Ringleuchten sind die am weitesten verbreitete Auflichtlösung in der industriellen Bildverarbeitung. Koaxial um das Kameraobjektiv montiert, werfen sie gleichmäßiges, schattenfreies Licht direkt auf die geprüfte Oberfläche und beseitigen so die gerichteten Artefakte, die Einzelquellen-Beleuchtungen an den Rändern des Sichtfelds erzeugen.
Die Serie DC von RODER Vision deckt das gesamte Spektrum an Ringleuchten-Anforderungen ab: von kompakten Flachwinkel-Konfigurationen für die Erkennung von Oberflächenfehlern und Kratzern über flache Matrixringe hoher Dichte für beengte Einbausituationen bis hin zu großformatigen Modellen für großflächige kreisförmige Prüffelder. Die Serie RDL1 ergänzt dies um einen variablen Beleuchtungswinkel für Anwendungen, die optische Flexibilität über mehrere Produktvarianten hinweg erfordern.
Alle Serien sind in mehreren Wellenlängen erhältlich — Weiß, Rot, Blau, Grün und Infrarot — mit integrierten 24-VDC-Treibern, HTTM-Wärmemanagement und vibrationsfesten M8-Steckverbindern für die direkte OEM-Integration.
Ringbeleuchtungsgerät der neuen Generation. Leistungsstarke LED-Matrix mit fortschrittlicher Wärmekontrolle.
Neue Ringserie. Entwickelt für die nächste Generation von automatischen Inspektionssystemen.
LED-Ringleuchten für die industrielle Bildverarbeitung: technischer Leitfaden und Auswahlkriterien
Ringleuchten spielen eine zentrale Rolle in der automatisierten optischen Inspektion. Ihre konzentrische Geometrie um die optische Achse der Kamera erzeugt eine gleichmäßige, diffuse bis direkte Auflichtbeleuchtung, die von Natur aus frei ist von den winkelbedingten Schatten und Kontrastverläufen außeraxialer Lichtquellen. Für jede Prüfaufgabe, bei der die Kamera über dem Bauteil sitzt und das Sichtfeld annähernd kreisförmig oder quadratisch ist, ist die Ringleuchte der natürliche Ausgangspunkt der Beleuchtungsauslegung.
Das Verständnis der technischen Parameter der Ringbeleuchtung — Einfallswinkel, Flussdichte, räumliche Gleichmäßigkeit und Arbeitsabstand — ist entscheidend für die Wahl der richtigen Serie und die Vermeidung der häufigsten Integrationsfehler.
Beleuchtungswinkel: die wichtigste Auswahlvariable
Der Winkel, in dem das Licht auf die geprüfte Oberfläche trifft, bestimmt, welche Oberflächenmerkmale sichtbar werden und welche unterdrückt bleiben. Dies ist die kritischste Variable bei der Auswahl einer Ringleuchte.
Steilwinklige Beleuchtung (Licht, das in einem steilen, nahezu senkrechten Winkel auf die Oberfläche trifft) erzeugt eine helle, gleichmäßige Ausleuchtung der gesamten Oberfläche. Sie ist die Standardwahl für die Etiketten- und Druckbildprüfung, OCR- und Barcodelesung, Farbprüfung und alle Anwendungen, bei denen die Gesamtsichtbarkeit der Oberfläche und eine gleichmäßige Helligkeit wichtiger sind als die Betonung der Textur.
Flachwinklige Beleuchtung (Licht, das in einem streifenden, nahezu zur Oberfläche parallelen Winkel auftrifft) erzeugt starke Streiflichtschatten auf Oberflächenunebenheiten. Kratzer, Risse, geprägte Schrift, Formtrennnähte und Mikrodefekte auf ansonsten ebenen Oberflächen werden unter flachwinkliger Ringbeleuchtung deutlich besser sichtbar. Die Serie DC2 ist speziell für diese Geometrie ausgelegt.
Winkelvariable Beleuchtung — wie sie die Serie RDL1 bietet — erlaubt es dem Techniker, den Beleuchtungswinkel bei der Einrichtung oder beim Produktwechsel mechanisch zu verstellen. Das ist besonders wertvoll in flexiblen Fertigungszellen, in denen sich mehrere Bauteiltypen eine Bildverarbeitungsstation teilen.
Flaches Profil vs. Standardprofil: Integrationsrandbedingungen
Das mechanische Format der Ringleuchte bestimmt unmittelbar die Machbarkeit der Integration. Ringleuchten mit Standardprofil bieten mehr Spielraum beim Arbeitsabstand, benötigen aber mehr axialen Bauraum zwischen Kamera und Bauteil. Flachprofil-Matrixringleuchten — die Serien DC3, DC4, DC5, DC6 und DC7 — verringern den axialen Bauraum erheblich und ermöglichen eine nahe Montage in Maschinen mit begrenzter Bauhöhe.
Für robotergeführte Kamerasysteme und Prüfwerkzeuge am Armende sind Flachprofilringe fast immer die richtige Wahl. Ihre geringere Masse und der minimale Überstand über das Kameragehäuse hinaus vereinfachen sowohl die Konstruktion als auch die Kollisionsvermeidungsprogrammierung.
Flussdichte und Hochgeschwindigkeitsanwendungen
Schnelle Produktionslinien stellen hohe Anforderungen an die Helligkeit der Beleuchtung. Industriekameras mit kurzen Belichtungszeiten — bei schnellen Förderbandanwendungen typischerweise unter 500 Mikrosekunden — benötigen einen entsprechend höheren Lichtstrom, um eine ausreichende Bildbelichtung zu erhalten. Ringleuchten für den reinen Dauerbetrieb können bei diesen Geschwindigkeiten unzureichend sein.
Die Serien DC4 und DC5 verfügen über integrierte Fokussierlinsen und LED-Matrizen hohen Flusses, die eine konzentrierte, hochintensive Lichtabgabe für anspruchsvolle Dauerbetriebsanwendungen liefern. Für Anwendungen mit Blitz- oder Overdrive-Betrieb kann ein externer Impulscontroller kompatible RODER-Ringleuchten mit Spitzenströmen weit über dem Dauerwert ansteuern und so einen Lichtstrom im Puls erzeugen, der ein Mehrfaches der CW-Spezifikation beträgt — ohne thermisches Risiko, sofern die Grenzen des Tastverhältnisses eingehalten werden.
Wellenlängenwahl bei der Ringbeleuchtung
Die Wahl der LED-Wellenlänge bei Ringleuchten folgt denselben Grundsätzen wie jede Beleuchtung in der Bildverarbeitung: Ziel ist der Kontrast zwischen dem interessierenden Merkmal und dem umgebenden Material.
- Rot (620–640 nm) erhöht den Kontrast auf organischen Materialien, dunklem Gummi und gedruckter Schrift auf hellen Substraten. Es ist die am häufigsten spezifizierte Wellenlänge für Ringbeleuchtung im allgemeinen Einsatz.
- Blau (450–470 nm) erhöht die Auflösung feiner Oberflächenmerkmale und verbessert den Kontrast auf gelben, grünen und goldfarbenen Materialien. Weit verbreitet in der Leiterplatten- und Elektronikprüfung.
- Grün (520–530 nm) liefert ausgewogenen Kontrast über ein breites Spektrum industrieller Werkstoffe und ist auf metallischen Oberflächen wirkungsvoll.
- Infrarot (850 nm und darüber) durchdringt bestimmte Beschichtungen, Druckfarben und Verpackungsmaterialien und legt darunterliegende Merkmale frei, die im sichtbaren Spektrum unsichtbar bleiben.
- Weiß eignet sich für Farbmessaufgaben und für Anwendungen, bei denen mehrere Merkmalsarten gleichzeitig ausgewertet werden müssen.
Die Serie DC von RODER im Überblick
| Serie | Profil | Wichtigstes Merkmal | Haupteinsatzgebiet |
|---|---|---|---|
| DC2 | Standardprofil | Flachwinklige Beleuchtung | Oberflächenfehler, Kratzererkennung |
| DC3 | Flach, hoher Fluss | Hohe Helligkeit, kompakt | Allgemeine Prüfung, beengte Einbauräume |
| DC4 | Flach, integrierte Linsen | Fokussierte, konzentrierte Lichtabgabe | Hochgeschwindigkeits- und kontrastreiche Aufgaben |
| DC5 | Flach, Matrix hohen Flusses | Anspruchsvolle Dauerprüfung | Elektronik- und Automobilkomponenten |
| DC6 | Flache Matrix, kompakt | Hohe Dichte, Format für Kameramontage | Kompakte OEM-Integration |
| DC7 | Großformatige flache Matrix | Großflächige kreisförmige Abdeckung | Große Bauteile, Prüfung mit weitem Feld |
| DC8 | Neue Generation | Fortschrittliches Wärmemanagement | AOI-Systeme der nächsten Generation |
| DC9 | Neue Generation | Matrix mit hoher Lichtabgabe | Automatisierte Prüflinien |
| RDL1 | Verstellbarer Winkel | Multigeometrische Flexibilität | Flexible Mehrprodukt-Stationen |
Empfehlungen zur Integration
Ringleuchten arbeiten am besten, wenn der Innendurchmesser mit minimalem Spiel auf den Objektivdurchmesser der Kamera abgestimmt und der Außendurchmesser so bemessen ist, dass er das gesamte Sichtfeld im vorgesehenen Arbeitsabstand abdeckt. Ist der Ring gegenüber dem Sichtfeld zu klein, entsteht die charakteristische Eckenabschattung im aufgenommenen Bild — ein häufiger Einrichtungsfehler, der sich durch korrekte Auslegung vor der Installation vollständig vermeiden lässt.
Erzeugt eine Ringleuchte auf polierten oder spiegelnden Oberflächen eine zu starke zentrale Reflexion, ist ein Flachdome-Beleuchtung der RODER-Serie FD die empfohlene Alternative. Die Serie FD erzeugt eine vollständig diffuse Beleuchtung, die Glanzlichter auf der gesamten Oberfläche beseitigt, und ergänzt damit das Ringleuchten-Programm für die Prüfung reflektierender Oberflächen.
Für Unterstützung bei anwendungsspezifischen Konfigurationen steht Ihnen das technische Team von RODER Vision bei Auslegung der Beleuchtung, Wellenlängenwahl und Integrationsplanung zur Verfügung.