Iluminación difusa y especular de doble modo desde un único dispositivo
- Cúpula hemisférica más coaxial con divisor de haz a 45° integrados en una única carcasa para el funcionamiento en dos modos.
- Las capturas secuenciales de cúpula y coaxial registran sobre el mismo objeto el contraste complementario de las texturas difusas y de los detalles especulares.
- Ideal para conjuntos multimaterial, productos impresos complejos, piezas de automoción que combinan superficies mates y brillantes.
- Control de intensidad independiente por canal para niveles de señal equilibrados entre modos.
- Conmutación de modo inferior a 100 μs que permite la adquisición en modos alternos a cientos de fps.
- Sobrecoste del 50–100 % respecto a los dispositivos de modo único — justificado solo por necesidades reales de inspección en doble modo.
Los iluminadores combinados de cúpula y coaxial integran luz difusa hemisférica y luz especular axial en un único dispositivo, proporcionando dos modos de iluminación complementarios desde la misma posición física sobre el objeto inspeccionado. Al alternar rápidamente entre los dos modos, el sistema puede capturar imágenes difusas y especulares del mismo objeto, extrayendo información complementaria que ninguna de las dos configuraciones podría ofrecer por sí sola. Este enfoque híbrido es la solución estándar para la inspección de conjuntos multimaterial complejos y superficies reflectantes curvas.
Principio de funcionamiento de la iluminación combinada
Un iluminador combinado de cúpula y coaxial integra dos fuentes LED independientes en una única carcasa. Los LED de la cúpula rodean la apertura de la cámara y dirigen su emisión hacia arriba y hacia fuera, sobre la superficie interior de un difusor hemisférico, generando una iluminación de tipo «cielo cubierto» sobre el objeto situado debajo. Los LED coaxiales están montados en el lateral de la carcasa y dirigen su emisión sobre un divisor de haz a 45 grados alineado con el eje óptico de la cámara, produciendo una iluminación axial a través del centro de la apertura de la cúpula. Los dispositivos combinados se desarrollan dentro de la cartera de iluminadores LED a medida.
Los dos modos de iluminación pueden activarse de forma independiente o simultánea. La adquisición secuencial en cada modo produce dos imágenes del mismo objeto con características de contraste diferentes: la imagen de cúpula resalta la textura difusa de la superficie y suprime los reflejos especulares, mientras que la imagen coaxial acentúa los detalles especulares y ofrece un alto contraste en superficies planas reflectantes. La combinación de las dos imágenes, procesadas conjuntamente, extrae más información que cualquiera de ellas por separado.
Modos de sincronización y adquisición
Los dos canales de iluminación se controlan de forma independiente mediante el driver LED, lo que permite al integrador seleccionar el modo adecuado para cada tipo de pieza o alternar entre modos para la adquisición de doble imagen. La sincronización con la cámara garantiza que cada imagen corresponda a un único modo de iluminación, sin solapamiento ni contaminación cruzada entre modos. Los drivers multicanal sincronizados forman parte del catálogo RODER de drivers LED y controladores electrónicos.
Aplicaciones industriales típicas
La iluminación combinada de cúpula y coaxial es esencial para la inspección de conjuntos multimaterial en los que distintas partes del mismo producto requieren estrategias de iluminación diferentes; el control de calidad de productos impresos complejos que combinan zonas impresas planas con elementos en relieve o curvos; la inspección de componentes de automoción que presentan superficies mates y brillantes en el mismo conjunto; la verificación de envases farmacéuticos con etiquetas impresas y recubrimientos reflectantes; la lectura de códigos en objetos de múltiples superficies; el control de calidad de conjuntos electrónicos que combinan pistas de PCB con componentes montados; y cualquier aplicación en la que la inspección completa requiera tanto el modo de iluminación difuso como el especular.
Criterios de selección y consideraciones de diseño
La intensidad relativa de los canales de cúpula y coaxial debe equilibrarse para obtener niveles de señal comparables en ambos modos, lo que simplifica el algoritmo de procesamiento de imagen. Los iluminadores combinados de calidad industrial ofrecen un control de intensidad independiente de cada canal mediante regulación PWM o de corriente constante.
La geometría de la cúpula debe diseñarse para mantener el efecto «cielo cubierto» a pesar de la presencia de la óptica de iluminación coaxial en el centro de la cúpula. Esto suele implicar un diámetro de cúpula ligeramente mayor que el de una cúpula pura de área activa equivalente, para compensar la apertura central ocupada por el divisor de haz y el LED coaxial.
Velocidad de conmutación e inspección multimodo
Para la inspección multimodo a alta velocidad, la conmutación entre los modos de cúpula y coaxial debe producirse dentro del intervalo entre fotogramas de la cámara. Los controladores de calidad industrial admiten tiempos de conmutación inferiores a 100 microsegundos, lo que permite alternar fotogramas de cúpula y coaxial a velocidades de cámara de varios cientos de fotogramas por segundo.
Integración y limitaciones
Los iluminadores combinados de cúpula y coaxial se integran como unidades únicas con dos drivers LED independientes, normalmente alojados en la misma carcasa. El volumen mecánico es comparable al de una cúpula pura de dimensiones equivalentes, con la adición de la matriz de LED coaxiales montada lateralmente. La integración con la cámara y el controlador de visión sigue el mismo procedimiento que para un iluminador de modo único, con la configuración adicional de los dos canales.
La principal limitación de la iluminación combinada es el coste, que suele ser entre un 50 y un 100 por ciento superior al de un iluminador de modo único comparable. La elección de la iluminación combinada está justificada cuando la tarea de inspección se beneficia realmente de ambos modos; para tareas que solo requieren un modo, el iluminador dedicado correspondiente ofrece un mejor rendimiento por unidad de coste. Existen alternativas difuso-coaxiales compactas dentro de la familia de iluminadores LED flat dome para restricciones de integración de perfil bajo.
La segunda limitación es la ligera degradación de cada modo individual respecto a un iluminador de cúpula o coaxial dedicado. Las restricciones geométricas de la carcasa combinada introducen pequeños compromisos en cada modo, que solo resultan perceptibles en las aplicaciones más exigentes. Para la inspección general, el iluminador combinado ofrece un rendimiento casi equivalente al de las unidades dedicadas de modo único, con la flexibilidad añadida del funcionamiento en doble modo que ninguna unidad de modo único puede igualar.
Iluminadores LED combinados de cúpula y coaxial RODER Vision
RODER Vision diseña iluminadores LED combinados de cúpula y coaxial específicos para cada aplicación, con control independiente de los canales, para la inspección en visión industrial de conjuntos multimaterial y productos de superficies mixtas.
- Conjuntos combinados de cúpula y coaxial específicos para cada aplicación con drivers de doble canal — Iluminadores LED a medida
- Alternativa difuso-coaxial de perfil bajo para espacios de integración reducidos — Iluminadores LED flat dome
- Drivers sincronizados multicanal con conmutación de modo al microsegundo — Drivers LED y controladores electrónicos
Las instalaciones de doble modo requieren un cableado multicanal apantallado para una sincronización fiable de la conmutación de modos — el catálogo de RODER incluye cables y sistemas de fijación de calidad industrial diseñados para instalaciones de iluminación combinada.