Sensori di colore industriali

I sensori di colore industriali (cromaview, color sensor) sono dispositivi dedicati all’ispezione automatica del colore di prodotti in movimento su linee di produzione. Utilizzano sorgenti luminose a LED RGB o bianche e fotorilevatori a tre o più canali per misurare in modo rapido (millisecondi) la coordinata di colore di un punto sulla superficie del prodotto. Sono utilizzati per ispezione di vernici, plastiche colorate, etichette, alimentari, prodotti tessili, carta, packaging, prodotti farmaceutici e cosmetici, controllo della tinta e identificazione di codici di colore. Sostituiscono efficacemente il controllo visivo dell’operatore, eliminando soggettività e garantendo ispezioni al 100%.

Principio di funzionamento

I sensori di colore industriali utilizzano una sorgente luminosa stabilizzata (LED bianchi o RGB) per illuminare la superficie del prodotto; la luce riflessa viene captata da fotorilevatori dotati di filtri ottici colorati (rosso, verde, blu – filtri tristimolus secondo CIE) che misurano l’intensità di luce in ciascuna delle tre bande spettrali. Gli algoritmi interni convertono i tre valori in coordinate di colore standard (CIE L*a*b* o L*c*h*) o in valori di intensità RGB per ciascun canale. Per applicazioni avanzate si utilizzano sensori multispettrali con più di 3 canali per migliorare la discriminazione tra colori simili (metamerismo).

Modalità operative

I sensori di colore industriali operano in diverse modalità: modalità “teach-in” (l’operatore mostra al sensore un campione di riferimento; il sensore memorizza i valori del campione come “buono” e segnala come “scarto” prodotti che si discostano oltre una tolleranza configurabile); modalità “match” (lo strumento confronta il colore misurato con una libreria di colori memorizzati e identifica il colore più vicino); modalità “ΔE” (calcolo del Delta E – differenza di colore percepita dall’occhio umano secondo le formule CIE76, CIE94, CIE2000 – sopra ΔE = 2-3 il colore è percepito come diverso). Soglie GO/NOGO configurabili attivano allarmi e scarti automatici.

Tipologie

Le tipologie principali sono: sensori puntuali (con illuminazione e ricezione concentrate su un piccolo spot di 1-20 mm, per misure precise su un punto specifico); sensori a fibra ottica (con sonda di misura miniaturizzata collegata via fibra ottica all’elettronica – per applicazioni in spazi ristretti o difficili da raggiungere); sensori a linea (con campo di visione esteso lungo una linea sul prodotto, per ispezione di nastri continui); sistemi di visione a colori veri e propri (con telecamere RGB e analisi software complete – per ispezioni complesse di prodotti con grafica e pattern colorati).

Applicazioni industriali

Le applicazioni sono diversificate: industria automotive (controllo del colore di carrozzeria, di parti interne); industria packaging (controllo del colore di etichette, cartoncino stampato, sleeve); industria alimentare (controllo della qualità di prodotti per il colore – es. carne, pesce, prodotti da forno, frutta, vino); industria tessile (controllo del filato colorato, tessuti, fili tinti); industria farmaceutica (identificazione di compresse e capsule per il colore); plastica (controllo del colore di profilati e pezzi stampati); industria del legno (verifica del colore della finitura su mobili); identificazione automatica di componenti su linea di assemblaggio.

Integrazione

I sensori di colore industriali si integrano nei sistemi di controllo di linea attraverso: uscite digitali (PNP/NPN) per attivazione di attuatori (espulsori, marcatori); uscite analogiche per visualizzazione su HMI; interfacce digitali (RS-485, Profinet, EtherCAT, IO-Link, OPC UA) per integrazione completa con PLC e MES. La parametrizzazione (teach-in, soglie, tolleranze) si effettua localmente con tasti dedicati o da PC tramite software del costruttore. I sensori sono in genere robusti, con grado di protezione IP65-IP67, batterie integrate non necessarie (alimentazione 24 V DC industriale).

Criteri di scelta

La selezione del sensore di colore considera: range di colori da discriminare (alcuni sensori sono ottimizzati per certi colori); risoluzione di colore richiesta (per discriminare colori simili serve sensibilità superiore); distanza di lavoro e dimensione dello spot; velocità del prodotto (per sincronizzazione con il trigger di linea); interfacce di integrazione con PLC; condizioni operative (polveri, vibrazioni, temperature, umidità); facilità di parametrizzazione e cambio prodotto (per produzioni con frequenti cambi di codice).