La inspección de etiquetas es una etapa crítica del control de calidad en prácticamente todas las líneas de envasado de productos de consumo. Las etiquetas contienen información obligatoria del producto, como listas de ingredientes, declaraciones de alérgenos, números de lote, fechas de caducidad y marcados normativos. Cualquier error en la etiqueta (texto faltante, dígitos transpuestos, código de barras erróneo, pliegue, arruga, burbuja o desalineación) puede desencadenar retiradas de producto, incumplimientos normativos o problemas de seguridad para el consumidor.
Los sistemas de visión artificial ofrecen una inspección de etiquetas en línea del 100 % a la máxima velocidad de producción. El rendimiento de estos sistemas depende por completo de la calidad de la imagen que genera la iluminación. La iluminación difusa es el punto de partida para la mayoría de las tareas de inspección de etiquetas, ya que elimina los reflejos especulares y las sombras que dificultan la captura de la superficie de la etiqueta bajo iluminación directa. Seleccionar la combinación adecuada de geometría de iluminación y longitud de onda es la clave para una detección fiable en la amplia gama de materiales, acabados y tipos de defectos de etiquetas que se encuentran en producción.
Por qué las superficies de las etiquetas son difíciles de iluminar
Las etiquetas se aplican sobre superficies curvas, cilíndricas o irregulares. El propio material de la etiqueta puede ser papel, film, lámina metálica o un laminado de varios materiales. La impresión puede ser flexográfica, offset, digital o por transferencia térmica. El acabado puede ser mate, brillante, satinado o metalizado. Cada combinación de superficie, material y acabado presenta propiedades ópticas diferentes que condicionan la respuesta de la etiqueta a la iluminación.
Las etiquetas brillantes generan fuertes reflejos especulares bajo iluminación directa. Dichos reflejos crean puntos brillantes en la imagen de la cámara que saturan el sensor e imposibilitan la lectura del texto o la verificación de la impresión en la zona afectada. Las etiquetas de lámina metálica y metalizadas son aún más problemáticas: toda la superficie de la etiqueta actúa como un espejo bajo iluminación directa, produciendo una imagen que casi no contiene información útil sobre el contenido de la etiqueta.
¿Quieres ayuda para elegir el producto?
Las etiquetas de papel mate y sin estucar generan menos reflejos especulares, pero se ven afectadas por sombras y gradientes bajo una iluminación no uniforme. Cualquier variación en la intensidad de iluminación a lo largo del campo de visión crea variaciones aparentes de densidad en la imagen que los algoritmos de procesamiento de imágenes pueden interpretar erróneamente como defectos de impresión.
Iluminación difusa para la inspección de etiquetas
La iluminación difusa distribuye la luz sobre un gran ángulo sólido, iluminando la superficie de la etiqueta desde múltiples direcciones simultáneamente. Esto reduce drásticamente la intensidad de cualquier reflejo especular individual, ya que la energía reflejada se dispersa en muchas direcciones en lugar de concentrarse en un único ángulo especular. El resultado es una imagen mucho más uniforme de la superficie de la etiqueta, independiente de pequeñas inclinaciones de la superficie o variaciones de curvatura.
Iluminación de cúpula plana para etiquetas planas y ligeramente curvas
Los iluminadores de cúpula plana proporcionan una iluminación difusa desde una fuente de gran superficie. La luz sale a través de un panel difusor que produce un campo de iluminación uniforme y omnidireccional. Para etiquetas planas y etiquetas en superficies de baja curvatura, la iluminación flat dome ofrece la iluminación de fondo más uniforme disponible desde una fuente frontal. Los valores de uniformidad de los iluminadores flat dome RODER Vision de la serie FD superan el 90 % en el área activa, manteniendo una calidad de imagen constante en toda la etiqueta.
Iluminación anular para envases cilíndricos
Las etiquetas en envases cilíndricos como botellas, latas y tubos se inspeccionan con un iluminador anular centrado en el eje del envase. La geometría anular proporciona iluminación desde todas las direcciones azimutales simultáneamente, lo que compensa la curvatura de la superficie de la etiqueta. Cada punto de la superficie de la etiqueta cilíndrica recibe luz de al menos algunos de los LED del anillo en un ángulo cercano a la incidencia normal, ofreciendo una imagen relativamente uniforme a lo largo de la curvatura del envase.
Para etiquetas en botellas, se utiliza un iluminador anular con un diámetro interior grande para que la botella quepa dentro del anillo. El anillo se coloca a una altura que lo centra en la zona de la etiqueta. Para la inspección rotativa a alta velocidad de envases cilíndricos, se ubican varios iluminadores anulares alrededor de la circunferencia de una rueda de estrella o mesa giratoria para inspeccionar todas las caras de la etiqueta en una sola pasada.
Detección de errores de impresión y texto faltante
La detección de errores de impresión compara la imagen de la etiqueta capturada por la cámara con una imagen de referencia o una descripción paramétrica del contenido esperado. Las tareas de inspección incluyen confirmar la presencia y posición de todos los elementos impresos, leer datos variables como números de lote y fechas de caducidad, verificar la simbología y legibilidad de códigos de barras, y detectar defectos de calidad de impresión como rayas, vacíos, borrones y cambios de color.
Selección de longitud de onda para el contraste de impresión
La longitud de onda de la iluminación determina el contraste entre los diferentes colores de tinta y el fondo de la etiqueta. Para tinta negra sobre etiquetas blancas o de color claro, cualquier longitud de onda visible proporciona un contraste adecuado. Para tintas de color, el contraste depende de la relación entre el color de la tinta y la longitud de onda de la iluminación.
Un iluminador rojo atenúa la tinta roja y aumenta el contraste de la tinta azul y verde sobre un fondo blanco. Un iluminador azul atenúa la tinta azul y aumenta el contraste de las tintas roja y amarilla. Cuando una misma cámara debe leer tinta negra, tinta de color y códigos de barras en una sola etiqueta, la iluminación blanca proporciona un contraste de referencia razonable para todos los colores. Cuando se debe inspeccionar un color de tinta específico con el máximo contraste posible, se prefiere un iluminador de longitud de onda única adaptado al color complementario de la tinta.
Iluminación UV para características de seguridad y autenticación
Muchas etiquetas incorporan características de seguridad fluorescentes a la luz UV que permanecen invisibles bajo luz blanca. Estas incluyen tintas, fibras y recubrimientos reactivos a la radiación UV que fluorescen fuertemente bajo iluminación ultravioleta a 365 nm o 395 nm. La inspección por visión artificial con iluminación UV permite confirmar la presencia y posición de estas características de seguridad. Se utiliza en la inspección de etiquetas farmacéuticas, autenticación de productos de alto valor y protección de marca.
Detección de pliegues y arrugas
Los pliegues y arrugas en las etiquetas son defectos mecánicos causados por una aplicación incorrecta de la etiqueta, una tensión inadecuada de la etiqueta durante la aplicación o defectos en el material de la etiqueta. Distorsionan el aspecto de la etiqueta y pueden hacer que la información impresa resulte difícil o imposible de leer. En aplicaciones farmacéuticas y alimentarias, una etiqueta con pliegues puede incumplir los requisitos normativos de legibilidad de la información obligatoria.
Detección de pliegues basada en sombras
Los pliegues y arrugas son deformaciones tridimensionales de la superficie. Proyectan sombras bajo iluminación direccional y aparecen como líneas brillantes bajo iluminación de campo oscuro con incidencia rasante. El enfoque más eficaz para la detección de pliegues combina dos modos de iluminación: iluminación difusa para la verificación de la impresión e iluminación direccional de bajo ángulo para la detección de pliegues y arrugas. Las dos imágenes se capturan por separado mediante disparo estroboscópico y se analizan con algoritmos de inspección independientes.
Bajo una iluminación de bajo ángulo de 10° a 20° respecto a la horizontal, un pliegue de solo 0,1 mm de altura en una etiqueta plana proyecta una sombra de 0,3 a 0,6 mm de longitud. Esa sombra es detectada fácilmente por el algoritmo de inspección. La altura mínima de pliegue detectable depende del ángulo de iluminación y del tamaño de píxel del sistema de cámara. Para la inspección de etiquetas de alta resolución, se pueden detectar pliegues de tan solo 50 micrómetros de altura con la iluminación de bajo ángulo adecuada.
Verificación de presencia y posición de la etiqueta
Antes de poder verificar el contenido impreso, el sistema debe confirmar que la etiqueta está presente y correctamente posicionada sobre el producto. La detección de presencia de etiqueta se realiza habitualmente con un iluminador anular o un iluminador matricial que proporciona iluminación frontal. La superficie no etiquetada del envase presenta una reflectancia o color diferente al de la zona etiquetada, y esa diferencia es detectada mediante un umbral de brillo o color en la imagen.
La medición de la posición de la etiqueta comprueba que esta se aplique dentro de la tolerancia de posición permitida. Se mide a partir de las coordenadas de imagen de los bordes de la etiqueta. Cualquier desvío sistemático en la posición de la etiqueta indica un problema en el aplicador de etiquetas o en la tensión de avance de la banda. El sistema de inspección genera una señal de corrección que se puede retroalimentar al controlador del aplicador de etiquetas para su ajuste automático.
Verificación de códigos de barras y datamatrix
Cada sistema de inspección de etiquetas para productos serializados debe verificar la legibilidad y el contenido de los códigos de barras y códigos datamatrix. La legibilidad de un código de barras depende de la calidad de impresión, el contraste entre barras y espacios, la precisión del ancho de barra y la ausencia de vacíos, borrones o sangrado de tinta.
La iluminación difusa procedente de un iluminador anular o de cúpula plana (flat dome) suele ser suficiente para la verificación de códigos de barras en etiquetas de papel y film. Para etiquetas de lámina metálica o metalizadas en las que el código de barras está gofrado o estampado en caliente, puede requerirse una combinación de iluminación difusa y direccional para lograr el contraste suficiente para una lectura fiable del código de barras. Los iluminadores RODER Vision de la serie DL6 con ajustes de ángulo regulables permiten adaptar la geometría de iluminación al material específico del sustrato del código de barras.
Productos y tecnologías
Familias de iluminadores RODER Vision para la inspección de etiquetas
Las siguientes familias de productos RODER Vision se adaptan a la detección de presencia de etiquetas, verificación de impresión, detección de pliegues y lectura de códigos de barras en líneas de envasado.
FD2 – Iluminadores LED de cúpula plana
Iluminación difusa para etiquetas planas y de baja curvatura. Elimina los puntos brillantes en etiquetas de film y lámina metálica. Fondo uniforme para verificación de impresión e inspección de color.
DC6 — Anillo LED de alta densidad.
Iluminación anular para la inspección de etiquetas en envases cilíndricos. Compensación de la curvatura de la superficie. Multilongitud de onda para la optimización del contraste de color de las tintas. Compatible con modo estroboscópico.
DL6 – Matriz LED de alta densidad
Iluminación matricial directa para la lectura de códigos de barras y datamatrix en etiquetas gofradas o metálicas. Estabilidad térmica HTTM. Opción UV para la verificación de características de seguridad fluorescentes.
DL5 – Matriz LED de Alta Intensidad
Alta intensidad de pico en ángulos bajos para la detección de pliegues y arrugas en etiquetas. La iluminación con incidencia rasante revela deformaciones superficiales invisibles bajo iluminación difusa.
Preguntas frecuentes
La iluminación difusa distribuye la luz sobre un gran ángulo sólido, eliminando los puntos brillantes en superficies de etiquetas brillantes, de film y metálicas. Proporciona un fondo de imagen uniforme e independiente de pequeñas curvaturas o inclinaciones de la superficie, por lo que el contenido impreso, los textos y los códigos de barras permanecen uniformemente visibles en toda el área de la etiqueta, independientemente del acabado o de la curvatura del envase.
Para tinta negra sobre fondos claros, funciona cualquier longitud de onda visible. Para tintas de color, utilice una longitud de onda complementaria al color de la tinta para obtener el máximo contraste: iluminación roja para tinta azul y verde, iluminación azul para tinta roja y amarilla. La iluminación blanca se utiliza cuando una sola cámara debe verificar varios colores de tinta en la misma etiqueta. La iluminación UV a 365-395 nm revela características de seguridad fluorescentes invisibles bajo luz blanca.
La iluminación direccional de bajo ángulo a 10 a 20 grados respecto a la horizontal es la técnica más eficaz para la detección de pliegues y arrugas. El pliegue proyecta una sombra larga bajo luz con incidencia rasante que resulta fácil de detectar. La mayoría de los sistemas de inspección de etiquetas utilizan un iluminador independiente de bajo ángulo con disparo estroboscópico para la detección de pliegues y un iluminador difuso para la verificación del contenido impreso, capturando las dos imágenes en secuencia.
Un iluminador anular centrado en el eje del envase proporciona iluminación desde todas las direcciones azimutales simultáneamente, compensando la curvatura de la superficie de la etiqueta. Para la inspección rotativa a alta velocidad, varios iluminadores anulares colocados alrededor de una rueda de estrella o mesa giratoria inspeccionan todas las caras de la etiqueta cilíndrica en una sola pasada. El disparo estroboscópico sincroniza la exposición con la posición del envase.
En la mayoría de los casos, sí. Un iluminador de cúpula plana o anular que proporcione iluminación difusa se adapta tanto a la verificación del contenido impreso como a la lectura de códigos de barras en etiquetas de papel y film. Para etiquetas de lámina metálica o gofradas donde el código de barras es difícil de leer bajo iluminación puramente difusa, puede ser necesario un iluminador direccional adicional para elevar el contraste del código de barras, activado de forma independiente de la fuente difusa.
Contactos e información
Contacto para información general: info@roder.it
Socio de integración de sistemas y sensores: www.roder.it
División de Visión Artificial RODER: www.visiotronix.com
División de Instrumentos RODER: www.innovacheck.com
Más información sobre VISIOTRONIX: quiénes somos
La información de este sitio web se proporciona únicamente con fines informativos. Aunque ha sido preparada con el mayor cuidado, no constituye una oferta contractual ni un compromiso vinculante de suministro. Puede contener errores de transcripción, traducción o tipográficos. Para obtener información precisa y actualizada, póngase en contacto directamente con nuestra empresa.
Tenga en cuenta: Algunas imágenes de este sitio web han sido generadas intencionadamente mediante Inteligencia Artificial (IA). Esto se debe al hecho de que, para muchas aplicaciones y proyectos, no es posible divulgar fotografías de la instalación o sistema real debido a acuerdos de confidencialidad, cláusulas contractuales y acuerdos de no divulgación (NDA).
Related topics :
Detección de grietas en botellas de vidrio mediante retroiluminación difusa
Iluminadores LED para logística y e-commerce: dimensionamiento, clasificación e inspección de etiquetas
Inspección de bordes y perfiles de componentes de madera con retroiluminación LED
Iluminación de visión artificial para la inspección de vidrio y materiales transparentes
Iluminación intensa con iluminadores LED de barra para el escaneo de paquetes sobredimensionados en cintas transportadoras de logística