Teledyne DALSA AxCIS

Principais vantagens

• Combina inspeção de superfície e medição dimensional em uma única passagem, eliminando a necessidade de sistemas separados
• Escala de 400 mm a 1.500 mm de largura de escaneamento, em monocromático e RGB, dentro de uma única carcaça
• Atinge até 120 kHz de velocidade de linha em monocromático, ou 60 kHz por canal em inspeção RGB
• Amplia a faixa dinâmica em materiais reflexivos por meio de HDR paralelo no próprio chip, sem a perda de velocidade habitual
• Elimina lacunas de pixels nos limites do sensor por meio de um design escalonado e calibrado de fábrica, com precisão de ±14 µm
• Suporta longos trechos de cabo e ambientes com interferência elétrica graças a uma interface de fibra CLHS imune a EMI

O que é um sensor de imagem de contato?

Um Sensor de Imagem de Contato integra iluminação, ótica e elementos detectores em uma única carcaça compacta, posicionada próxima à superfície do material a uma distância de trabalho de 13,9 mm.

Essa geometria fixa elimina as variáveis introduzidas por lentes externas, foco ajustável e costura (stitching) de múltiplas câmeras, gerando uma imagem 1:1 estável da superfície em toda a largura de escaneamento e permitindo uma medição posicional real sem esforço adicional de calibração em campo.

Os componentes de um sensor de imagem por contato

Arquitetura escalonada: a base de engenharia para metrologia real

A decisão de engenharia central por trás do AxCIS é sua disposição escalonada de sensores. Os designs CIS convencionais posicionam os chips sensores lado a lado, deixando lacunas nos limites onde os valores de pixel são interpolados em vez de medidos diretamente.

O AxCIS, em vez disso, sobrepõe os chips em uma disposição escalonada par/ímpar, gerando uma imagem contínua com cada pixel calibrado de fábrica com precisão posicional de ±14 µm. É isso que permite que o AxCIS funcione como um instrumento de medição, e não apenas como um sistema de imagem para inspeção de superfície.

Design de sensor CMOS quadlinear escalonado
Captura uma única imagem em cores sem emendas em toda a largura de escaneamento, eliminando pontos cegos e artefatos de costura (stitching) por software.

Conjuntos de lentes telecêntricas GRIN integrados
Mantém um caminho óptico perfeitamente perpendicular e garante imagens fiéis à escala, com distorção geométrica mínima e ampliação praticamente constante.

Carcaça mecânica ultracompacta e de perfil baixo
Requer espaço vertical mínimo acima da bobina e se encaixa facilmente em espaços reduzidos entre roletes transportadores.

Interface de fibra Camera Link HS SFP+
Conecta cada módulo por meio de um único link de fibra, simplificando o roteamento de cabos com imunidade total a EMI em trechos de até 300 m. 

Arquitetura modular de alimentação de 24 V DC 
Alimenta o sensor e a iluminação em conjunto por meio de um único cabo por unidade de comprimento base, reduzindo o espaço necessário no painel de controle e os possíveis pontos de falha no cabeamento ao longo de toda a largura de escaneamento.

Controle independente de iluminação multiplanar 
Controla a exposição e o ganho de até três planos de iluminação estroboscópica de forma independente, capturando com precisão as superfícies metálica e revestida de um eletrodo de bateria em uma única passagem.

Proteção contra poeira IP60 
Protege o sensor e a ótica contra partículas no ar em ambientes como corte de fibra de carbono, produção têxtil e salas secas de baterias.

Iluminação LED substituível em campo 
Permite substituir a iluminação por meio de conectores USB-C no local, sem precisar substituir o cabeçote do sensor, reduzindo o tempo de inatividade por manutenção.

Modo HDR nativo de exposição dupla por hardware 
Captura simultaneamente defeitos escuros e reflexos intensos, mantendo a velocidade total de inspeção em materiais altamente especulares. 

Inspeção de eletrodos de bateria e células pouch

A fabricação de eletrodos de bateria exige a inspeção simultânea do coletor de corrente metálico e do material de revestimento ativo, materiais com características ópticas fundamentalmente diferentes. O modo de 2 planos do AxCIS resolve isso diretamente: cada plano de iluminação é controlado de forma independente em exposição e ganho, permitindo capturar as duas superfícies em uma única passagem sem comprometer a velocidade. A precisão metrológica de ±14 µm oferece suporte ao controle dimensional das dimensões do eletrodo, posições das bordas do revestimento e geometria das abas (tabs).

Inspeção de vidro plano, aço e fibra de carbono

Em materiais de bobina rígidos ou semirrígidos, nos quais a continuidade da superfície e a conformidade dimensional são essenciais, o AxCIS oferece a combinação de alta velocidade de linha (120 kHz em mono) e metrologia rastreável exigida pelo controle de qualidade em nível de produção. A distância de trabalho fixa e curta, junto com a óptica telecêntrica estável, minimiza a distorção geométrica em toda a largura de escaneamento, o que é relevante para a inspeção de camadas de fibra de carbono, avaliação de revestimentos em vidro plano e medição de superfície em bobinas de aço.

Filme, lâmina e embalagem flexível

Na produção de embalagens flexíveis e filmes finos, defeitos de superfície como microfuros, falhas no revestimento, arranhões e erros de registro de impressão precisam ser detectados de forma confiável em altas velocidades de bobina. As variantes mono e em cores do AxCIS em 300–900 dpi suportam a inspeção em campo claro de filmes plásticos, lâmina de alumínio e materiais de embalagem laminados. A proteção IP60 é relevante em ambientes com presença de poeira de corte ou resíduos de filme.

Impressão e eletrônica

Em aplicações de inspeção de impressão, as variantes em cores do AxCIS (400–800 mm) oferecem captura RGB simultânea de até 60 kHz por canal, suportando tanto a verificação de precisão cromática quanto a detecção de defeitos em papel, papelão e substratos revestidos. Na inspeção de PCBs e substratos semicondutores, a opção de iluminação coaxial permite a captura de superfícies especulares em que a iluminação difusa padrão geraria artefatos de reflexo.

STEMMER IMAGING – do componente ao sistema pronto para produção

A STEMMER IMAGING apoia a implementação do AxCIS em todas as etapas, da avaliação inicial de viabilidade até a comissão e o suporte técnico contínuo, com base em expertise nas áreas de iluminação, Frame Grabbers, software e configuração específica para cada aplicação.

O que diferencia o AxCIS de um sistema convencional de escaneamento linear multicâmera?

Um sistema convencional multicâmera exige o alinhamento mecânico de vários cabeçotes de câmera, o gerenciamento cuidadoso de campos de visão sobrepostos e um software de costura (stitching) de imagens para gerar uma imagem homogênea em toda a largura. O Teledyne DALSA AxCIS posiciona todos os chips sensores em uma única carcaça, com distância de trabalho fixa de 13,9 mm, eliminando a complexidade do alinhamento e da costura de imagens.

O que é um sensor de imagem de contato, e quando ele é a escolha certa?

Um Sensor de Imagem de Contato integra iluminação, ótica (um array de lentes Selfoc baseado em tecnologia GRIN) e elementos detectores em uma única carcaça compacta posicionada muito próxima à superfície do material. A distância de trabalho fixa e curta – 13,9 mm no AxCIS – gera uma geometria óptica estável e constante, sem a necessidade de lentes externas ou foco ajustável. A tecnologia CIS é adequada para materiais de bobina planos ou quase planos que se movem em altura constante, e menos adequada para superfícies com variações de altura significativas além da profundidade de campo de ±0,6 mm.

Como o AxCIS alcança capacidade metrológica quando a maioria dos sensores de imagem de contato não oferece esse recurso?

A maioria dos produtos CIS usa uma disposição de sensores topo a topo, na qual os chips sensores são posicionados lado a lado. Nos limites entre os chips, surgem lacunas de 10–35 µm que resultam em pixels ausentes, que precisam ser interpolados, eliminando qualquer possibilidade de medição dimensional nessas posições. O AxCIS utiliza uma disposição escalonada, na qual as linhas de sensor pares e ímpares se sobrepõem no eixo X, eliminando as lacunas de pixels. Combinada com a calibração de fábrica de cada posição de limite em relação a uma referência de alta resolução, o resultado é uma imagem contínua e ininterrupta, com precisão posicional de ±14 µm em toda a largura de escaneamento.

Qual software é compatível com o AxCIS?

O AxCIS utiliza a interface CLHS com suporte a GenTL, o que o torna compatível com qualquer framework de aquisição compatível com GenTL. O CVB (Common Vision Blox) da STEMMER IMAGING suporta nativamente a aquisição via GenTL, e o Frame Grabber Teledyne Xtium2 CLHS FX8 é recomendado tanto para configurações de módulo único quanto multimódulo. O Sapera LT também é suportado para fluxos de trabalho nativos da Teledyne. Para aplicações que exigem classificação de defeitos baseada em machine learning, as ferramentas de machine learning integradas ao CVB podem ser combinadas com o pipeline de aquisição do AxCIS.

What lighting options are available, and how do I choose between them?

O AxCIS suporta três configurações de iluminação. Os LEDs integrados do AxCIS oferecem iluminação difusa adequada para superfícies mate, como papel, tecido, couro, filme plástico e lâmina; variantes de campo claro e campo escuro limitado estão disponíveis por meio de um suporte de montagem opcional.

A iluminação externa de terceiros é conectada por meio da interface de controle estroboscópico do AxCIS, suporta até três planos de iluminação independentes e é adequada para aplicações que exigem iluminação angular de campo claro ou escuro em metais, superfícies em relevo e filmes. A iluminação coaxial – disponível das marcas CCS – é apropriada para superfícies especulares, incluindo pastilhas, vidro, PCBs e substratos metálicos.

A equipe de Engineering Services da STEMMER IMAGING pode apoiar a seleção e validação de iluminação como parte de uma avaliação de viabilidade.

Como o AxCIS lida com materiais que possuem áreas reflexivas e absorventes ao mesmo tempo, como eletrodos de bateria?

O modo de 2 planos do AxCIS atribui configurações independentes de tempo de exposição e ganho a cada plano de iluminação. Em uma célula pouch de bateria, o plano 1 pode ser configurado para o coletor de corrente metálico e o plano 2 para o revestimento ativo, permitindo capturar ambos simultaneamente em uma única passagem sem comprometer a velocidade. O modo HDR paralelo no chip amplia ainda mais a faixa dinâmica dentro de cada plano, executando as duas exposições simultaneamente em vez de dividir sequencialmente o tempo de linha disponível.

Qual hardware de Frame Grabber é necessário, e quais são as limitações de cabeamento?

O Frame Grabber recomendado é o Teledyne Xtium2 CLHS FX8. Uma placa suporta até quatro módulos AxCIS de 400 mm, cada um conectado por meio de um link de fibra SFP+ independente. Os cabos de fibra podem ter até 300 m, oferecendo flexibilidade significativa no layout do sistema e eliminando a sensibilidade a EMI em todo o trecho do cabo. A alimentação (24 V DC) e os sinais GPIO são transportados por um cabo único e separado por unidade de comprimento base de 400 mm.

A STEMMER IMAGING pode apoiar a avaliação e o comissionamento de um sistema AxCIS?

Sim. O Technical Competence Centre da STEMMER IMAGING pode fornecer testes de viabilidade estruturados com amostras de material e tipos de defeito específicos, validação de iluminação, configuração de Frame Grabber e desenvolvimento de pipeline de aquisição de imagens baseado em CVB.

Para fabricantes de máquinas OEM, a equipe de Special Solutions & Applications apoia o desenvolvimento conjunto de especificações de subsistema validadas, desde os requisitos iniciais até um design pronto para produção em série. Entre em contato com a STEMMER IMAGING para discutir o escopo de suporte relevante para o seu projeto.