Fascio LED focalizzato ad alta intensità per ispezioni concentrate
- Densità di fotoni superiore di un ordine di grandezza rispetto a sorgenti diffuse o estese sull’area dell’oggetto.
- Ottiche di collimazione, focalizzazione o proiezione di pattern per un controllo preciso di forma e divergenza del fascio.
- Configurazione standard per la lettura di codici a marcatura diretta (DPM) su substrati metallici incisi al laser o marcati a punti.
- Varianti UV per l’eccitazione della fluorescenza di adesivi, marcature di sicurezza e rivestimenti superficiali.
- Funzionamento impulsato e in overdrive per congelare il movimento con esposizioni ultrabrevi su linee ad alta velocità.
- Compatibile con il filtraggio passa-banda sulla telecamera per la reiezione della luce ambiente.
Gli illuminatori spot forniscono un’illuminazione LED concentrata e ad alta intensità, focalizzata su un’area piccola e ben definita. Combinando una sorgente LED ad alto flusso con ottiche di collimazione o focalizzazione, gli illuminatori spot raggiungono sull’oggetto densità di fotoni superiori di un ordine di grandezza rispetto a quelle ottenibili da sorgenti diffuse o estese. Questo li rende la geometria di riferimento per le applicazioni che richiedono il massimo rapporto segnale/rumore su una piccola regione di interesse, tra cui la lettura di codici su substrati poco contrastati, l’eccitazione della fluorescenza e l’ispezione focalizzata attraverso accessi ottici stretti.
Principio di funzionamento degli illuminatori spot
Un illuminatore spot è costituito da un singolo LED ad alto flusso o da un piccolo gruppo di LED ad alto flusso, abbinati a un assieme ottico di precisione che collima, focalizza o sagoma il fascio emesso. Le ottiche determinano la divergenza del fascio in uscita, che può andare da fortemente collimata (meno di 5 gradi), per le applicazioni che richiedono un’illuminazione uniforme su un campo ridotto, a moderatamente divergente (15-30 gradi), per un’illuminazione localizzata di uso generale.
Il profilo del fascio sull’oggetto dipende dalle ottiche. Un illuminatore spot collimato produce un fascio all’incirca uniforme, il cui diametro aumenta leggermente con la distanza di lavoro, mentre un illuminatore spot focalizzante converge a un minimo a una distanza di lavoro specifica e diverge oltre tale punto. La scelta tra i due dipende dal fatto che l’applicazione richieda invarianza rispetto alla distanza di lavoro oppure la massima intensità in un unico punto focale ben definito.
Illuminatori spot collimati, focalizzati e con pattern
Gli illuminatori spot collimati si usano per le applicazioni che richiedono un’intensità uniforme su un piccolo campo di ispezione a distanze di lavoro variabili. Gli illuminatori spot focalizzati, con un piano focale definito, sono preferiti per una concentrazione della luce simile a quella di un laser su un singolo punto dell’oggetto. Gli illuminatori spot con pattern proiettano una figura strutturata (croce, punto, linea o griglia) e si utilizzano per triangolazione, allineamento e ispezione basata su pattern.
Applicazioni industriali tipiche
Gli illuminatori spot sono ampiamente utilizzati per la lettura di codici a marcatura diretta su componenti metallici, dove il basso contrasto delle marcature incise al laser o a punti richiede un’illuminazione intensa e controllata; per l’ispezione a fluorescenza di adesivi, rivestimenti e marcature di sicurezza, dove gli illuminatori spot UV eccitano l’emissione e una telecamera nel visibile ne cattura la risposta; per l’ispezione attraverso accessi ottici stretti in spazi angusti o cavità; per l’ispezione in retroilluminazione di piccoli dettagli a distanze di lavoro molto elevate; per l’illuminazione mirata di singole regioni di interesse nei sistemi multicamera; e per qualsiasi applicazione in cui il campo di ispezione sia piccolo ma il requisito di densità di fotoni sia elevato.
Criteri di selezione e considerazioni progettuali
Il primo parametro da definire è la divergenza del fascio insieme alla distanza di lavoro. Un illuminatore spot collimato a grande distanza di lavoro preserva l’intensità ma illumina un’area più ampia; un illuminatore spot focalizzato alla distanza di lavoro corretta fornisce la massima densità di fotoni possibile, ma è sensibile agli scostamenti di fuoco. La stabilità meccanica della stazione di ispezione va valutata rispetto alla tolleranza focale delle ottiche scelte.
Il contenuto spettrale dell’illuminatore spot si sceglie con gli stessi criteri di qualsiasi illuminatore direzionale. I LED bianchi sono lo standard per la ripresa di uso generale. I LED monocromatici sono preferiti quando si abbinano a filtri a banda stretta sulla telecamera o quando l’oggetto richiede una lunghezza d’onda specifica per assorbimento o fluorescenza. Gli illuminatori spot UV sono essenziali per l’ispezione a fluorescenza di adesivi, marcature di sicurezza e rivestimenti superficiali che rispondono all’eccitazione ultravioletta.
Il funzionamento impulsato è semplice con gli illuminatori spot, perché il numero ridotto di LED consente impulsi molto brevi e ad alta corrente senza stress termico. Gli illuminatori spot strobati forniscono abitualmente intensità di picco diverse volte superiori al loro valore nominale in continuo, consentendo di congelare il movimento su trasportatori ad alta velocità.
Integrazione con i filtri ottici
Gli illuminatori spot vengono spesso abbinati a filtri passa-banda sull’obiettivo della telecamera per respingere la luce ambiente. La combinazione di un illuminatore spot monocromatico e di un filtro passa-banda abbinato può fornire immagini utilizzabili anche quando la stazione di ispezione è esposta a una luce ambiente intensa e non controllata proveniente da lampade fluorescenti a soffitto, luce solare o macchinari vicini.
Integrazione e limiti
Il limite principale degli illuminatori spot è la ridotta area illuminata. Per campi di ispezione più grandi di qualche centimetro gli illuminatori spot diventano inefficienti rispetto a illuminatori a barra, ad anello o a pannello, che distribuiscono il flusso di fotoni su un’area più estesa. L’uso di più illuminatori spot per coprire un campo più ampio è possibile, ma raramente conveniente.
Gli illuminatori spot generano inoltre un elevato calore locale alla giunzione del LED, il che richiede una gestione termica efficace per preservare la stabilità del flusso e la durata del LED. Gli illuminatori spot di qualità comprendono dissipatori o raffreddamento attivo per mantenere la temperatura di giunzione del LED entro limiti sicuri anche alla massima emissione in continuo.
Illuminatori LED spot RODER Vision
RODER Vision produce una linea dedicata di illuminatori LED spot per la visione artificiale industriale, progettati per un’illuminazione concentrata e ad alta intensità di piccole aree. La gamma risponde alle applicazioni che richiedono la massima densità di fotoni su una regione di ispezione localizzata, tra cui la lettura di codici a marcatura diretta, l’eccitazione della fluorescenza e l’ispezione focalizzata attraverso accessi ottici stretti.
Scopri la gamma di illuminatori spot nella pagina della famiglia Illuminatori LED spot. Per le applicazioni che richiedono configurazioni ottiche su misura, una sagomatura dedicata del fascio o un contenuto spettrale speciale (come l’UV per l’ispezione a fluorescenza), RODER Vision offre anche Illuminatori LED personalizzati progettati su requisiti OEM specifici.
Per le installazioni che prevedono funzionamento impulsato o in overdrive, reiezione della luce ambiente a banda stretta o un allineamento preciso del fascio, il catalogo RODER comprende anche driver LED e controller elettronici, filtri ottici e cavi industriali e sistemi di fissaggio dedicati.