Éclairage diffus de type ciel couvert le long d’objets réfléchissants allongés
- Le tunnel diffusant à section carrée entoure l’objet sur quatre côtés avec une invariance longitudinale.
- La lumière arrive de toutes les directions visibles depuis chaque point, sur toute la longueur de l’objet.
- La caméra se monte en haut, sur le côté ou en bout selon la géométrie d’inspection.
- La section intérieure doit faire au moins 3 à 4 fois la plus grande dimension de l’objet.
- Géométrie dominante pour les bouteilles, flacons, canettes, profilés extrudés et emballages cylindriques.
- Variantes stroboscopiques et pour caméra linéaire pour l’inspection à grande vitesse sur convoyeurs en continu.
L’éclairage diffus continu à section carrée, couramment abrégé SCDI, étend l’effet de ciel couvert de l’éclairage en dôme à des objets allongés qui ne peuvent pas être inspectés à l’intérieur d’un dispositif hémisphérique. En enveloppant la zone d’inspection d’un tunnel diffusant à section carrée, ouvert à l’avant et à l’arrière, le SCDI fournit une lumière diffuse uniforme de tous les côtés sur toute la longueur d’un objet allongé tel qu’une bouteille en verre, un profilé métallique ou un récipient cylindrique.
Principe de fonctionnement du SCDI
Un dispositif SCDI se présente comme un tube à section carrée ou rectangulaire aux parois intérieures diffusantes, avec des LED montées à l’abri du regard et une ouverture pour la caméra en haut ou sur un côté. L’objet inspecté traverse le tunnel selon son axe longitudinal, recevant simultanément la lumière des quatre parois intérieures. La géométrie étant invariante le long de l’axe du tunnel, l’éclairage est identique en tout point de la longueur de l’objet, ce qui crée une condition d’inspection uniforme, indépendante de la position de l’objet dans le tunnel.
Les parois diffusantes sont généralement revêtues d’un matériau blanc à haute réflectance et forte diffusion, qui disperse l’émission des LED dans tout le volume intérieur. Le champ lumineux obtenu associe les caractéristiques angulaires d’un dôme hémisphérique (éclairage depuis toutes les directions visibles de chaque point de l’objet) à l’invariance longitudinale qu’exige l’inspection continue de pièces allongées.
Relation géométrique entre le tunnel et l’objet
La section du tunnel doit accueillir le plus grand objet prévu avec une marge suffisante pour conserver l’uniformité. Comme pour un dôme, les dimensions intérieures doivent faire au moins trois à quatre fois la dimension transversale maximale de l’objet inspecté. La longueur du tunnel détermine quelle portion de l’objet est éclairée uniformément à chaque instant ; elle est généralement choisie pour couvrir le champ de vision de la caméra avec une petite marge aux bords avant et arrière.
Applications industrielles typiques
Le SCDI est la géométrie d’éclairage dominante pour l’inspection de récipients cylindriques dans l’industrie des boissons, notamment les bouteilles en verre et en PET pour les défauts de surface, corps étrangers, niveau de remplissage et repérage de l’étiquette ; pour le contrôle qualité de canettes métalliques quant aux bosses, rayures, intégrité du sertissage et étiquettes imprimées ; pour l’inspection de flacons et seringues pharmaceutiques à la recherche de fissures, contaminations et anomalies dimensionnelles ; pour l’inspection de surface de profilés extrudés en aluminium, plastique et caoutchouc ; et pour le contrôle qualité de produits industriels allongés et réfléchissants, où un éclairage uniforme et sans ombre est requis sur toute la longueur de la pièce. Les dispositifs SCDI sont conçus comme des unités spécifiques à l’application au sein de la gamme d’éclairages LED sur mesure.
Critères de sélection et considérations de conception
La section du tunnel doit accueillir l’objet avec une marge suffisante et sa longueur doit couvrir le champ de vision de la caméra. La position de l’ouverture pour la caméra, en haut, sur un côté ou en bout de tunnel, détermine la géométrie d’inspection. Une caméra montée en haut, l’objet défilant latéralement, offre une compatibilité avec le balayage linéaire pour une inspection continue de type bande. Une caméra montée en bout, l’objet avançant selon l’axe du tunnel, permet l’imagerie à travers le tunnel de récipients cylindriques.
Le contenu spectral se choisit en fonction de l’objet. Les dispositifs SCDI blancs sont la norme pour l’inspection des couleurs d’emballages et d’étiquettes imprimées. Les versions monochromatiques, généralement rouges ou dans le proche infrarouge, sont privilégiées lorsqu’un filtre à bande étroite est utilisé sur la caméra pour rejeter la lumière ambiante, ou lorsque l’objet exige une longueur d’onde particulière pour optimiser le contraste.
Fonctionnement stroboscopique et compatibilité avec le balayage linéaire
Les dispositifs SCDI prennent en charge le fonctionnement stroboscopique, indispensable sur les lignes d’inspection à grande vitesse où les récipients défilent à plusieurs centaines par minute. Les impulsions stroboscopiques, synchronisées avec l’exposition de la caméra, figent le mouvement en quelques microsecondes et délivrent le flux de photons requis par les temps d’exposition courts. Les variantes SCDI compatibles avec le balayage linéaire intègrent un éclairage continu à haute intensité, adapté à la cadence d’acquisition de la caméra linéaire, qui assure un éclairage constant de la ligne active pendant que l’objet avance dans le tunnel.
Intégration et limites
La principale contrainte mécanique du SCDI est la nécessité de faire passer l’objet inspecté à travers le tunnel sans contact avec les parois intérieures, tout en conservant un positionnement constant par rapport à l’axe optique de la caméra. La conception du convoyeur et les guides doivent être coordonnés avec les dimensions du tunnel : toute vibration ou tout mauvais positionnement de l’objet dégrade l’uniformité de l’image.
Le SCDI est moins efficace que l’éclairage directionnel en termes d’utilisation des photons, car l’émission diffuse répartit la lumière dans toutes les directions. Pour les applications exigeant des temps d’exposition très courts sur des objets peu réfléchissants, il convient d’évaluer des géométries alternatives, telles que plusieurs éclairages à barre stroboscopiques ou des éclairages à panneau focalisés. Le SCDI reste le choix optimal lorsque l’objet est allongé, réfléchissant et tire parti de l’invariance longitudinale de l’éclairage, conditions courantes dans les secteurs des boissons, pharmaceutique et de l’emballage.
Éclairages SCDI et tunnel RODER Vision
RODER Vision conçoit des unités d’éclairage SCDI et tunnel spécifiques à l’application, pour l’inspection industrielle d’objets réfléchissants allongés dans les secteurs des boissons, pharmaceutique et de l’emballage. Chaque unité est dimensionnée selon les dimensions de l’objet, la vitesse du convoyeur et la géométrie d’inspection de la ligne de production concernée.
- Éclairage en tunnel diffusant à section carrée pour objets cylindriques et allongés — Éclairages LED sur mesure
- Alternatives avec éclairages à barre pour l’inspection à caméra linéaire de bandes et profilés en mouvement — Éclairages LED à barre
- Éclairage en transmission pour bouteilles et flacons transparents — Rétroéclairages LED
Pour les lignes d’inspection à grande vitesse exigeant un fonctionnement stroboscopique ou synchronisé avec le balayage linéaire, le catalogue RODER comprend des drivers LED et contrôleurs électroniques dédiés, compatibles avec les contrôleurs de vision et les automates.