Illuminazione cilindrica a 360 gradi per l’ispezione di oggetti a simmetria di rotazione
- Illuminazione omnidirezionale a 360 gradi emessa radialmente verso l’interno dalle pareti interne del cilindro.
- Elimina le ombre direzionali su oggetti curvi, riflettenti e a simmetria di rotazione.
- Geometria dominante per bottiglie, lattine, flaconi, elementi di fissaggio filettati e alberi lavorati.
- Le varianti cilindrica e a sezione quadrata (SCDI) rispondono rispettivamente a oggetti a simmetria di rotazione e a oggetti riflettenti allungati.
- Compatibile con i sistemi di movimentazione rotativi per l’acquisizione dell’intera superficie con una sola telecamera.
- Soluzione standard per l’ispezione in linea di produzione nel confezionamento di bevande, prodotti farmaceutici e alimentari.
Gli illuminatori a tunnel sono illuminatori LED specializzati che circondano l’oggetto ispezionato con un’illuminazione cilindrica a 360 gradi, fornendo una luce uniforme e priva di ombre simultaneamente da ogni direzione. Emettendo luce verso l’interno dalle pareti interne di un tunnel cilindrico o a sezione quadrata, questa geometria elimina le ombre direzionali che complicano l’ispezione di pezzi a simmetria di rotazione o tridimensionali curvi, come bottiglie, lattine, tubi, elementi di fissaggio filettati e alberi lavorati.
Principio di funzionamento degli illuminatori a tunnel
Un illuminatore a tunnel è costituito da più matrici di LED montate sulla superficie interna di un cilindro cavo o di un prisma a base quadrata, con l’emissione diretta verso l’interno, in direzione dell’asse della struttura. L’oggetto ispezionato viene posto all’interno del tunnel, dove riceve luce simultaneamente da tutte le direzioni azimutali. Questa illuminazione a 360 gradi elimina la dipendenza dell’immagine dall’orientamento rotazionale del pezzo e produce un’illuminazione uniforme su qualsiasi superficie visibile alla telecamera, indipendentemente da curvatura o inclinazione.
Le pareti interne del tunnel sono tipicamente rivestite con un materiale diffondente o con un’ottica strutturata che distribuisce uniformemente l’emissione dei LED su tutta la superficie interna. Il risultato è un cilindro luminoso esteso anziché singoli LED puntiformi, che riproduce l’effetto di cielo coperto di una cupola emisferica, ma lungo l’asse di un oggetto cilindrico o a simmetria assiale.
Varianti cilindrica e a sezione quadrata
Gli illuminatori a tunnel cilindrici forniscono l’illuminazione più simmetrica e sono preferiti per l’ispezione di oggetti a simmetria di rotazione come bottiglie, lattine ed elementi di fissaggio filettati. Gli illuminatori a tunnel a sezione quadrata, spesso chiamati tunnel a illuminazione diffusa continua, offrono una diffusione equivalente con una costruzione meccanica più semplice e sono ampiamente utilizzati per l’ispezione di oggetti riflettenti allungati come profilati in alluminio, contenitori in plastica e imballaggi metallici.
Applicazioni industriali tipiche
Gli illuminatori a tunnel sono essenziali per l’ispezione di bottiglie in vetro e plastica alla ricerca di difetti superficiali, corpi estranei ed etichette; per il controllo qualità di lattine metalliche alla ricerca di ammaccature, graffi e integrità della sigillatura del coperchio; per la verifica di elementi di fissaggio filettati e alberi lavorati, in cui il profilo elicoidale della filettatura deve essere ispezionato da tutti i lati; per l’ispezione di flaconi e siringhe farmaceutici alla ricerca di crepe, graffi e contaminazioni; per il controllo qualità di confezioni alimentari cilindriche come lattine e bottiglie, per l’integrità della chiusura e il registro dell’etichetta; e per qualsiasi applicazione in cui l’oggetto ispezionato sia a simmetria di rotazione o presenti caratteristiche distribuite su più lati.
Criteri di selezione e considerazioni progettuali
Il diametro interno del tunnel deve superare il diametro massimo dell’oggetto ispezionato con un margine sufficiente a consentirne il libero passaggio sul trasportatore e a mantenere l’uniformità su tutta la superficie. La lunghezza del tunnel determina quanta parte dell’oggetto viene illuminata in ogni istante ed è tipicamente scelta in modo da coprire l’intero ciclo di ispezione del pezzo mentre attraversa il sistema.
L’apertura ottica a una o entrambe le estremità del tunnel consente alla telecamera di inquadrare l’oggetto ispezionato, dall’alto attraverso un tunnel verticale, di lato attraverso un tunnel orizzontale, oppure attraverso un’apertura dedicata nella parete laterale. La progettazione di queste aperture deve preservare il più possibile la simmetria dell’illuminazione, per evitare ombre locali che comprometterebbero l’uniformità dell’immagine.
Il contenuto spettrale si sceglie come per qualsiasi illuminazione diffusa. Gli illuminatori a tunnel bianchi sono lo standard per l’ispezione del colore degli imballaggi. Le versioni monocromatiche in rosso o nel vicino infrarosso sono preferite per l’ispezione superficiale ad alto contrasto e per la reiezione della luce ambiente.
Integrazione con sistemi rotativi e multicamera
Gli illuminatori a tunnel vengono spesso integrati con sistemi di movimentazione rotativi che fanno ruotare il pezzo ispezionato all’interno del tunnel, permettendo a una sola telecamera di acquisire più viste dell’intera superficie. In alternativa, è possibile disporre più telecamere attorno al tunnel per acquisire l’intera superficie in un solo passaggio senza dover ruotare il pezzo, il che semplifica la movimentazione meccanica e riduce il tempo ciclo.
Integrazione e limiti
Il principale vincolo meccanico degli illuminatori a tunnel è la necessità di far transitare l’oggetto ispezionato attraverso il tunnel senza contatto con le pareti interne. La progettazione del trasportatore, le attrezzature di posizionamento e i sistemi di movimentazione devono essere coordinati con le dimensioni del tunnel, per garantire il passaggio affidabile di ogni pezzo. Per oggetti più grandi o di forma irregolare, le dimensioni del tunnel possono diventare un vincolo di integrazione significativo.
Gli illuminatori a tunnel sono inoltre meno efficienti degli illuminatori direzionali in termini di utilizzo dei fotoni, perché l’emissione diffusa distribuisce la luce in tutte le direzioni anziché concentrarla sul percorso ottico della telecamera. Questo li rende meno adatti alle applicazioni che richiedono tempi di esposizione molto brevi ad alta velocità; in questi casi conviene valutare come alternativa più illuminatori a barra strobati o illuminatori a pannello focalizzati.
Soluzioni RODER Vision per illuminazione a tunnel e diffusa
Gli illuminatori a tunnel cilindrici e a sezione quadrata per l’ispezione di oggetti a simmetria di rotazione sono tipicamente progettati come dispositivi specifici per applicazione, dimensionati sulla geometria dell’oggetto, sul ciclo di ispezione e sul layout della linea di produzione. RODER Vision sviluppa queste soluzioni attraverso il proprio servizio di progettazione di illuminatori personalizzati, integrando specifiche meccaniche, ottiche ed elettroniche in un unico dispositivo di livello OEM.
Scopri le opzioni di progettazione degli illuminatori a tunnel e le altre configurazioni dedicate nella pagina Illuminatori LED personalizzati. Per le applicazioni in cui è sufficiente una configurazione emisferica diffusa (anziché completamente cilindrica), la famiglia Illuminatori LED flat dome offre un’illuminazione coassiale diffusa a catalogo per oggetti riflettenti e curvi, in un dispositivo compatto e a basso profilo.
Per le installazioni che prevedono movimentazione rotativa, sincronizzazione multicamera o funzionamento impulsato, il catalogo RODER comprende anche driver LED e controller elettronici dedicati e cavi industriali e sistemi di fissaggio progettati per l’integrazione con i controllori di visione e i PLC di macchina.