Éclairage frontal direct

Éclairage frontal à LED pour l’inspection de surface, de texture et d’impression

• Géométrie frontale la plus polyvalente pour les surfaces coopératives mates et semi-mates.
• Révèle la texture de surface, les reliefs, les marques imprimées et les traces d’usinage avec un contraste directionnel.
• Angle d’incidence optimal entre 20° et 45° par rapport à l’axe optique.
• Configuration standard pour l’OCR, la lecture de codes 1D/2D, l’inspection de PCB et la vérification des emballages.
• Compatible avec la polarisation pour la suppression des reflets sur les plastiques brillants et les métaux revêtus.
• Couvert par les familles d’éclairages RODER Vision DL1, DL2, DL5, DL6 et DL8.

L’éclairage frontal direct est la géométrie d’éclairage la plus courante en vision industrielle. Ici, la source LED se situe du même côté que la caméra. De plus, le faisceau frappe la surface selon un angle qui équilibre la réflexion spéculaire et diffuse. En conséquence, il améliore la texture, les marques imprimées, les caractéristiques en relief et le relief sur les cibles coopératives. En résumé, cette page est la référence d’ingénierie pour la géométrie frontale directe. Elle lie également les familles d’éclairages RODER Vision à leurs applications typiques.

Principe de fonctionnement de l’éclairage frontal direct

Dans une configuration frontale directe, l’éclairage est monté à côté de la caméra. Le faisceau atteint ensuite la surface selon un angle modéré à élevé. Par conséquent, la lumière revient vers la caméra en fonction de la normale à la surface locale. Par conséquent, la luminosité de l’image code à la fois la réflectance et l’orientation en chaque point. Sur les surfaces mates, la réflexion est principalement diffuse, de sorte que l’image reste relativement plane. Pour cette raison, elle convient aux textes imprimés et aux marques bidimensionnelles. À l’inverse, sur les surfaces texturées, la lumière directe projette des ombres qui révèlent le relief.

L’angle entre l’éclairage et l’axe optique est la variable critique. Par exemple, de petits angles proches de l’alignement coaxial provoquent des reflets sur les surfaces spéculaires. Cependant, de grands angles proches de 90 degrés créent des conditions d’éclairage en champ sombre qui mettent en évidence les bords. En pratique, des angles compris entre 20 et 45 degrés conviennent à l’éclairage direct à usage général.

Éclairage frontal à source unique et distribué.

La lumière directe peut utiliser un seul panneau latéral, deux panneaux opposés ou un réseau à quatre côtés. La disposition à quatre côtés approche l’uniformité d’un éclairage annulaire ou d’un éclairage dôme. Par conséquent, le choix dépend de la symétrie des caractéristiques, de la tolérance aux ombres et de l’espace disponible.

Applications industrielles typiques

L’éclairage frontal direct convient à de nombreuses tâches de surface. Par exemple, il sert à l’OCR sur les étiquettes et à la lecture de codes 1D ou 2D sur des substrats plats. De plus, il prend en charge l’inspection de PCB, où les composants doivent être identifiés et vérifiés. Il couvre également le contrôle qualité des supports imprimés pour la couleur et le repérage. De plus, il vérifie les codes de date et de lot jet d’encre sur les emballages. Enfin, il révèle les marques de surface, les traces d’usinage et les défauts visibles sur les pièces métalliques.

Critères de sélection et considérations de conception

Tout d’abord, la zone d’émission doit couvrir l’intégralité du champ de vision sans chute sur les bords. Ensuite, la dispersion angulaire de la lumière définit l’équilibre entre le retour spéculaire et diffis. Cependant, une diffusion plus forte supprime les reflets mais réduit le contraste sur la texture tridimensionnelle.

Le contenu spectral dépend également de la cible. La lumière blanche est l’option par défaut pour la couleur et l’imagerie générale. À l’inverse, la lumière monochromatique est utile lorsque la caméra est monochrome et que la réflectance est connue. Par exemple, un éclairage rouge sur une marque verte maximise le contraste, car l’encre verte absorbe la lumière rouge.

Pour les lignes à grande vitesse, la lumière doit clignoter en synchronisation avec la caméra. Sinon, le fonctionnement continu provoque un flou de bougé au-delà de quelques centaines de millimètres par seconde. Par conséquent, le fonctionnement pulsé est essentiel sur les convoyeurs rapides.

Polarisation pour la suppression des reflets

Sur le plastique semi-brillant ou le métal revêtu, le reflet est un problème fréquent. Par conséquent, un polariseur linéaire sur la source et un analyseur croisé sur l’objectif sont utiles. Ensemble, ils coupent la composante spéculaire tout en préservant le signal de surface diffus. En conséquence, cette combinaison est l’un des perfectionnements les plus efficaces pour l’éclairage frontal direct.

Intégration et limites

L’éclairage frontal direct est intrinsèquement directionnel. Par conséquent, les caractéristiques parallèles à l’axe projettent des ombres fortes, tandis que les caractéristiques perpendiculaires peuvent disparaître. Cependant, plusieurs sources à des angles différents réduisent cet effet. En contrepartie, elles ajoutent des exigences de câblage, de synchronisation et d’espace.

Sur le métal poli ou le verre, la lumière directe crée facilement des points chauds saturés. Dans ces cas, les géométries coaxiales, dôme ou en champ sombre fonctionnent mieux. Néanmoins, l’éclairage frontal direct reste l’option la plus flexible et la moins coûteuse pour les cibles mates et semi-mates. Pourtant, ce n’est pas la solution universelle que les débutants supposent souvent.

Éclairages LED RODER Vision pour l’éclairage frontal direct

RODER Vision développe des familles complémentaires de barres et de panneaux pour l’éclairage frontal direct. Les barres lumineuses conviennent aux implantations allongées et à angle réglable. À l’inverse, les panneaux d’éclairage couvrent des champs carrés ou rectangulaires avec un éclairage frontal uniforme. Par conséquent, les cinq séries ci-dessous sont les choix recommandés.

Série DL1 — Barres lumineuses à LED à haute intensité

Barre à LED haute intensité avec optique intégrée pour un éclairage frontal à une, deux ou quatre barres. De plus, elle offre la gestion HTTM©, un driver interne à source de courant, un connecteur M8 et un test de 48 heures.

Série DL2 — Éclairages matriciels à LED en barre

Matrice de barres à LED pour l’éclairage direct et l’inspection optique automatisée. Par conséquent, elle convient à l’OCR, à la lecture de codes et aux contrôles de surface sur des pièces industrielles planes. Made in Italy.

Série DL5 — Panneaux à LED modulaires à haute intensité

Panneau modulaire à haut flux à partir de tuiles de 100 mm, avec objectifs interchangeables focalisants ou diffus. De plus, il offre la stabilisation MCCD©, la gestion HTTM© et un montage par rainure en T.

Série DL6 — Panneaux matriciels à LED à haute densité

Panneau matriciel à LED modulaire à haute intensité avec driver MCCD© et technologie HTTM©. Par conséquent, il offre une couverture frontal uniforme pour l’inspection et la mesure dimensionnelle.

Série DL8 — Panneaux à LED OEM à très haute densité

Panneau matriciel à LED OEM modulaire à très haute densité avec technologie MCCD© et HTTM©. Par conséquent, il convient à l’inspection à grande vitesse, au guidage de robots et à la mesure dimensionnelle de précision.

Certaines installations nécessitent également un contrôle des reflets ou un fonctionnement pulsé. De plus, le catalogue propose des filtres optiques et des polariseurs, des drivers pour LED et des contrôleurs, ainsi que des câbles industriels et des systèmes de fixation.

Éclairage frontal direct dans des applications réelles

Les notes suivantes montrent comment les éclairages frontaux directs de RODER Vision fonctionnent sur de réelles lignes de production. Dans chaque cas, la configuration découle de la tâche d’inspection.

Inspection de l’électronique et des PCB

L’éclairage frontal directionnel révèle les joints de soudure, la présence de composants et les défauts de trace sur les cartes. Par conséquent, il donne à l’inspection optique le contraste de surface dont elle a besoin.

Positionnement des composants et pick-and-place

Un éclairage frontal uniforme donne aux robots un contraste stable pour le pattern matching. En conséquence, la reconnaissance et le positionnement des composants restent précis sur les lignes d’assemblage rapides.

Lecture de codes et OCR

Avec un réglage correct de la vitesse d’obturation, l’éclairage frontal produit des textes et des codes-barres nets. Par conséquent, l’OCR et la lecture de codes 1D ou 2D restent fiables sur les substrats en mouvement.

Inspection des étiquettes et des codes de date

L’éclairage frontal vérifie la qualité d’impression, le repérage et les codes de date jet d’encre. De plus, il expose les plis et les caractères manquants pour des contrôles d’emballage fiables.

Inspection de surface dans le secteur automobile

Souvent associé à la polarisation, l’éclairage frontal met en évidence les rayures, les cordons de soudure et les défauts de peinture. Par conséquent, il prend en charge une inspection de surface automobile répétable.

Guidage de robots sur convoyeurs

Les barres à LED éclairent les bandes en mouvement de manière uniforme. En conséquence, les systèmes de guidage de robots localisent et orientent les pièces avec précision pour le prélèvement automatisé.

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