Sensores de color industriales

Los sensores de color industriales (cromaview, color sensor) son dispositivos dedicados a la inspección automática del color de productos en movimiento en líneas de producción. Utilizan fuentes luminosas de LED RGB o blancos y fotodetectores de tres o más canales para medir con rapidez (en milisegundos) la coordenada de color de un punto de la superficie del producto. Se emplean en la inspección de pinturas, plásticos coloreados, etiquetas, alimentos, productos textiles, papel, envases y productos farmacéuticos y cosméticos, en el control de tono y en la identificación de códigos de color. Sustituyen con eficacia el control visual del operario, eliminando la subjetividad y garantizando una inspección al 100 %.

Principio de funcionamiento

Los sensores de color industriales utilizan una fuente luminosa estabilizada (LED blancos o RGB) para iluminar la superficie del producto; la luz reflejada es captada por fotodetectores dotados de filtros ópticos de color (rojo, verde, azul – filtros triestímulo según la CIE) que miden la intensidad luminosa en cada una de las tres bandas espectrales. Los algoritmos internos convierten los tres valores en coordenadas de color normalizadas (CIE L*a*b* o L*c*h*) o en valores de intensidad RGB para cada canal. En aplicaciones avanzadas se utilizan sensores multiespectrales de más de 3 canales para mejorar la discriminación entre colores similares (metamerismo).

Modos de funcionamiento

Los sensores de color industriales funcionan en varios modos: el modo «teach-in» (el operario muestra al sensor una muestra de referencia; el sensor memoriza sus valores como «bueno» y señala como «rechazo» todo producto que se desvíe más allá de una tolerancia configurable); el modo «match» (el instrumento compara el color medido con una biblioteca de colores memorizados e identifica el más próximo); el modo «ΔE» (cálculo del Delta E – la diferencia de color percibida por el ojo humano según las fórmulas CIE76, CIE94 y CIE2000 – por encima de un ΔE de unos 2-3 el color se percibe como distinto). Los umbrales GO/NOGO configurables activan alarmas y rechazos automáticos.

Tipologías

Las tipologías principales son: sensores puntuales (con iluminación y recepción concentradas en un pequeño spot de 1-20 mm, para mediciones precisas en un punto concreto); sensores de fibra óptica (con sonda de medición miniaturizada conectada a la electrónica mediante fibra óptica – para aplicaciones en espacios reducidos o de difícil acceso); sensores de línea (con un campo de visión extendido a lo largo de una línea sobre el producto, para la inspección de bandas continuas); y verdaderos sistemas de visión en color (con cámaras RGB y análisis por software completo – para inspecciones complejas de productos con gráficos y patrones de color).

Aplicaciones industriales

Las aplicaciones son muy diversas: industria del automóvil (control del color de la carrocería y de las piezas interiores); industria del envase (control del color de etiquetas, cartoncillo impreso y sleeves); industria alimentaria (control de la calidad de los productos por el color – por ejemplo carne, pescado, productos de panadería, fruta y vino); industria textil (control del hilo coloreado, los tejidos y los hilos teñidos); industria farmacéutica (identificación de comprimidos y cápsulas por el color); plástico (control del color de perfiles y piezas moldeadas); industria de la madera (verificación del color del acabado en muebles); identificación automática de componentes en línea de montaje.

Integración

Los sensores de color industriales se integran en los sistemas de control de línea mediante: salidas digitales (PNP/NPN) para activar actuadores (expulsores, marcadores); salidas analógicas para su visualización en un HMI; e interfaces digitales (RS-485, Profinet, EtherCAT, IO-Link, OPC UA) para una integración completa con el PLC y el MES. La parametrización (teach-in, umbrales, tolerancias) se realiza localmente con teclas específicas o desde un PC mediante el software del fabricante. Los sensores suelen ser robustos, con grado de protección IP65-IP67, y no necesitan baterías integradas (alimentación industrial de 24 V CC).

Criterios de elección

La selección del sensor de color tiene en cuenta: la gama de colores que se deben discriminar (algunos sensores están optimizados para determinados colores); la resolución de color necesaria (discriminar colores similares exige mayor sensibilidad); la distancia de trabajo y el tamaño del spot; la velocidad del producto (para la sincronización con el disparo de línea); las interfaces de integración con el PLC; las condiciones de funcionamiento (polvo, vibraciones, temperaturas, humedad); y la facilidad de parametrización y de cambio de producto (en producciones con cambios de referencia frecuentes).