la luz escapa exactamente en ese punto. Como resultado, el defecto se ilumina intensamente. Por consiguiente, el sistema encuentra grietas estructurales que podrían causar la rotura.

SWIR y luz polarizada para fallos ocultos

Algunos defectos permanecen invisibles al ojo y a los sensores estándar. Por lo tanto, la tecnología de imagen por infrarrojo de onda corta funciona en el rango de 900 a 1700 nm. Por ejemplo, ve a través de plásticos que bloquean la luz visible. Además, detecta la humedad o los niveles de líquido a través de vidrios oscuros, y ciertos revestimientos reactivos al infrarrojo.

La tensión interna es otro riesgo oculto. Debido a que el vidrio es un líquido congelado, el enfriamiento rápido genera tensión. Por consiguiente, estas tensiones pueden fragmentar la pieza más tarde. Sin embargo, la luz polarizada las revela. Al colocar el vidrio entre polarizadores cruzados, la tensión aparece como franjas de colores. Como resultado, las piezas con alta tensión se rechazan antes del ensamblaje.

Productos de RODER Vision para esta aplicación

La inspección de transparentes se basa ante todo en retroiluminadores uniformes y estables. Por lo tanto, las cuatro series de retroiluminadores a continuación son las opciones recomendadas. Cada una ofrece una alta uniformidad, un control de corriente estable y carcasas robustas.

Serie BL3 — Retroiluminaciones robustas de alta uniformidad

Retroiluminador difuso robusto desde 100×100 hasta 500×500 mm con uniformidad de borde a borde. Por lo tanto, se adapta a la inspección por transmisión de botellas, viales y piezas transparentes. Disponible en blanco, azul, verde, rojo e infrarrojo.

Serie BL4 — Retroiluminaciones modulares de gran formato escalables

Retroiluminador de gran formato modular a partir de módulos de 100 mm, personalizable hasta 1000×1000 mm. Por consiguiente, cubre paneles de vidrio planos anchos con luz transmitida uniforme.

Serie BL2 — Retroiluminadores compactos con controlador integrado

Panel compacto desde 50×50 hasta 300×300 mm con controlador integrado y atenuación PWM. Por lo tanto, se adapta a las comprobaciones de bordes a nivel de subpíxel y de contaminantes en viales pequeños y lentes.

Serie BL1 — Retroiluminaciones de ultra alta intensidad

Matriz LED de alta densidad que ofrece una emisión luminosa muy alta. Por lo tanto, penetra en vidrios densos o teñidos para inspecciones por transmisión exigentes, con tecnología MCCD© y HTTM©.

Las comprobaciones de superficie, arañazos y tensiones necesitan otros modos. Por lo tanto, RODER también admite configuraciones de reflexión, campo oscuro y polarizadas. Para estas, utilice iluminadores anulares LED, iluminadores de barra LED y filtros ópticos y polarizadores dedicados. Más allá de las opciones del catálogo, RODER Vision proporciona soporte de ingeniería para SWIR y geometrías personalizadas. En la práctica, el modo adecuado convierte los defectos invisibles del vidrio en señales claras. Por lo tanto, defina primero el defecto y el material, y luego elija el iluminador correspondiente.

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