Beleuchtung für Maschinelles Sehen zur Qualitätskontrolle
- Branchenübergreifende Kontrollaufgaben, die allen Branchen gemeinsam sind.
- Konzentrieren Sie sich auf die Aufgabe, nicht auf ein einzelnes Produkt oder Material.
- Aufgaben von der Dimensionsmessung bis hin zu Code-Lesung und Lecksuche.
- Je nach Prüfziel werden Techniken wie Hintergrundbeleuchtung, UV-Licht und Blitzlicht eingesetzt.
- Jeder Anwendungshinweis enthält einen Link zu den entsprechenden RODER-Produkt- und Technologieseiten.
Bestimmte Prüfaufgaben wiederholen sich branchenübergreifend. Dimensionsmessung, Fehlererkennung, Code-Lesen und Anwesenheitsprüfung kommen in nahezu jeder Fertigungslinie vor. Zudem lassen sich diese Aufgaben unabhängig vom Produkt mit denselben Beleuchtungsprinzipien lösen. Aus diesem Grund gruppiert dieser Hub branchenübergreifende Anwendungshinweise nach Aufgabenbereichen und nicht nach Branchen. Er stellt die gängigsten Maßnahmen der Qualitätskontrolle vor. Zudem verweist jede Anleitung auf die empfohlene Technik sowie auf die passenden Roder Vision-Produkte. Kurz gesagt: Er ist der Einstiegspunkt für Ingenieure, die mit Aufgaben in den Bereichen Messung, Fehlererkennung, Code-Lesen und Rückverfolgbarkeit befasst sind. Darüber hinaus bündelt er das branchenübergreifende Know-how an einem Ort.
Warum die Qualitätskontrolle von der Beleuchtung abhängt
Der Kontrast bildet die Grundlage jeder Prüfung. Eine Messung oder eine Fehlerentscheidung ist nur so gut wie das ihr zugrunde liegende Bild. Folglich muss die Beleuchtung einen stabilen, wiederholbaren Kontrast für das zu untersuchende Merkmal erzeugen. Daher ist die Beleuchtung der erste Schritt bei der Konzeption und nicht der letzte.
Ebenso wichtig ist die Wiederholbarkeit. Bei der Qualitätskontrolle wird jedes Teil mit festgelegten Grenzwerten verglichen. Eine sich verändernde Helligkeit verschiebt diese Grenzwerte jedoch und führt zu falschen Ergebnissen. Aus diesem Grund ist eine str omstabilisierte, flimmerfreie Beleuchtung für konsistente Entscheidungen unerlässlich.
Die Geschwindigkeit rundet das Gesamtbild oft ab. Viele Prüfvorgänge werden inline mit voller Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt. Da sich die Teile schnell bewegen, friert eine stroboskopische oder gepulste Beleuchtung die Bewegung ein und verhindert Unschärfe. Daher müssen Intensität und Zeitsteuerung auf die Produktionslinie abgestimmt sein, nicht nur auf das zu prüfende Merkmal.
Die wichtigsten Aufgaben der Qualitätskontrolle
Dieser Hub fasst mehrere universelle Aufgaben zusammen. Zunächst wird bei der Dimensionsmessung Größe, Position und Toleranz anhand der Zeichnung überprüft. Anschließend werden bei der Fehlererkennung Risse, Kratzer, Verunreinigungen und fehlende Merkmale aufgespürt. Darüber hinaus werden im Rahmen des Code-Lesens Barcodes, Data-Matrix-Codes und aufgedruckte Zeichen überprüft.
Anschließend folgen die Überprüfung der Anwesenheit und der Vollständigkeit. Dabei stellt das System sicher, dass alle Komponenten, Etiketten oder Merkmale vorhanden sind. Darüber hinaus wird jedes Teil durch lesbare Markierungen mit seinen Produktionsdaten verknüpft. Schließlich werden mithilfe spezieller Prüfverfahren unter Einsatz von Fluoreszenz Undichtigkeiten, Klebstoffe und Sicherheitsmerkmale sichtbar gemacht.
Kleinteile verdienen eine besondere Erwähnung. Winzige Bauteile erfordern eine hohe Vergrößerung und ein scharfes Konturbild. Da die Schärfentiefe gering ist, kommt es auf helles und gleichmäßiges Licht an. Daher werden bei der Mikroinspektion häufig Miniatur-Hintergrundbeleuchtungen eingesetzt.
Empfohlene Beleuchtungstechniken
Jede Aufgabe ist einer bestimmten Technik zugeordnet. Bei der Maßprüfung sorgt die Hintergrundbeleuchtung für die scharfen, kontrastreichen Kanten, die für eine Genauigkeit im Subpixelbereich erforderlich sind. Bei Oberflächenfehlern hebt die Dunkelfeldbeleuchtung das Relief von Kratzern und Markierungen hervor. Zur Durchführung von Fluoreszenzprüfungen regt ultraviolettes Licht Marker und Beschichtungen an.
Das Code-Lesen erfordert eine eigene Vorgehensweise. Da sich die Teile häufig bewegen, friert ein hochintensives Stroboskoplicht in Kombination mit der richtigen Verschlusszeit den Code ein. Im Gegensatz dazu kann bei glänzenden Etiketten auch ein Diffusor erforderlich sein, um Reflexionen zu vermeiden. Daher werden Geometrie, Intensität und Zeitablauf gemeinsam festgelegt.
Das Umgebungslicht ist der letzte zu berücksichtigende Faktor. In der Nähe einer offenen Leitung kann Streulicht das Bild stören. Daher sorgt ein Monochromatisches Licht mit einem passenden Filter für einen stabilen Kontrast. Zudem hält ein stabiler Treiber die Lichtintensität über alle Schaltvorgänge hinweg konstant.
Empfohlene VISIOTRONIX-Beleuchtungen
Vier Beleuchtungsserien decken die meisten Prüfaufgaben in der Qualitätskontrolle ab. Die folgende Tabelle verweist auf die jeweilige Produktseite und nennt die Aufgabe, die die Serie in der Linie übernimmt.
| Serie | Beleuchtungsfamilie | Typischer Einsatz | |
|---|---|---|---|
 | BL3-Serie | LED-Durchlichtbeleuchtungen | Durchlicht für die dimensionelle Messung mit Subpixel-Kantendefinition |
 | DC6-Serie | LED-Ringbeleuchtungen | Schattenfreies Licht rund um das Objektiv für Anwesenheits-, Positions- und Codeprüfungen |
 | FD2-Serie | LED-Flat-Dome-Beleuchtungen | Diffuses Licht für glänzende und reflektierende Oberflächen ohne Glanzlichter |
 | DL6-Serie | LED-Flächenbeleuchtungen | Gleichmäßiges Direktlicht für allgemeine Prüfstationen und Multitasking-Zellen |
Bei den meisten Aufgaben der Qualitätskontrolle kommt eine ausgewählte Gruppe von Beleuchtungseinheiten zum Einsatz. Für Messungen und Silhouettenprüfungen wählen Sie LED-Hintergrundbeleuchtungen. Bei der Code-Lesung und der Prüfung auf Oberflächenfehler verwenden Sie LED-Balkenleuchten oder LED-Ringleuchten. Für fokussierte oder UV-Prüfungen sollten Sie LED-Punktleuchten in Betracht ziehen.
Werden ultraviolette oder spezielle Wellenlängen benötigt, liefert VISIOTRONIX kundenspezifische Konfigurationen auf Anfrage. Über die Katalogoptionen hinaus bietet das Unternehmen auch technische Unterstützung für OEM- und Sondergeometrien. In der Praxis macht die richtige Kombination aus Geometrie, Wellenlänge und Timing jede Qualitätsprüfung stabil und wiederholbar. Gehen Sie daher von der Applikationsschrift aus, die zu Ihrer Aufgabe passt, und folgen Sie anschließend den Links zu den Technologie- und Produktseiten.
Rückverfolgbarkeit und Dokumentation
Die Rückverfolgbarkeit spielt mittlerweile eine zentrale Rolle bei der Qualitätskontrolle. Jedes Teil ist mit einem Code versehen, der es mit seinem Produktionsdatensatz verknüpft. Folglich ist eine zuverlässige, blendfreie Lesbarkeit eine Grundvoraussetzung und kein Luxus. Daher unterstützt eine kontrollierte Beleuchtung sowohl die Prüfung als auch die Rückverfolgbarkeit.
Die Dokumentation schließt den Kreislauf. Ergebnisse und Bilder werden für Audits und die kontinuierliche Verbesserung protokolliert. Darüber hinaus gewährleistet eine dokumentierte Beleuchtungskonfiguration, dass die Prüfung im Laufe der Zeit wiederholbar bleibt. Dadurch schützt eine gleichbleibende Beleuchtung sowohl die Qualität als auch die Nachvollziehbarkeit.
Anwendungshinweise zur Qualitätskontrolle
Die folgenden Anwendungshinweise beschreiben branchenübergreifende Qualitätskontrollen. In jedem Fall werden in dem jeweiligen Hinweis das Problem, die empfohlene Beleuchtung sowie die entsprechenden RODER-Produkte erläutert.
Durchlicht auf sehr kleinen Objekten
Miniatur-Hintergrundbeleuchtungen werfen scharfe Schatten winziger Bauteile. Daher bleibt die Dimensionsmessung und Fehlererkennung auch bei sehr kleinen Objekten zuverlässig.
Präzise Maßmessung
Die äußerst gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung sorgt für scharfe Kanten bei der Subpixel-Messung. Dadurch wird bei der Dimensionsmessung höchste Genauigkeit ohne Oberflächenrauschen erreicht.
Leckortung mittels UV-Fluoreszenz
UV-Licht regt fluoreszierende Marker in Klebstoffen und Dichtungen an. Dadurch werden Undichtigkeiten, Sicherheitsmarkierungen und fehlende Raupen deutlich sichtbar.
Das Lesen unscharfer Barcodes
Ein hochintensives Blitzlicht in Verbindung mit der richtigen Verschlusszeit friert Bewegungen ein. Daher bleiben Barcodes und Datamatrix-Codes auf sich schnell bewegenden Teilen lesbar.
Häufig gestellte Fragen
Die Hintergrundbeleuchtung ist die Standardmethode für Messungen. Da sie eine scharfe Silhouette erzeugt, werden Kanten präzise definiert und die Oberflächenstruktur wird außer Acht gelassen. Dadurch erreichen Visionssysteme bei der Dimensionsmessung eine Genauigkeit im Subpixelbereich.
Kombinieren Sie ein hochintensives Stroboskoplicht mit einer kurzen Verschlusszeit. Der kurze, helle Blitz friert die Bewegung ein, sodass der Code scharf bleibt. Dadurch bleiben Barcodes und Datamatrix-Codes auch bei hoher Liniengeschwindigkeit lesbar.
UV-Licht löst bei vielen Markierungsstoffen und Klebstoffen eine Fluoreszenz aus. Dadurch werden Undichtigkeiten, fehlende Klebstoffraupen und Sicherheitsmarkierungen sichtbar gemacht, die unter weißem Licht unsichtbar bleiben. Für diese Prüfungen ist UV-Licht die direkteste Lösung.
Kleine Teile erfordern eine hohe Vergrößerung und eine geringe Schärfentiefe. Eine Miniatur-Hintergrundbeleuchtung erzeugt einen scharfen Schatten, wodurch die Kanten klar abgegrenzt bleiben. Dadurch bleiben Dimensionsmessungen und die Fehlererkennung auch bei winzigen Objekten zuverlässig.
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RODER Abteilung Messinstrumente : www.innovacheck.com
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