Iluminación difusa de cielo cubierto a lo largo de objetos reflectantes alargados
- El túnel difusor de sección cuadrada rodea el objeto por cuatro lados con invariancia longitudinal.
- La luz llega desde todas las direcciones visibles para cada punto a lo largo de toda la longitud del objeto.
- La cámara se monta arriba, en un lateral o en el extremo según la geometría de inspección.
- La sección interior debe ser al menos 3 o 4 veces la mayor dimensión del objeto.
- Geometría dominante para botellas, viales, latas, perfiles extruidos y envases cilíndricos.
- Variantes estroboscópicas y para cámara lineal para la inspección a alta velocidad en transportadores continuos.
La iluminación difusa continua de sección cuadrada, abreviada habitualmente como SCDI, extiende el efecto de cielo cubierto de la iluminación de cúpula a objetos alargados que no pueden inspeccionarse dentro de un dispositivo hemisférico. Al envolver el área de inspección con un túnel difusor de sección cuadrada, abierto por delante y por detrás, la SCDI proporciona luz difusa uniforme desde todos los lados a lo largo de toda la longitud de un objeto alargado, como una botella de vidrio, un perfil metálico o un recipiente cilíndrico.
Principio de funcionamiento de la SCDI
Un dispositivo SCDI se construye como un tubo de sección cuadrada o rectangular con paredes interiores difusoras, LED montados en posiciones ocultas y una abertura para la cámara arriba o en un lateral. El objeto inspeccionado atraviesa el túnel a lo largo de su eje longitudinal y recibe luz de las cuatro paredes interiores a la vez. Como la geometría es invariante a lo largo del eje del túnel, la iluminación es idéntica en cada posición a lo largo de la longitud del objeto, lo que crea una condición de inspección uniforme que no depende de la posición del objeto dentro del túnel.
Las paredes difusoras suelen estar revestidas con un material blanco de alta reflectancia y alta difusión, que dispersa la emisión de los LED por todo el volumen interior. El campo luminoso resultante combina las características angulares de una cúpula hemisférica (iluminación desde todas las direcciones visibles para cada punto del objeto) con la invariancia longitudinal que exige la inspección continua de piezas alargadas.
Relación geométrica entre el túnel y el objeto
La sección del túnel debe alojar el objeto más grande previsto con margen suficiente para mantener la uniformidad. Como en una cúpula, las dimensiones interiores deben ser al menos tres o cuatro veces la dimensión transversal máxima del objeto inspeccionado. La longitud del túnel determina qué parte del objeto queda iluminada de forma uniforme en cada momento y suele elegirse para cubrir el campo de visión de la cámara con un pequeño margen en los bordes de entrada y salida.
Aplicaciones industriales típicas
La SCDI es la geometría de iluminación dominante para la inspección de recipientes cilíndricos en la industria de bebidas, incluidas botellas de vidrio y PET para defectos superficiales, cuerpos extraños, nivel de llenado y registro de la etiqueta; para el control de calidad de latas metálicas en cuanto a abolladuras, arañazos, integridad del engatillado y etiquetas impresas; para la inspección de viales y jeringas farmacéuticos en busca de grietas, contaminación y anomalías dimensionales; para la inspección superficial de perfiles extruidos de aluminio, plástico y caucho; y para el control de calidad de productos industriales alargados y reflectantes, donde se requiere una iluminación uniforme y sin sombras a lo largo de toda la longitud de la pieza. Los dispositivos SCDI se diseñan como unidades específicas para cada aplicación dentro de la gama de iluminadores LED a medida.
Criterios de selección y consideraciones de diseño
La sección del túnel debe alojar el objeto con un margen adecuado y su longitud debe cubrir el campo de visión de la cámara. La posición de la abertura para la cámara, arriba, en un lateral o en el extremo del túnel, determina la geometría de inspección. Una cámara montada arriba con el objeto desplazándose lateralmente ofrece compatibilidad con el barrido lineal para la inspección continua de tipo banda. Una cámara montada en el extremo, con el objeto avanzando a lo largo del eje del túnel, permite la captación de recipientes cilíndricos a través del túnel.
El contenido espectral se elige en función del objeto. Los dispositivos SCDI blancos son el estándar para la inspección del color de envases y etiquetas impresas. Las versiones monocromáticas, normalmente rojas o de infrarrojo cercano, son las preferidas cuando se utiliza un filtrado de banda estrecha en la cámara para rechazar la luz ambiente, o cuando el objeto requiere una longitud de onda concreta para optimizar el contraste.
Funcionamiento estroboscópico y compatibilidad con el barrido lineal
Los dispositivos SCDI admiten el funcionamiento estroboscópico, esencial en las líneas de inspección de alta velocidad donde los recipientes circulan a varios centenares por minuto. Los pulsos estroboscópicos, sincronizados con la exposición de la cámara, congelan el movimiento en microsegundos y aportan el flujo de fotones que exigen los tiempos de exposición cortos. Las variantes SCDI compatibles con el barrido lineal integran una iluminación continua de alta intensidad, ajustada a la frecuencia de adquisición de la cámara lineal, que garantiza una iluminación constante de la línea activa mientras el objeto avanza por el túnel.
Integración y limitaciones
La principal restricción mecánica de la SCDI es la necesidad de transportar el objeto inspeccionado a través del túnel sin contacto con las paredes interiores, manteniendo al mismo tiempo una posición constante respecto al eje óptico de la cámara. El diseño del transportador y las guías deben coordinarse con las dimensiones del túnel: cualquier vibración o error de posicionamiento del objeto degrada la uniformidad de la imagen.
La SCDI es menos eficiente que la iluminación direccional en cuanto al aprovechamiento de los fotones, porque la emisión difusa reparte la luz en todas las direcciones. Para las aplicaciones que requieren tiempos de exposición muy cortos sobre objetos de baja reflectancia conviene evaluar geometrías alternativas, como varios iluminadores de barra estroboscópicos o iluminadores de panel enfocados. La SCDI sigue siendo la opción óptima cuando el objeto es alargado, reflectante y se beneficia de la invariancia longitudinal de la iluminación, condiciones habituales en los sectores de bebidas, farmacéutico y de envasado.
Iluminadores SCDI y de túnel de RODER Vision
RODER Vision diseña unidades de iluminación SCDI y de túnel específicas para cada aplicación, para la inspección industrial de objetos reflectantes alargados en los sectores de bebidas, farmacéutico y de envasado. Cada unidad se dimensiona según las dimensiones del objeto, la velocidad del transportador y la geometría de inspección de la línea de producción concreta.
- Iluminación de túnel difuso de sección cuadrada para objetos cilíndricos y alargados — Iluminadores LED a medida
- Alternativas con iluminadores de barra para la inspección con cámara lineal de bandas y perfiles en movimiento — Iluminadores LED de barra
- Iluminación por transmisión para botellas y viales transparentes — Retroiluminadores LED
Para las líneas de inspección de alta velocidad que requieren funcionamiento estroboscópico o sincronizado con el barrido lineal, el catálogo RODER incluye drivers LED y controladores electrónicos dedicados, compatibles con los controladores de visión y los PLC.