Iluminación de Visión Artificial para inspección visual automatizada
La inspección visual automatizada depende de algo más que la cámara y el software de procesamiento de imágenes. La iluminación determina qué defectos, bordes, marcas y variaciones de superficie son visibles en la imagen capturada.
La iluminación para visión artificial adecuada crea un contraste controlado entre la característica inspeccionada y su entorno. Según la aplicación, esto puede implicar cambiar el ángulo de iluminación, seleccionar una geometría de iluminación diferente o utilizar una longitud de onda específica, como blanca, azul o infrarroja.
Mejorar el contraste con la configuración de iluminación adecuada suele ser más fiable que intentar recuperar posteriormente una característica débil mediante el procesamiento de imágenes.
Esta guía explica cómo seleccionar la iluminación para la inspección visual automatizada, incluida la detección de defectos superficiales, la inspección de componentes, la inspección de características impresas y la medición dimensional.
¿Por qué es importante la iluminación en la inspección visual automatizada?
La iluminación es uno de los principales factores que determinan si un sistema de inspección visual automatizada puede detectar una característica de forma consistente.
Una cámara solo puede analizar la información presente en la imagen. Si un arañazo se confunde con la superficie circundante, un carácter impreso carece de contraste o un componente reflectante produce reflejos intensos, el procesamiento de imágenes por sí solo puede no resolver el problema.
La iluminación para Visión artificial se utiliza para controlar cómo aparece el objeto ante la cámara. Según la configuración, el mismo componente puede tener un aspecto muy diferente bajo distintas condiciones de iluminación.
La iluminación adecuada puede:
- aumentar el contraste entre un defecto y el material circundante;
- resaltar arañazos, bordes o irregularidades superficiales;
- reducir reflejos no deseados;
- crear una iluminación más uniforme;
- separar las características impresas del fondo;
- mejorar la consistencia entre las imágenes capturadas.
El objetivo no siempre es producir la imagen con el aspecto más natural. El objetivo es hacer que la característica de inspección sea lo más clara y repetible posible.
¿Qué más debe considerar al seleccionar iluminación para Visión Artificial?
Elegir el tipo de iluminación adecuado es solo una parte de la configuración de inspección. El contraste, la sensibilidad de la cámara, la distancia de trabajo y la instalación física también influyen en la calidad final de la imagen.
Los factores clave que se deben considerar incluyen:
- Contraste: la característica que se inspecciona debe estar claramente separada del material circundante o del fondo.
- Sensibilidad de la Cámara: el sensor de la cámara debe tener una respuesta suficiente a la longitud de onda seleccionada.
- Distancia de trabajo y ángulo de haz: estos determinan qué parte del área de inspección queda cubierta y cuán concentrada está la luz.
- Posición de montaje y espacio disponible: la disposición mecánica afecta a qué geometrías de iluminación son prácticas.
Estos factores deben evaluarse conjuntamente, en lugar de tratar la luz como un componente aislado.
¿Qué defectos puede detectar la inspección visual automatizada?
La inspección visual automatizada puede utilizarse para identificar diferencias visibles entre el estado esperado de un producto y la imagen capturada por una cámara de visión artificial.
Las tareas de inspección habituales incluyen:
- arañazos y daños superficiales;
- abolladuras y deformaciones;
- contaminación;
- componentes faltantes;
- errores de montaje;
- presencia o ausencia del producto;
- caracteres y marcas impresos;
- bordes y características dimensionales;
- posicionamiento incorrecto;
- irregularidades superficiales.
El método de iluminación adecuado depende de lo que deba hacerse visible.
Por ejemplo, una superficie plana y reflectante puede requerir una configuración de iluminación muy diferente a la de un objeto más grande que se inspecciona en un campo de visión amplio.
Cómo mejora la iluminación de Visión Artificial la detección de defectos superficiales
La iluminación de visión artificial mejora la detección de defectos superficiales al crear una clara diferencia de imagen entre la superficie normal y el defecto que se está inspeccionando.
Los arañazos, las abolladuras y las variaciones de textura reflejan la luz de forma diferente a una superficie sin daños. Por lo tanto, cambiar el ángulo de iluminación puede facilitar la detección de estas características.
Para la inspección general de superficies, un spot direccional es un punto de partida flexible.
El VA-SL-90x80-W LED spot industrial blanco es adecuado para aplicaciones que incluyen la inspección de defectos superficiales, la inspección de caracteres impresos, la inspección de componentes de PCB y el reconocimiento de objetos.
Sus ópticas intercambiables de 30°, 60° y 90° permiten adaptar el haz a diferentes distancias de trabajo y campos de visión.
Ver VA-SL-90x80-W
Ajuste del ángulo de iluminación para superficies reflectantes
Los objetos reflectantes requieren una colocación más cuidadosa, ya que los reflejos directos pueden saturar partes de la imagen y ocultar la característica de inspección.
En estos casos, el ángulo de iluminación puede ajustarse de modo que los reflejos no deseados se alejen de la cámara.
Por ello, la iluminación debe evaluarse siempre utilizando el material real siempre que sea posible.
¿Qué color de luz es mejor para la inspección de Visión Artificial?
El mejor color de luz para la inspección por visión artificial depende del material, la superficie, la sensibilidad de la cámara y la característica que debe detectarse.
La luz blanca es un punto de partida práctico para muchas tareas de inspección, pero una longitud de onda específica a veces puede crear un contraste más intenso.
Iluminación blanca para inspección visual general
La iluminación para visión artificial blanca es adecuada cuando el contraste visible ya proporciona suficiente diferenciación entre la característica y el área circundante.
Las aplicaciones típicas incluyen:
- inspección general de superficies;
- presencia de componentes;
- verificación de ensamblaje;
- inspección de características impresas;
- reconocimiento de objetos.
El spot blanco VA-SL ofrece una opción flexible cuando el ángulo de haz y la distancia de trabajo deben adaptarse a la aplicación.
Iluminación azul para aumentar el contraste
La iluminación azul puede ser útil cuando las longitudes de onda visibles más cortas crean una mejor separación entre determinados materiales o características de superficie.
El LED spot azul VA-SL-90x80-B470 ofrece una opción específica de luz azul dentro del mismo formato de iluminación puntual.
La cuestión importante no es simplemente de qué color es el objeto. La longitud de onda seleccionada debe crear un contraste más intenso alrededor de la característica que se está inspeccionando.
Ver VA-SL-90x80-B470
Iluminación infrarroja para tareas de inspección difíciles
La iluminación infrarroja puede resultar útil cuando la luz visible no crea suficiente separación entre materiales o características.
El spot infrarrojo VA-SL ofrece una opción para aplicaciones en las que se prefiere la iluminación IR.
La cámara y el objetivo también deben admitir la longitud de onda seleccionada, por lo que la iluminación, la sensibilidad del sensor y la óptica deben evaluarse conjuntamente.
Ver Spot IR VA-SL
¿Cómo se elige la mejor longitud de onda para la detección de defectos?
La mejor longitud de onda para la detección de defectos se determina probando el objeto real y comparando cómo aparece la característica de inspección bajo diferentes iluminaciones.
El comportamiento del material no siempre es evidente únicamente por su apariencia visible. Una longitud de onda que produce solo un contraste limitado para el ojo humano puede crear una diferencia mucho más clara en la imagen de la cámara.
La selección de la longitud de onda también debe tener en cuenta la sensibilidad espectral del sensor de la cámara. Una longitud de onda puede crear un fuerte contraste de material, pero si la cámara tiene una sensibilidad limitada en ese rango, la imagen resultante puede seguir siendo débil o ruidosa.
Para las pruebas de viabilidad, la Spot Multi Wave VA-SL-90x80-MW permite evaluar diferentes longitudes de onda utilizando una sola luz de prueba.
Según la versión, hay longitudes de onda disponibles en los rangos UV, visible, NIR y SWIR.
Un proceso práctico de pruebas de longitudes de onda:
El objetivo es identificar qué longitud de onda crea la separación más fiable antes de seleccionar la iluminación de producción.
Ver VA-SL-90x80-MW
Iluminación multiespectral para pruebas de viabilidad en los rangos UV, visible, NIR y SWIR.
¿Cuándo debe utilizar iluminación de Anillo de luz para la inspección de Visión Artificial?
La iluminación de anillo de luz es útil cuando la inspección requiere iluminación alrededor de la dirección de visualización de la cámara.
Dado que los LED están dispuestos alrededor del eje de imágenes , un anillo de luz puede proporcionar una iluminación más uniforme en componentes compactos.
La luz de anillo de luz difusa VA-RLVA-110-70-W utiliza iluminación blanca con difusión y está disponible con polarizador.
Las aplicaciones típicas incluyen:
- inspección de componentes pequeños;
- inspección de características impresas;
- inspección de superficies;
- posicionamiento y reconocimiento;
- aplicaciones en las que no se desean sombras intensas de un solo lado.
Para superficies reflectantes, deben seguir considerándose el ángulo de montaje y el comportamiento de reflexión.
¿Cuándo debe utilizar iluminación Coaxial para la inspección de superficies?
La iluminación coaxial es útil para inspeccionar superficies planas y características en las que la iluminación debe seguir la dirección óptica de la cámara.
En lugar de iluminar el objeto desde un lateral, la iluminación coaxial introduce luz a lo largo del eje de imágenes .
El LED spot coaxial VA-SLC-8MM-W-24V-HP está diseñado para su uso con lentes telecéntricas con una entrada coaxial de 8 mm.
Las aplicaciones típicas incluyen:
- inspección de superficies;
- reconocimiento de características;
- medición dimensional;
- inspección de componentes planos;
- sistemas de imágenes telecéntricos.
Esto hace que la iluminación coaxial sea especialmente relevante cuando la medición y la inspección se realizan en la misma configuración de imágenes.
¿Cuándo debería utilizar iluminación de barra para la inspección automatizada?
La iluminación de barra es útil cuando el área de inspección es demasiado grande para una luz puntual compacta o un anillo de luz.
Las barras de luz largas pueden proporcionar una iluminación controlada en cintas transportadoras, objetos más grandes y campos de visión artificial más amplios.
La serie VA-BLL de barras de luz industriales de alta luminosidad está disponible en longitudes de 500, 1000, 1500, 2000 y 2500 mm.
Las aplicaciones típicas incluyen:
- inspección de cintas transportadoras;
- inspección de paquetes y logística;
- túneles de lectura de códigos de barras;
- detección de objetos;
- pick-and-place robótico;
- inspección de grandes superficies.
La inspección de grandes áreas implica consideraciones adicionales sobre iluminación, por lo que este tema puede tratarse por separado en una guía específica sobre iluminación para visión artificial para la inspección de cintas transportadoras y grandes áreas.
Iluminación puntual vs Anillo de luz vs Coaxial vs barra
La geometría correcta de iluminación para visión artificial depende del objeto, el campo de visión y la característica que debe detectarse.
| Requisito de inspección | Enfoque de iluminación |
|---|---|
| Inspección general de superficies | Luz puntual |
| Mayor distancia de trabajo | Luz puntual |
| Componentes pequeños | Anillo de luz |
| Sombras direccionales reducidas | Anillo de luz difuso |
| Inspección de superficies planas | Luz Coaxial |
| Medición telecéntrica | Luz Coaxial |
| Gran área de inspección | Barra de luz |
| Inspección de transportadores | Barra de luz |
| Pruebas de longitud de onda | Luz puntual de múltiples longitudes de onda |
Esta tabla debe utilizarse como punto de partida. La forma de la superficie, la reflectividad, la distancia de trabajo y la posición de la cámara pueden afectar a la configuración óptima.
Iluminación de Visión Artificial blanca vs azul vs infrarroja
La selección de la longitud de onda añade otro nivel de control a un sistema de inspección automatizado.
| Longitud de onda | Función típica |
|---|---|
| Blanco | Inspección visible de uso general |
| Azul | Aumento del contraste de características visibles seleccionadas |
| Infrarrojo | Creación de contraste más allá de la apariencia visible normal |
| Multilongitud de onda | Comparación de diferentes longitudes de onda durante el desarrollo |
| UV / NIR / SWIR | Ensayos especializados cuando la respuesta del material requiere otro rango espectral |
La longitud de onda seleccionada debe basarse en la imagen resultante de la cámara y no únicamente en el color del objeto.
Cómo elegir iluminación de Visión Artificial para la inspección visual automatizada
La elección de iluminación para visión artificial para la inspección visual automatizada comienza con el requisito de inspección y se desarrolla en sentido inverso hacia la geometría de iluminación y la longitud de onda.
1. Defina qué debe detectarse
Sea específico respecto al objetivo de inspección.
En lugar de definir simplemente la tarea como «inspeccionar el componente», determine si el sistema necesita detectar un arañazo, una pieza faltante, un error de impresión, un borde, una característica dimensional o una variación de la superficie.
2. Evalúe el material y la superficie
Determine si el objeto es mate, reflectante, texturizado, plano, curvo o está fabricado con varios materiales.
El comportamiento de la superficie afecta considerablemente a la dirección de iluminación necesaria.
3. Determine el campo de visión
El área iluminada debe coincidir con el área capturada por la cámara.
Las áreas de inspección compactas pueden ser adecuadas para iluminación de anillo de luz o coaxial, mientras que las áreas más grandes pueden requerir iluminación puntual o de barra.
4. Elija la geometría de iluminación
Utilice el requisito de inspección como punto de partida:
- Puntual → iluminación direccional flexible
- Anillo de luz → iluminación más uniforme alrededor de la cámara
- Coaxial → superficies planas e imágenes de precisión
- Barra → iluminación amplia o de grandes áreas
5. Evalúe la longitud de onda
Comience con luz blanca cuando sea apropiado y compare otras longitudes de onda si la característica de inspección no produce suficiente contraste.
Las pruebas con múltiples longitudes de onda pueden ayudar a identificar qué parte del espectro proporciona la separación más clara.
6. Compruebe la compatibilidad de la cámara y el objetivo
Confirme que el sensor de la cámara y el objetivo pueden capturar eficazmente la longitud de onda seleccionada. La sensibilidad del sensor y la transmisión del objetivo pueden variar significativamente entre los rangos espectrales visibles, infrarrojos y otros.
7. Pruebe la configuración completa de imágenes
La iluminación debe probarse junto con la cámara prevista, el objetivo, la distancia de trabajo y las muestras reales.
Probar muestras aceptables y defectuosas ayuda a confirmar si la configuración proporciona suficiente separación en condiciones realistas.
¿Necesita ayuda para seleccionar la iluminación de Visión Artificial adecuada?
Comparta con nuestro equipo sus requisitos de inspección, incluidos el objeto, el defecto o la característica, el campo de visión y la distancia de trabajo.
Podemos ayudarle a determinar qué geometría de iluminación y longitud de onda son las más adecuadas para su aplicación.
Hable de su aplicaciónIluminación de Visión Artificial para inspección automatizada
La iluminación para visión artificial debe seleccionarse según la característica que debe hacerse visible en la imagen.
Los focos proporcionan iluminación direccional flexible, los anillos de luz permiten inspecciones compactas, las luces coaxial son útiles para aplicaciones de superficies planas y telecéntricas, y las luces de barra extienden la iluminación en áreas más amplias.
La selección de la longitud de onda puede mejorar aún más el contraste cuando la luz blanca no es suficiente.
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