Belichtingscontrollers in Machine Vision: Essentieel voor Nauwkeurige Inspectie

Belichtingscontrollers in Machine Vision: De Slimme Regisseurs Achter Industriële Inspectie

In industriële machine vision-toepassingen staan camera’s en algoritmes vaak in de schijnwerpers. Toch schuilt achter elk scherp en consistent beeld een zorgvuldig aangestuurde lichtbron. Een component die hierin een centrale rol speelt, maar vaak wordt onderschat, is de belichtingscontroller. Dit is het hart van een stabiele, nauwkeurige en flexibele vision-opstelling.

Of je nu werkt met een eenvoudige aan-uitregeling of een high-speed inspectie uitvoert waarbij overstrobe-verlichting vereist is, het succes van het systeem hangt sterk af van hoe de verlichting wordt aangestuurd. Zeker in sectoren zoals halfgeleiderproductie of verpakking, waar snelheid, contrast en oppervlaktedetails van cruciaal belang zijn, is de juiste keuze van belichtingscontroller minstens zo belangrijk als de keuze van camera of lens.

De rol van belichtingscontrollers binnen vision-systemen

Een belichtingscontroller bepaalt hoe en wanneer de lichtbron wordt geactiveerd tijdens het inspectieproces. De controller regelt onder andere de lichtintensiteit, de duur van de puls en  bij gebruik van meerdere lichtbronnen de volgorde waarin deze aangaan. Dit alles bepaalt hoe het object wordt belicht op het moment dat de camera het beeld vastlegt. De controller werkt daarbij nauw samen met triggers van camera’s of externe sensoren en zorgt voor een perfecte timing in het systeem.

Bij toepassingen met lage snelheid of beperkte contrastvereisten is continue verlichting vaak voldoende. Hierbij blijven de LED’s constant aan en leveren ze stabiel licht. Naarmate de snelheid toeneemt of wanneer fijnere details zichtbaar moeten worden gemaakt, is meer geavanceerde lichtregeling noodzakelijk.

In trigger-modus wordt de verlichting geactiveerd door een extern signaal, zoals van een sensor of encoder. Hierdoor brandt het licht alleen op het precieze moment van inspectie, wat energie bespaart en warmteontwikkeling vermindert.

Voor snelle productielijnen is er overstrobe-modus, waarbij de lichtbron gedurende een extreem korte tijd, vaak in microseconden, met een veel hogere stroom wordt aangestuurd. Dit levert een krachtige lichtflits die scherpe beelden mogelijk maakt van snel bewegende objecten, zonder bewegingsonscherpte. Zowel de verlichting als de controller moeten hiervoor geschikt zijn.

Vierkanaals controllers voor Shape from Shading

Naast timing en intensiteit is ook de richting van het licht van grote invloed op het kunnen herkennen van oppervlaktedetails. Een techniek die hiervan optimaal gebruikmaakt is Shape from Shading. Hierbij worden vier lichtbronnen rondom het object geplaatst, vaak onder een hoek van 45 graden. Deze worden één voor één geactiveerd en de camera legt per lichtbron een beeld vast. Vervolgens worden de verschillen in schaduw geanalyseerd om een gedetailleerd oppervlaktemodel te reconstrueren.

Deze techniek is zeer geschikt voor het detecteren van deuken, krasjes, reliëf en andere subtiele structuren op gladde of reflecterende oppervlakken, zoals folie, kunststof of metaal. Een vierkanaals belichtingscontroller is hierbij onmisbaar. Hiermee kunnen de vier LED’s afzonderlijk worden aangestuurd met precieze timing en lichtsterkte. Door de afzonderlijke beelden te combineren, ontstaat er met een standaard 2D-camera een driedimensionaal effect.

Fabrikanten zoals TMS Lite bieden robuuste, compacte vierkanaals controllers die compatibel zijn met verschillende soorten verlichting, zoals barlights, ringlights en domelights. De controllers ondersteunen zowel analoge als digitale aansturing en zijn eenvoudig te integreren in bestaande vision-opstellingen.

DCM Sistemes en I-BlueDrive: Geïntegreerde controle en flexibele sequenties

Voor wie compacter wil werken en de bekabeling wil beperken zonder functionaliteit op te geven, biedt DCM Sistemes een innovatieve oplossing: I-BlueDrive. In dit systeem is de controller direct in de LED-verlichting geïntegreerd. Daardoor is slechts één kabel nodig voor zowel voeding als aansturing, wat de installatie vereenvoudigt en ideaal is voor kleine ruimtes of robottoepassingen.

Een belangrijk voordeel van I-BlueDrive is dat het overstrobe-verlichting met microsecondeprecisie ondersteunt. Daarnaast maakt het systeem het mogelijk om meerdere lichtbronnen sequentieel te triggeren, wat het zeer geschikt maakt voor Shape from Shading of andere inspecties waarbij belichting uit verschillende richtingen vereist is. Met behulp van de gebruiksvriendelijke DCMi-software van DCM Sistemes kunnen gebruikers eenvoudig parameters instellen zoals pulsduur, triggervertraging, stroomniveau en volgorde van belichting.

Dankzij deze flexibiliteit is I-BlueDrive uitermate geschikt voor toepassingen zoals PCB-inspectie, labelcontrole en oppervlaktedetectie bij hoge snelheid, bijvoorbeeld bij blisterverpakkingen of transparante films.

Integratie met systemen en synchronisatie

Een belichtingscontroller moet naadloos samenwerken met de rest van het systeem, zoals de camera, PLC en inspectiesoftware. Moderne controllers ondersteunen gangbare communicatieprotocollen zoals TTL, 24V I/O, RS232, Modbus TCP en Ethernet/IP. Hierdoor kunnen engineers eenvoudig de juiste timing configureren, op afstand instellingen aanpassen en zorgen voor betrouwbare synchronisatie.

Door de lichtpuls perfect af te stemmen op het moment van beeldopname door de camera, worden bewegingsonscherpte voorkomen, het contrast verbeterd en de reproduceerbaarheid verhoogd – zelfs in veeleisende productieomgevingen.

Voorbeelden uit de praktijk

In de farmaceutische sector wordt Shape from Shading toegepast om Braille-opdruk op verpakkingen te controleren. Een vierkanaals controller stuurt vier lichtbronnen rond het object aan in opeenvolgende stappen, waarbij de camera telkens een beeld maakt. Deze beelden worden samengevoegd tot een hoogtemap van het oppervlak.

In de voedingsindustrie wordt overstrobe-verlichting gebruikt om flessen en labels scherp vast te leggen, zelfs bij hoge lijnsnelheid. In de elektronica-industrie zorgt I-BlueDrive voor nauwkeurige afstemming van het licht op het open shutter-moment van high-speed camera’s, wat inspectie van snel bewegende componenten mogelijk maakt.

Conclusie

Belichtingscontrollers vormen het brein achter de verlichting in elk machine vision systeem. Ze zorgen voor de precisie en betrouwbaarheid die nodig zijn om scherpe, consistente beelden te genereren en zo nauwkeurige inspecties mogelijk te maken. Of je nu werkt met een eenvoudige trigger-opstelling of met een complexe multi-directionele verlichtingstechniek zoals Shape from Shading, de juiste controller maakt het verschil tussen een basisoplossing en een geavanceerd vision-systeem.

Met de hoogwaardige oplossingen van TMS Lite en DCM Sistemes kunnen engineers kiezen uit een breed scala aan belichtingscontrollers, aangepast aan uiteenlopende industriële toepassingen. Van eenvoudige barlight-aansturing tot overstrobe- en multi-light sequencing: er is altijd een geschikte controller voor jouw machine vision uitdaging.

Advies nodig bij het kiezen van de juiste controller?

Wil je hulp bij het selecteren van de juiste belichtingscontroller voor jouw toepassing? Wij helpen je graag met advies, productkeuze of ondersteuning bij de implementatie. Neem gerust contact op of laat een bericht achter.