Flachdomleuchten sind die maßgebliche Lösung für die Prüfung von Oberflächen, an denen jede andere Beleuchtungstechnik scheitert. Polierte Metalle, lackierte Bauteile, Glas, gekrümmte Geometrien und stark reflektierende Werkstoffe haben ein gemeinsames Problem: Gerichtete Lichtquellen – Ringleuchten, Balkenleuchten und Spots – erzeugen spiegelnde Reflexionen, die Oberflächenmerkmale verdecken, den Kontrast verfälschen und eine gleichbleibende Bildaufnahme unmöglich machen.
Eine Flachdomleuchte löst dies, indem sie das geprüfte Teil gleichzeitig aus allen Richtungen mit Licht umgibt und so ein vollkommen diffuses, omnidirektionales Beleuchtungsfeld erzeugt. Schatten entfallen. Spiegelnde Glanzlichter verschwinden. Die Kamera erhält ein gleichmäßiges, blendfreies Bild der tatsächlichen Oberfläche und zeigt Farbabweichungen, Beschichtungsfehler, Oberflächenverunreinigungen und Montageabweichungen, die unter jeder gerichteten Lichtquelle unsichtbar blieben.
Die FD-Serie von RODER Vision reicht von kompakten Tischkonfigurationen bis zu fortschrittlichen flachen Bauformen für die Montage am Roboterarm und für OEM-Installationen mit begrenztem Bauraum.
Bildverarbeitungsbeleuchtung – Flachdom
LED-Flachdomleuchten für die industrielle Bildverarbeitung: technischer Leitfaden und Auswahlkriterien
Von allen Beleuchtungsgeometrien der industriellen Bildverarbeitung ist der Flachdom die spezialisierteste und – in den passenden Anwendungen – die leistungsfähigste. Sein optisches Prinzip unterscheidet sich grundlegend von jeder Auflichtalternative: Statt Licht aus einer Richtung oder aus einer festen Anordnung von Richtungen zu projizieren, schafft ein Flachdom eine geschlossene Beleuchtungsumgebung, in der das Licht die geprüfte Oberfläche aus jedem Raumwinkel der darüberliegenden Halbkugel erreicht. Das Ergebnis ist die vollständigste Unterdrückung gerichteter Artefakte – Schatten, spiegelnder Reflexionen und winkelabhängiger Kontrastverläufe –, die mit LED-Technik erreichbar ist.
Zu wissen, wann ein Flachdom die richtige Wahl ist und wie er korrekt integriert wird, entscheidet darüber, ob das Prüfsystem zuverlässige Ergebnisse liefert oder gerade an den schwierigsten Oberflächen der industriellen Fertigung scheitert.
Das optische Prinzip: warum diffuses Licht Reflexionen beseitigt
Beleuchtet eine gerichtete Lichtquelle – eine Ringleuchte, eine Balkenleuchte oder ein Spot – eine spiegelnde Oberfläche, entsteht im Winkel der Spiegelreflexion ein helles Glanzlicht. Dieses Glanzlicht übersteuert den Kamerasensor örtlich und verdeckt Oberflächenmerkmale genau dort, wo geprüft werden soll. Je polierter oder gekrümmter die Oberfläche, desto stärker fällt dieser Effekt aus.
Die Flachdomleuchte setzt auf optischer Ebene an. Das Licht tritt von allen Seiten in den Domhohlraum ein und wird von einer hochtransmittierenden Diffusorscheibe zwischen LED-Array und Abstrahlfläche gestreut. Wenn das Licht das Teil erreicht, hat es keine vorherrschende Richtungskomponente mehr. Jeder Punkt der Oberfläche wird aus allen Winkeln gleich beleuchtet: Die Spiegelreflexion verteilt sich gleichmäßig über den gesamten Sensor und sinkt auf ein unmerkliches Hintergrundniveau, statt als örtliches übersteuerndes Glanzlicht zu erscheinen.
Das ist keine Softwarekorrektur und kein Nachbearbeitungseffekt. Es ist eine physikalische Eigenschaft der Beleuchtungsgeometrie, die das aufgenommene Bild von Grund auf sauberer und gleichmäßiger macht als jede Alternative.
Hauptanwendungen
Polierte und hochglänzende Metallbauteile – Drehteile, Stanzteile, eloxiertes Aluminium und verchromte Oberflächen stellen extreme Spiegelungsaufgaben dar. Die Flachdombeleuchtung stellt sie gleichmäßig hell dar und zeigt Oberflächenverunreinigungen, Mikrokratzer, Beschichtungsfehler und Gravuren mit gleichbleibendem Kontrast über das gesamte Sichtfeld.
Lackierte und beschichtete Oberflächen – Farbabweichungen, Orangenhaut, Schwankungen der Schichtdicke und Lackfehler an Automobilbauteilen, Konsumgütern und Industrieteilen lassen sich nur unter diffusem Licht zuverlässig erkennen, das gerichtete Blendartefakte ausschließt.
Glas und optische Bauteile – Flachglasscheiben, Linsen, Displayabdeckungen und transparente Schutzfolien erfordern diffuses Licht, um Einschlüsse, Blasen, Beschichtungsfehler und Oberflächenverunreinigungen ohne störende Spiegelbilder der Leuchte selbst sichtbar zu machen.
Gekrümmte und unregelmäßige Geometrien – Kugeln, Lager, gewölbte Gehäuse und freiform-gespritzte Teile erzeugen unter gerichtetem Licht örtlich wechselnde Spiegelreflexionen. Die Flachdombeleuchtung passt sich in jedem Punkt der lokalen Oberflächenneigung an und hält den Kontrast unabhängig von der Krümmung gleichmäßig.
Roboterführung und Pick-and-Place – In Bildverarbeitungssystemen am Roboterarm erlaubt die kompakte, flache Bauform des Flachdoms die Montage in unmittelbarer Nähe direkt am Roboterwerkzeug. Sie liefert eine stabile, reproduzierbare Beleuchtung für Teileerkennung und Lagebestimmung in jeder Ausrichtung des Roboterarbeitsraums – eine entscheidende Voraussetzung für zuverlässiges Pick-and-Place an reflektierenden Bauteilen.
Flachdom und Standarddom: die wesentlichen Unterschiede
Eine herkömmliche Domleuchte umschließt das Teil in einem halbkugelförmigen Hohlraum und bietet hervorragende Streuung – auf Kosten eines erheblichen Bauvolumens und eines eingeschränkten Zugangs zum Prüfbereich. Der Flachdom erreicht eine vergleichbare Streuwirkung in einer flachen Bauform, die mechanisch zu den üblichen Montagekonfigurationen der Bildverarbeitung passt.
Dieser geometrische Unterschied wirkt sich unmittelbar auf die Integration aus. Flachdome werden wie jede andere Flächenleuchte montiert: über dem Teil in definiertem Arbeitsabstand, wobei die Kamera durch eine zentrale Öffnung blickt. Standarddome verlangen, das Teil in den Domhohlraum zu legen, was den Durchsatz begrenzt und die Auslegung der Prüfstation mechanisch einschränkt. Für die weitaus meisten Inline-Anwendungen in der Industrie ist der Flachdom die praxisgerechte Lösung.
Die RODER FD Serie auf einen Blick
| Serie | Profil | Wichtigstes Merkmal | Haupteinsatzgebiet |
|---|---|---|---|
| FD1 | Standardprofil | Kompakte, gleichmäßige diffuse Abstrahlung | Allgemeine Prüfung reflektierender Oberflächen |
| FD2 | Fortschrittlich | Leistungsstarke Diffusionstechnik | Glänzende Oberflächen, blendempfindliche Prüfaufgaben |
| FD3 | Flache Bauform | Minimale axiale Bauhöhe | OEM-Integration, Montage am Roboterarm |
Hinweise zur Integration
Flachdomleuchten arbeiten optimal, wenn die aktive Abstrahlfläche das gesamte Sichtfeld mit einem Rand von mindestens 20–30 % auf jeder Seite überdeckt. Ein gegenüber dem Sichtfeld zu klein gewählter Dom bringt am Bildrand wieder gerichtete Randeffekte ein und hebt den Zweck der diffusen Beleuchtung teilweise auf.
Der Arbeitsabstand ist ein nachrangiger Parameter. Flachdome reagieren weniger empfindlich auf Änderungen des Arbeitsabstands als fokussierte Leuchten; zu große Arbeitsabstände verringern jedoch die wirksame Bestrahlungsstärke an der Oberfläche und können Fremdlicht die Bildgleichmäßigkeit beeinträchtigen lassen. Für die meisten Anwendungen ist ein Arbeitsabstand von 50–200 mm über der Teileoberfläche geeignet, abhängig von Domgröße und gefordertem Sichtfeld.
Wo ein Flachdom allein an bestimmten Merkmalen nicht genügend Kontrast erzielt – etwa wenn neben der Reflexunterdrückung auch eine ausgeprägte Kantendefinition gefordert ist –, kann eine kombinierte Beleuchtungsstrategie mit dem Flachdom als Hauptquelle und einer leistungsschwachen Ringleuchte als Zusatzquelle die Prüfmöglichkeiten erweitern, ohne die diffuse Grundgeometrie zu beeinträchtigen.
Für Anwendungsunterstützung oder kundenspezifische Konfigurationen steht Ihnen das technische Team von RODER Vision für eine direkte Beratung zur Verfügung.