Éclairage cylindrique à 360 degrés pour l’inspection de pièces à symétrie de révolution
- Éclairage omnidirectionnel à 360 degrés émis radialement vers l’intérieur depuis les parois internes du cylindre.
- Élimine les ombres directionnelles sur les objets courbes, réfléchissants et à symétrie de révolution.
- Géométrie dominante pour les bouteilles, canettes, flacons, fixations filetées et arbres usinés.
- Les variantes cylindrique et à section carrée (SCDI) répondent respectivement aux objets à symétrie de révolution et aux objets réfléchissants allongés.
- Compatible avec les systèmes de manipulation rotatifs pour l’acquisition de toute la surface avec une seule caméra.
- Solution standard pour l’inspection en ligne de production dans le conditionnement des boissons, des produits pharmaceutiques et alimentaires.
Les éclairages tunnel sont des éclairages LED spécialisés qui entourent l’objet inspecté d’un éclairage cylindrique à 360 degrés, fournissant simultanément une lumière uniforme et sans ombre depuis toutes les directions. En émettant la lumière vers l’intérieur depuis les parois internes d’un tunnel cylindrique ou à section carrée, cette géométrie élimine les ombres directionnelles qui compliquent l’inspection des pièces à symétrie de révolution ou tridimensionnelles courbes telles que bouteilles, canettes, tubes, fixations filetées et arbres usinés.
Principe de fonctionnement des éclairages tunnel
Un éclairage tunnel est constitué de plusieurs matrices de LED montées sur la surface interne d’un cylindre creux ou d’un prisme à base carrée, l’émission étant dirigée vers l’intérieur, en direction de l’axe de la structure. L’objet inspecté est placé à l’intérieur du tunnel, où il reçoit de la lumière depuis toutes les directions azimutales simultanément. Cet éclairage à 360 degrés élimine la dépendance de l’image à l’orientation en rotation de la pièce et produit un éclairage uniforme sur toute surface visible par la caméra, quelles que soient sa courbure et son inclinaison.
Les parois internes du tunnel sont généralement revêtues d’un matériau diffusant ou d’une optique structurée qui répartit uniformément l’émission des LED sur toute la surface interne. Il en résulte un cylindre lumineux étendu plutôt que des LED ponctuelles distinctes, ce qui reproduit l’effet de ciel couvert d’un dôme hémisphérique, mais le long de l’axe d’un objet cylindrique ou à symétrie axiale.
Variantes cylindrique et à section carrée
Les éclairages tunnel cylindriques fournissent l’éclairage le plus symétrique et sont privilégiés pour l’inspection d’objets à symétrie de révolution tels que bouteilles, canettes et fixations filetées. Les éclairages tunnel à section carrée, souvent appelés tunnels à éclairage diffus continu, offrent une diffusion équivalente avec une construction mécanique plus simple et sont largement utilisés pour l’inspection d’objets réfléchissants allongés tels que profilés en aluminium, conteneurs en plastique et emballages métalliques.
Applications industrielles typiques
Les éclairages tunnel sont indispensables pour l’inspection de bouteilles en verre et en plastique à la recherche de défauts de surface, de corps étrangers et d’étiquettes ; pour le contrôle qualité de canettes métalliques à la recherche de bosses, de rayures et de l’intégrité du sertissage du couvercle ; pour la vérification de fixations filetées et d’arbres usinés, où le profil hélicoïdal du filetage doit être inspecté sous tous les angles ; pour l’inspection de flacons et de seringues pharmaceutiques à la recherche de fissures, de rayures et de contaminations ; pour le contrôle qualité d’emballages alimentaires cylindriques tels que canettes et bouteilles, pour l’intégrité de la fermeture et le repérage de l’étiquette ; et pour toute application où l’objet inspecté est à symétrie de révolution ou présente des éléments répartis sur plusieurs côtés.
Critères de sélection et considérations de conception
Le diamètre interne du tunnel doit dépasser le diamètre maximal de l’objet inspecté d’une marge suffisante pour permettre son libre passage sur le convoyeur et maintenir l’uniformité sur toute la surface. La longueur du tunnel détermine quelle partie de l’objet est éclairée à chaque instant et est généralement choisie pour couvrir tout le cycle d’inspection de la pièce lors de son passage dans le système.
L’ouverture optique à l’une ou aux deux extrémités du tunnel permet à la caméra de voir l’objet inspecté, par le dessus à travers un tunnel vertical, de côté à travers un tunnel horizontal, ou par une ouverture dédiée dans la paroi latérale. La conception de ces ouvertures doit préserver autant que possible la symétrie de l’éclairage, afin d’éviter des ombres locales qui compromettraient l’uniformité de l’image.
Le contenu spectral se choisit comme pour tout éclairage diffus. Les éclairages tunnel blancs sont la norme pour l’inspection des couleurs des emballages. Les versions monochromatiques en rouge ou dans le proche infrarouge sont privilégiées pour l’inspection de surface à fort contraste et pour le rejet de la lumière ambiante.
Intégration avec les systèmes rotatifs et multicaméras
Les éclairages tunnel sont fréquemment intégrés à des systèmes de manipulation rotatifs qui font tourner la pièce inspectée à l’intérieur du tunnel, permettant à une seule caméra d’acquérir plusieurs vues de toute la surface. Une autre solution consiste à disposer plusieurs caméras autour du tunnel pour acquérir toute la surface en un seul passage sans rotation de la pièce, ce qui simplifie la manipulation mécanique et réduit le temps de cycle.
Intégration et limites
La principale contrainte mécanique des éclairages tunnel est la nécessité de faire passer l’objet inspecté à travers le tunnel sans contact avec les parois internes. La conception du convoyeur, les outillages de positionnement et les systèmes de manipulation doivent être coordonnés avec les dimensions du tunnel, afin de garantir le passage fiable de chaque pièce. Pour des objets plus grands ou de forme irrégulière, la taille du tunnel peut devenir une contrainte d’intégration importante.
Les éclairages tunnel sont en outre moins efficaces que les éclairages directionnels en termes d’utilisation des photons, car l’émission diffuse répartit la lumière dans toutes les directions au lieu de la concentrer sur le chemin optique de la caméra. Cela les rend moins adaptés aux applications exigeant des temps d’exposition très courts à grande vitesse ; dans ces cas, il convient d’évaluer comme alternative plusieurs éclairages à barre stroboscopiques ou des éclairages à panneau focalisés.
Solutions RODER Vision d’éclairage tunnel et diffus
Les éclairages tunnel cylindriques et à section carrée pour l’inspection de pièces à symétrie de révolution sont généralement conçus comme des dispositifs spécifiques à l’application, dimensionnés en fonction de la géométrie de l’objet, du cycle d’inspection et de l’implantation de la ligne de production. RODER Vision développe ces solutions par son service de conception d’éclairages sur mesure, en intégrant les spécifications mécaniques, optiques et électroniques dans un dispositif unique de qualité OEM.
Découvrez les options de conception d’éclairages tunnel et les autres configurations dédiées sur la page Éclairages LED sur mesure. Pour les applications où une configuration hémisphérique diffuse (plutôt que totalement cylindrique) suffit, la famille Éclairages LED flat dome offre un éclairage coaxial diffus sur catalogue pour les objets réfléchissants et courbes, dans un dispositif compact et de faible hauteur.
Pour les installations comportant une manipulation rotative, une synchronisation multicaméras ou un fonctionnement pulsé, le catalogue RODER comprend également des drivers LED et contrôleurs électroniques dédiés ainsi que des câbles industriels et systèmes de fixation conçus pour l’intégration avec les contrôleurs de vision et les automates de machine.