Éclairage diffus et spéculaire bimode depuis un seul appareil
- Dôme hémisphérique plus coaxial à séparateur de faisceau à 45° intégrés dans un même boîtier pour un fonctionnement à deux modes.
- Des prises de vue séquentielles dôme et coaxiale capturent sur la même cible le contraste complémentaire des textures diffuses et des détails spéculaires.
- Idéal pour les assemblages multi-matériaux, les produits imprimés complexes, les pièces automobiles combinant surfaces mates et brillantes.
- Commande d’intensité indépendante par canal pour des niveaux de signal équilibrés entre les modes.
- Commutation de mode inférieure à 100 μs permettant l’acquisition en modes alternés à plusieurs centaines d’images/s.
- Surcoût de 50 à 100 % par rapport aux appareils monomodes — justifié uniquement par un réel besoin d’inspection bimode.
Les éclairages combinés dôme et coaxial intègrent une lumière diffuse hémisphérique et une lumière spéculaire axiale dans un seul appareil, offrant deux modes d’éclairage complémentaires depuis la même position physique au-dessus de la cible inspectée. En alternant rapidement les deux modes, le système peut capturer des images diffuses et spéculaires de la même cible, en extrayant des informations complémentaires qu’aucune des deux configurations ne pourrait fournir seule. Cette approche hybride est la solution standard pour l’inspection d’assemblages multi-matériaux complexes et de surfaces réfléchissantes courbes.
Principe de fonctionnement de l’éclairage combiné
Un éclairage combiné dôme et coaxial intègre deux sources LED indépendantes dans un même boîtier. Les LED du dôme entourent l’ouverture de la caméra et dirigent leur émission vers le haut et vers l’extérieur, sur la surface intérieure d’un diffuseur hémisphérique, générant un éclairage « ciel couvert » sur la cible située en dessous. Les LED coaxiales sont montées sur le côté du boîtier et dirigent leur émission sur un séparateur de faisceau à 45 degrés aligné avec l’axe optique de la caméra, produisant un éclairage axial à travers le centre de l’ouverture du dôme. Les appareils combinés sont développés dans le cadre du portefeuille d’éclairages LED sur mesure.
Les deux modes d’éclairage peuvent être activés indépendamment ou simultanément. L’acquisition séquentielle sous chaque mode produit deux images de la même cible aux caractéristiques de contraste différentes : l’image dôme met en évidence la texture diffuse de la surface et supprime les reflets spéculaires, tandis que l’image coaxiale accentue les détails spéculaires et offre un contraste élevé sur les surfaces planes réfléchissantes. La combinaison des deux images, traitées conjointement, extrait davantage d’informations que chacune des images prise isolément.
Modes de synchronisation et d’acquisition
Les deux canaux d’éclairage sont commandés indépendamment par le driver LED, ce qui permet à l’intégrateur de sélectionner le mode adapté à chaque type de pièce ou d’alterner les modes pour une acquisition à deux images. La synchronisation avec la caméra garantit que chaque image correspond à un seul mode d’éclairage, sans chevauchement ni contamination croisée entre les modes. Les drivers multicanaux synchronisés font partie du catalogue RODER de drivers LED et contrôleurs électroniques.
Applications industrielles typiques
L’éclairage combiné dôme et coaxial est essentiel pour l’inspection d’assemblages multi-matériaux où différentes parties d’un même produit exigent des stratégies d’éclairage différentes ; le contrôle qualité de produits imprimés complexes combinant des zones imprimées planes et des éléments embossés ou courbes ; l’inspection de composants automobiles présentant à la fois des surfaces mates et brillantes dans le même assemblage ; la vérification d’emballages pharmaceutiques comportant des étiquettes imprimées et des revêtements réfléchissants ; la lecture de codes sur des cibles à surfaces multiples ; le contrôle qualité d’assemblages électroniques combinant pistes de circuit imprimé et composants montés ; et toute application où l’inspection complète requiert à la fois les modes d’éclairage diffus et spéculaire.
Critères de sélection et considérations de conception
L’intensité relative des canaux dôme et coaxial doit être équilibrée afin d’obtenir des niveaux de signal comparables dans les deux modes, ce qui simplifie l’algorithme de traitement d’image. Les éclairages combinés de qualité industrielle offrent une commande d’intensité indépendante pour chaque canal par gradation PWM ou à courant constant.
La géométrie du dôme doit être conçue pour préserver l’effet « ciel couvert » malgré la présence de l’optique d’éclairage coaxial au centre du dôme. Cela implique généralement un diamètre de dôme légèrement supérieur à celui d’un dôme pur de surface active équivalente, afin de compenser l’ouverture centrale occupée par le séparateur de faisceau et la LED coaxiale.
Vitesse de commutation et inspection multimode
Pour l’inspection multimode à haute cadence, la commutation entre les modes dôme et coaxial doit s’effectuer dans l’intervalle entre deux images de la caméra. Les contrôleurs de qualité industrielle prennent en charge des temps de commutation inférieurs à 100 microsecondes, ce qui permet d’alterner les images dôme et coaxiale à des cadences de plusieurs centaines d’images par seconde.
Intégration et limites
Les éclairages combinés dôme et coaxial s’intègrent comme des unités uniques avec deux drivers LED indépendants, généralement logés dans le même boîtier. L’encombrement mécanique est comparable à celui d’un dôme pur de dimensions équivalentes, avec en plus la matrice de LED coaxiales montée latéralement. L’intégration avec la caméra et le contrôleur de vision suit la même procédure que pour un éclairage monomode, avec en plus la configuration des deux canaux.
La principale limite de l’éclairage combiné est son coût, généralement supérieur de 50 à 100 pour cent à celui d’un éclairage monomode comparable. Le choix de l’éclairage combiné se justifie lorsque la tâche d’inspection tire réellement profit des deux modes ; pour les tâches ne nécessitant qu’un seul mode, l’éclairage dédié correspondant offre de meilleures performances par unité de coût. Des alternatives diffus-coaxial compactes sont disponibles dans la famille des éclairages LED flat dome pour les contraintes d’intégration à profil bas.
La seconde limite est la légère dégradation de chaque mode pris individuellement par rapport à un éclairage dôme ou coaxial dédié. Les contraintes géométriques du boîtier combiné introduisent de petits compromis dans chaque mode, qui ne deviennent perceptibles que dans les applications les plus exigeantes. Pour l’inspection générale, l’éclairage combiné offre des performances quasi équivalentes à celles des unités monomodes dédiées, avec en plus la flexibilité du fonctionnement bimode qu’aucune unité monomode ne peut égaler.
Éclairages LED combinés dôme et coaxial RODER Vision
RODER Vision conçoit des éclairages LED combinés dôme et coaxial spécifiques à l’application, avec commande indépendante des canaux, pour l’inspection en vision industrielle d’assemblages multi-matériaux et de produits à surfaces mixtes.
- Ensembles combinés dôme et coaxial spécifiques à l’application avec drivers à deux canaux — Éclairages LED sur mesure
- Alternative diffus-coaxial à profil bas pour les espaces d’intégration réduits — Éclairages LED flat dome
- Drivers synchronisés multicanaux à commutation de mode à la microseconde — Drivers LED et contrôleurs électroniques
Les installations bimodes exigent un câblage multicanal blindé pour une synchronisation fiable de la commutation des modes — le catalogue RODER comprend des câbles et des systèmes de fixation de qualité industrielle conçus pour les déploiements d’éclairage combiné.