Éclairage de vision industrielle pour l'inspection visuelle automatisée
L’inspection visuelle automatisée dépend de bien plus que de la caméra et du logiciel de traitement d’images. L’éclairage détermine quels défauts, bords, marquages et variations de surface sont visibles dans l’image capturée.
Le bon éclairage de vision industrielle crée un contraste contrôlé entre la caractéristique inspectée et son environnement. Selon l’application, cela peut impliquer de modifier l’angle d’éclairage, de sélectionner une géométrie d’éclairage différente ou d’utiliser une longueur d’onde spécifique telle que le blanc, le bleu ou l’infrarouge.
Améliorer le contraste avec la bonne configuration d’éclairage est souvent plus fiable que d’essayer de récupérer ultérieurement une caractéristique peu visible par traitement d’images.
Ce guide explique comment sélectionner un éclairage pour l’inspection visuelle automatisée, notamment pour la détection des défauts de surface, l’inspection des composants, l’inspection des éléments imprimés et la mesure dimensionnelle.
Pourquoi l'éclairage est-il important dans l'inspection visuelle automatisée ?
L'éclairage est l'un des principaux facteurs déterminant si un système d'inspection visuelle automatisée peut détecter une caractéristique de manière cohérente.
Une caméra ne peut analyser que les informations présentes dans l'image. Si une rayure se confond avec la surface environnante, si un caractère imprimé manque de contraste ou si un composant réfléchissant produit un fort éblouissement, le traitement d'image seul peut ne pas résoudre le problème.
L'éclairage pour la vision industrielle est utilisé pour contrôler l'apparence de l'objet pour la caméra. Selon la configuration, un même composant peut paraître très différent sous différentes conditions d'éclairage.
Un éclairage adapté peut :
- augmenter le contraste entre un défaut et le matériau environnant ;
- mettre en évidence les rayures, les bords ou les irrégularités de surface ;
- réduire les réflexions indésirables ;
- créer un éclairage plus uniforme ;
- séparer les caractéristiques imprimées de l'arrière-plan ;
- améliorer la cohérence entre les images capturées.
L'objectif n'est pas toujours de produire l'image la plus naturelle possible. Le but est de rendre la caractéristique à inspecter aussi nette et reproductible que possible.
Quels autres éléments devez-vous prendre en compte lors de la sélection d’un éclairage pour la vision industrielle ?
Le choix du bon type d'éclairage n'est qu'une partie de la configuration d'inspection. Le contraste, la sensibilité de la caméra, la distance de travail et l'installation physique influencent également la qualité finale de l'image.
Les principaux facteurs à prendre en compte sont les suivants :
- Contraste : la caractéristique inspectée doit être clairement distinguée du matériau ou de l'arrière-plan environnant.
- Sensibilité de la caméra : le capteur de la caméra doit présenter une réponse suffisante à la longueur d'onde sélectionnée.
- Distance de travail et angle du faisceau : ils déterminent la part de la zone d'inspection couverte et la concentration de la lumière.
- Position de montage et espace disponible : la configuration mécanique détermine quelles géométries d'éclairage sont pratiques.
Ces facteurs doivent être évalués conjointement plutôt que de considérer l'éclairage comme un composant isolé.
Quels défauts l'inspection visuelle automatisée peut-elle détecter ?
L'inspection visuelle automatisée peut être utilisée pour identifier les différences visibles entre l'état attendu d'un produit et l'image capturée par une caméra de vision industrielle.
Les tâches d'inspection typiques comprennent :
- les rayures et les dommages de surface ;
- les bosses et les déformations ;
- la contamination ;
- les composants manquants ;
- les erreurs d'assemblage ;
- la présence ou l'absence du produit ;
- les caractères imprimés et les marquages ;
- les bords et les caractéristiques dimensionnelles ;
- le positionnement incorrect ;
- les irrégularités de surface.
La méthode d'éclairage appropriée dépend de ce qui doit devenir visible.
Une surface plane réfléchissante, par exemple, peut nécessiter une configuration d'éclairage très différente de celle d'un objet plus grand inspecté sur un large champ de vision.
Comment l'éclairage de vision industrielle améliore-t-il la détection des défauts de surface
L’éclairage pour la vision industrielle améliore la détection des défauts de surface en créant une différence d’image nette entre la surface normale et le défaut inspecté.
Les rayures, les bosses et les variations de texture réfléchissent la lumière différemment d’une surface non endommagée. Modifier l’angle d’éclairage peut donc faciliter la détection de ces caractéristiques.
Pour l’inspection générale des surfaces, un projecteur directionnel constitue un point de départ flexible.
Le LED spot industriel blanc VA-SL-90x80-W convient aux applications telles que l’inspection des défauts de surface, l’inspection des caractères imprimés, l’inspection des composants de PCB et la reconnaissance d’objets.
Ses optiques interchangeables de 30°, 60° et 90° permettent d’adapter le faisceau à différentes distances de travail et champs de vision.
Voir VA-SL-90x80-W
Ajustement de l'angle d'éclairage pour les surfaces réfléchissantes
Les objets réfléchissants nécessitent un positionnement plus soigneux, car les réflexions directes peuvent saturer certaines parties de l'image et masquer la caractéristique à inspecter.
Dans ces cas, l'angle d'éclairage peut être ajusté afin que les réflexions indésirables soient dirigées à l'écart de la caméra.
C'est pourquoi l'éclairage doit toujours être évalué à l'aide du matériau réel lorsque cela est possible.
Quelle couleur de lumière est la mieux adaptée à l'inspection par vision industrielle ?
La meilleure couleur de lumière pour l'inspection par vision industrielle dépend du matériau, de la surface, de la sensibilité de la caméra et de la caractéristique à détecter.
La lumière blanche constitue un point de départ pratique pour de nombreuses tâches d'inspection, mais une longueur d'onde spécifique peut parfois créer un contraste plus marqué.
Éclairage blanc pour l'inspection visuelle générale
L’éclairage de vision industrielle blanc convient lorsque le contraste visible assure déjà une séparation suffisante entre la caractéristique et la zone environnante.
Les applications typiques incluent :
- l’inspection générale des surfaces ;
- la présence de composants ;
- la vérification de l’assemblage ;
- l’inspection des caractéristiques imprimées ;
- la reconnaissance d’objets.
Le projecteur blanc VA-SL offre une option flexible lorsque l’angle du faisceau et la distance de travail doivent être adaptés à l’application.
Éclairage bleu pour un contraste accru
L'éclairage bleu peut être utile lorsque des longueurs d'onde visibles plus courtes créent une meilleure séparation entre certains matériaux ou caractéristiques de surface.
Le LED spot bleu VA-SL-90x80-B470 offre une option dédiée à la lumière bleue dans le même format d'éclairage spot.
La question importante n'est pas simplement de savoir de quelle couleur est l'objet. La longueur d'onde sélectionnée doit créer un contraste plus marqué autour de la caractéristique inspectée.
Voir VA-SL-90x80-B470
Éclairage infrarouge pour les tâches d'inspection difficiles
L'éclairage infrarouge peut être utile lorsque la lumière visible ne crée pas suffisamment de séparation entre les matériaux ou les caractéristiques.
Le projecteur infrarouge VA-SL offre une option pour les applications où l'éclairage IR est privilégié.
La caméra et l'objectif doivent également prendre en charge la longueur d'onde sélectionnée. L'éclairage, la sensibilité du capteur et l'optique doivent donc être évalués conjointement.
Voir le Projecteur IR VA-SL
Comment choisir la meilleure longueur d'onde pour la détection des défauts ?
La meilleure longueur d’onde pour la détection des défauts est déterminée en testant l’objet réel et en comparant l’apparence de la caractéristique d’inspection sous différents éclairages.
Le comportement des matériaux n’est pas toujours évident à partir de leur apparence visible seule. Une longueur d’onde qui ne produit qu’un contraste limité pour l’œil humain peut créer une différence beaucoup plus nette dans l’image de la caméra.
La sélection de la longueur d’onde doit également tenir compte de la sensibilité spectrale du capteur de la caméra. Une longueur d’onde peut créer un fort contraste entre les matériaux, mais si la caméra présente une sensibilité limitée dans cette plage, l’image obtenue peut rester faible ou bruitée.
Pour les tests de faisabilité, le VA-SL-90x80-MW Projecteur Multi Wave permet d’évaluer différentes longueurs d’onde à l’aide d’un seul éclairage de test.
Selon la version, des longueurs d’onde sont disponibles sur les plages UV, visible, NIR et SWIR.
Un processus pratique de test des longueurs d’onde :
L’objectif est d’identifier la longueur d’onde qui crée la séparation la plus fiable avant de sélectionner l’éclairage de production.
Voir VA-SL-90x80-MW
Éclairage multi-longueurs d’onde pour les tests de faisabilité sur les plages UV, visible, NIR et SWIR.
Quand utiliser un éclairage annulaire pour l’inspection par vision industrielle ?
L'éclairage annulaire est utile lorsque l'inspection nécessite une illumination autour de la direction de visualisation de la caméra.
Comme les LED sont disposées autour de l'axe d'imagerie, un éclairage annulaire peut fournir une illumination plus uniforme sur des composants compacts.
La lampe annulaire diffuse VA-RLVA-110-70-W utilise une illumination blanche avec diffusion et est disponible avec un polariseur.
Les applications typiques comprennent :
- l'inspection de petits composants ;
- l'inspection de caractéristiques imprimées ;
- l'inspection de surfaces ;
- le positionnement et la reconnaissance ;
- les applications où de fortes ombres unilatérales sont indésirables.
Pour les surfaces réfléchissantes, l'angle de montage et le comportement de réflexion doivent également être pris en compte.
Quand devez-vous utiliser un éclairage Coaxial pour l'inspection de surface ?
L’éclairage coaxial est utile pour l’inspection de surfaces planes et de caractéristiques où l’illumination doit suivre la direction optique de la caméra.
Au lieu d’éclairer l’objet latéralement, l’illumination coaxiale introduit la lumière le long de l’axe d’imagerie.
Le LED spot coaxial VA-SLC-8MM-W-24V-HP est conçu pour être utilisé avec des objectifs télécentriques dotés d’une entrée coaxiale de 8 mm.
Les applications typiques comprennent :
- l’inspection de surface ;
- la reconnaissance de caractéristiques ;
- la mesure dimensionnelle ;
- l’inspection de composants plans ;
- les systèmes d’imagerie télécentriques.
Cela rend l’illumination coaxiale particulièrement pertinente lorsque la mesure et l’inspection sont effectuées dans la même configuration d’imagerie.
Quand devez-vous utiliser un éclairage en barre pour l’inspection automatisée ?
L'éclairage en barre est utile lorsque la zone d'inspection est trop grande pour un spot compact ou un anneau lumineux.
Les longues barres lumineuses peuvent fournir un éclairage contrôlé sur les convoyeurs, les objets plus volumineux et les champs de vision industrielle plus larges.
La série VA-BLL de barres lumineuses industrielles à haute luminosité est disponible en longueurs de 500, 1000, 1500, 2000 et 2500 mm.
Les applications typiques comprennent :
- l'inspection de convoyeurs ;
- l'inspection de colis et de la logistique ;
- les tunnels de lecture de codes-barres ;
- la détection d'objets ;
- le pick-and-place robotisé ;
- l'inspection de grandes surfaces.
L'inspection de grandes surfaces implique des considérations d'éclairage supplémentaires ; ce sujet peut donc être traité séparément dans un guide dédié à l'éclairage de vision industrielle pour l'inspection de convoyeurs et de grandes surfaces.
Éclairage Spot vs Anneau vs Coaxial vs Barre
La géométrie d’éclairage de vision industrielle appropriée dépend de l’objet, du champ de vision et de la caractéristique à détecter.
| Exigence d’inspection | Approche d’éclairage |
|---|---|
| Inspection générale de surface | Éclairage ponctuel |
| Distance de travail plus grande | Éclairage ponctuel |
| Petits composants | Éclairage annulaire |
| Ombres directionnelles réduites | Éclairage annulaire diffus |
| Inspection de surface plane | Éclairage Coaxial |
| Mesure télécentrique | Éclairage Coaxial |
| Grande zone d’inspection | Barre lumineuse |
| Inspection sur convoyeur | Barre lumineuse |
| Essais de longueur d’onde | Éclairage ponctuel multi-longueurs d’onde |
Ce tableau doit être utilisé comme point de départ. La forme de la surface, la réflectivité, la distance de travail et la position de la caméra peuvent toutes affecter la configuration optimale.
Éclairage de Vision industrielle blanc vs bleu vs infrarouge
La sélection de la longueur d’onde ajoute un niveau de contrôle supplémentaire à un système d’inspection automatisé.
| Longueur d’onde | Rôle typique |
|---|---|
| Blanc | Inspection visible à usage général |
| Bleu | Augmentation du contraste pour certaines caractéristiques visibles |
| Infrarouge | Création de contraste au-delà de l’apparence visible normale |
| Multilongueur d’onde | Comparaison de différentes longueurs d’onde lors du développement |
| UV / NIR / SWIR | Tests spécialisés lorsque la réponse du matériau nécessite une autre plage spectrale |
La longueur d’onde sélectionnée doit être basée sur l’image résultante de la caméra plutôt que sur la seule couleur de l’objet.
Comment choisir un éclairage de vision industrielle pour l’inspection visuelle automatisée
Le choix d’un éclairage de vision industrielle pour l’inspection visuelle automatisée commence par les exigences d’inspection et remonte jusqu’à la géométrie d’éclairage et à la longueur d’onde.
1. Définir ce qui doit être détecté
Définissez précisément la cible de l’inspection.
Au lieu de définir simplement la tâche comme « inspecter le composant », déterminez si le système doit détecter une rayure, une pièce manquante, une erreur d’impression, un bord, une caractéristique dimensionnelle ou une variation de surface.
2. Évaluer le matériau et la surface
Déterminez si l’objet est mat, réfléchissant, texturé, plat, incurvé ou composé de plusieurs matériaux.
Le comportement de la surface influe fortement sur la direction d’éclairage requise.
3. Déterminer le champ de vision
La zone éclairée doit correspondre à la zone capturée par la caméra.
Les zones d’inspection compactes peuvent convenir à un éclairage annulaire ou coaxial, tandis que les zones plus étendues peuvent nécessiter un éclairage ponctuel ou linéaire.
4. Choisir la géométrie d’éclairage
Utilisez les exigences d’inspection comme point de départ :
- Spot → éclairage directionnel flexible
- Anneau → éclairage plus uniforme autour de la caméra
- Coaxial → surfaces planes et imagerie de précision
- Barre → éclairage large ou sur de grandes surfaces
5. Évaluer la longueur d’onde
Commencez par une lumière blanche lorsque cela est approprié et comparez d’autres longueurs d’onde si la caractéristique à inspecter ne produit pas un contraste suffisant.
Les essais multi-longueurs d’onde peuvent aider à identifier quelle partie du spectre offre la séparation la plus nette.
6. Vérifier la compatibilité de la caméra et de l’objectif
Confirmez que le capteur de la caméra et l’objectif peuvent capturer efficacement la longueur d’onde sélectionnée. La sensibilité du capteur et la transmission de l’objectif peuvent varier considérablement entre les plages spectrales visibles, infrarouges et autres.
7. Tester la configuration d’imagerie complète
L’éclairage doit être testé avec la caméra, l’objectif, la distance de travail et les échantillons réels prévus.
Tester à la fois des échantillons acceptables et défectueux permet de confirmer si la configuration offre une séparation suffisante dans des conditions réalistes.
Besoin d'aide pour sélectionner l'éclairage de vision industrielle adapté ?
Faites part à notre équipe de vos exigences d'inspection, notamment de l'objet, du défaut ou de la caractéristique, du champ de vision et de la distance de travail.
Nous pouvons vous aider à déterminer quelle géométrie d'éclairage et quelle longueur d'onde sont les plus adaptées à votre application.
Discutez de votre applicationÉclairage de vision industrielle pour l'inspection automatisée
L’éclairage de vision industrielle doit être sélectionné en fonction de la caractéristique qui doit devenir visible dans l’image.
Les éclairages ponctuels offrent un éclairage directionnel flexible, les éclairages annulaires conviennent aux inspections compactes, les éclairages coaxial sont utiles pour les applications à surface plane et télécentriques, et les éclairages en barre étendent l’éclairage sur des zones plus larges.
La sélection de la longueur d’onde peut encore améliorer le contraste lorsque la lumière blanche n’est pas suffisante.
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