Selección de la longitud de onda en tiempo real para la inspección adaptativa multiproducto
- Matrices de LED rojos, verdes y azules independientes con control de corriente o PWM por canal en un único dispositivo.
- La adquisición secuencial con una cámara monocroma produce información de color efectiva con un contraste optimizado por longitud de onda.
- Ideal para líneas multiproducto, códigos de colores mixtos, conjuntos multicolor que requieren la adaptación de la longitud de onda en tiempo real.
- La velocidad de conmutación de microsegundos permite la adquisición multicolor a más de 100 fps sincronizada con la exposición de la cámara.
- Calibración de canales necesaria para mantener el equilibrio de color frente a la temperatura, el envejecimiento y las variaciones entre unidades.
- Cobertura solo del visible con una resolución espectral gruesa de 100 nm; para tareas espectralmente exigentes es preferible el multiespectral completo.
Los iluminadores RGB conmutables combinan matrices de LED rojos, verdes y azules controladas de forma independiente en un único dispositivo, lo que permite seleccionar dinámicamente la longitud de onda de inspección en tiempo real. Esta capacidad permite sistemas de visión adaptativos que ajustan su iluminación al objeto específico presentado, optimizando el contraste pieza a pieza sin cambiar el hardware. La conmutación RGB es una alternativa más sencilla y económica a los sistemas multiespectrales completos, ampliamente utilizada en aplicaciones que manejan distintos tipos de piezas en la misma estación de inspección.
Principio de funcionamiento de la iluminación RGB conmutable
Un iluminador RGB conmutable integra tres matrices de LED independientes en las longitudes de onda roja (normalmente de 620 a 660 nm), verde (normalmente de 520 a 565 nm) y azul (normalmente de 450 a 470 nm). Cada canal de color está controlado por un controlador independiente de corriente constante o PWM, lo que permite ajustar la intensidad de cada canal de forma independiente de cero al máximo. Distintas combinaciones de canales producen distintos espectros de iluminación globales, desde rojo, verde o azul puros hasta blanco (todos los canales al máximo) y cualquier color intermedio.
Cuando se utiliza con una cámara monocroma, el iluminador RGB puede recorrer sus tres longitudes de onda en rápida sucesión, produciendo tres imágenes secuenciales que captan la respuesta del objeto en cada longitud de onda. La combinación de estas imágenes proporciona información de color efectiva sin necesidad de una cámara de color, y permite una selección de longitud de onda optimizada para cada tipo de pieza. Cuando se utiliza con una cámara de color, el iluminador RGB puede equilibrar la temperatura de color de la iluminación para adaptarla a la sensibilidad espectral del sensor o para realzar características de color específicas de la escena.
Control independiente y calibración de canales
Los tres canales deben calibrarse para garantizar una salida constante frente a las variaciones de temperatura, el envejecimiento y las diferencias entre unidades. La calibración de canales suele consistir en medir la salida de cada canal respecto a una referencia y aplicar factores de corrección en el driver. Sin calibración, el equilibrio de color del iluminador deriva con el tiempo y entre unidades, lo que puede afectar a la repetibilidad de las inspecciones sensibles al color.
Aplicaciones industriales típicas
La iluminación RGB conmutable se utiliza ampliamente para la inspección de líneas multiproducto en las que los distintos colores de las piezas requieren longitudes de onda de inspección diferentes; la lectura de códigos impresos sobre sustratos de color variable, donde la longitud de onda de contraste óptima cambia con el sustrato; la verificación de conjuntos multicolor en los que cada componente debe inspeccionarse a su longitud de onda óptima; el control de calidad de productos agrícolas y alimentarios en los que las características de color indican los grados de calidad; la inspección de productos farmacéuticos con envases codificados por colores; la verificación de soportes impresos multicolor; y cualquier aplicación en la que la longitud de onda de inspección deba adaptarse al objeto específico presentado al sistema. Los conjuntos RGB conmutables se desarrollan dentro de la cartera de iluminadores LED a medida, con drivers de control por canal del catálogo de accesorios RODER.
Criterios de selección y consideraciones de diseño
La intensidad de cada canal de color debe ser adecuada para la tarea de inspección. El canal azul suele tener la menor sensibilidad del sensor y puede requerir una mayor densidad de LED para compensarlo. El canal verde coincide con el pico de sensibilidad del sensor y es el más eficiente. El canal rojo ofrece una buena penetración en sustratos de color y una alta eficiencia. El equilibrio relativo entre canales debe especificarse en función de las características previstas del objeto.
La velocidad de conmutación del controlador determina la velocidad máxima de adquisición de la imagen multilongitud de onda. Los controladores RGB modernos pueden conmutar entre canales en microsegundos, lo que permite adquirir tres imágenes monocromas secuenciales a velocidades de fotogramas limitadas únicamente por la cámara. Para la inspección a muy alta velocidad, el disparo LED sincronizado combinado con una exposición rápida de la cámara permite velocidades efectivas superiores a 100 fps incluso en modo multicolor. En el catálogo RODER de drivers LED y controladores electrónicos hay disponibles drivers multicanal específicos.
Rango espectral y limitaciones
La iluminación RGB conmutable cubre solo el rango visible, con longitudes de onda discretas separadas aproximadamente 100 nm. Esta resolución espectral gruesa es suficiente para muchas tareas de discriminación, pero no puede igualar la precisión de los sistemas multiespectrales completos. Para aplicaciones que requieren una resolución espectral más fina, la adición de canales ámbar, cian o infrarrojo cercano amplía la cobertura espectral con un coste adicional moderado.
Integración y limitaciones
Los iluminadores RGB conmutables se integran de forma idéntica a los dispositivos monocromáticos o blancos en todas las configuraciones mecánicas estándar. El principal paso adicional de integración es la configuración del control de canales, que requiere un controlador RGB específico o un driver programable multicanal. Muchos controladores de visión modernos integran el control de canales RGB como función estándar.
La principal limitación de la iluminación RGB conmutable es el número limitado de longitudes de onda. Las aplicaciones que requieren una resolución espectral superior a la que pueden ofrecer el rojo, el verde y el azul deben recurrir a sistemas multiespectrales o hiperespectrales completos. La otra limitación es la eficiencia ligeramente reducida de cada canal individual en comparación con un iluminador monocromático dedicado, porque el dispositivo RGB debe alojar tres matrices de LED independientes en la misma carcasa. Para las aplicaciones que se benefician de la selección de longitud de onda en tiempo real y en las que basta una resolución espectral gruesa, la iluminación RGB conmutable ofrece el equilibrio óptimo entre flexibilidad, coste y complejidad de integración.
Iluminadores LED RGB conmutables RODER Vision
RODER Vision diseña iluminadores LED RGB conmutables específicos para cada aplicación, con control independiente de canales, para aplicaciones de visión industrial que requieren la selección de la longitud de onda en tiempo real y la inspección adaptativa multiproducto.
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