Dunkelfeldbeleuchtungen für industrielle Bildverarbeitung

Das Merkmal genauer beschreiben

Dunkelfeldbeleuchtungen sind Auflichtbeleuchtungen mit sehr flachem Lichteinfall: Sie sitzen auf der Kameraseite, sodass nur Kanten, Gravuren und Fehlstellen Licht in die Kamera streuen. Dunkelfeld ist ein Beleuchtungsprinzip, kein fertiger Fehlerdetektor. Bei flachem Lichteinfall wird Licht von einer geeigneten glatten Fläche überwiegend aus dem Kamerablickfeld weg reflektiert. Kanten, Erhebungen, Vertiefungen oder Partikel können einen Teil zur Kamera streuen. Ob das gewünschte Merkmal dadurch ausreichend sichtbar wird, lässt sich nicht aus der Beleuchtungsklasse allein ableiten.

Ein rauer Grundwerkstoff streut selbst Licht und kann den Hintergrund aufhellen. Die Richtung eines Kratzers beeinflusst, wie stark er auf eine gerichtete Beleuchtung reagiert. Transparente, gewölbte, mehrschichtige oder verschmutzte Teile erzeugen weitere Reflexionswege. Für die Auswahl sollten daher Größe, Tiefe beziehungsweise Höhe, Orientierung und zulässige Abweichung des Merkmals bekannt sein.

Bauform und Einbausituation abstimmen

Ringförmiges Dunkelfeld bringt flaches Licht aus mehreren Richtungen auf das Prüfteil. Das kann bei Strukturen mit wechselnder Orientierung ein sinnvoller Kandidat sein. Eine gerichtete Low-Angle-Geometrie gewichtet eine Richtung stärker und kann entsprechend ausgerichtete Merkmale deutlicher trennen. Sichtfeld, Bauteilgeometrie und freier Einbauraum entscheiden mit.

Viele gelistete Varianten sind für kurze Arbeitsabstände spezifiziert, es gibt jedoch abweichende Bereiche. Ein pauschaler Abstandswert wäre deshalb irreführend. Der modellbezogene Arbeitsabstand muss zusammen mit Beleuchtungsbereich, Gehäusemaß, Kamera-Sichtfeld und möglichen Abschattungen geprüft werden.

Für den Produktvergleich sind besonders relevant:

• Prüfteil und Grenzmerkmal: Material, Oberfläche, Orientierung und kleinste noch relevante Abweichung.
• Aufnahmegeometrie: Sichtfeld, Arbeitsabstand, Kamerawinkel und verfügbare Einbauhöhe.
• Spektrum: Wellenlänge in Verbindung mit Materialkontrast, Sensor, Objektiv und Filtern.
• Prozess: Bewegung, Takt, Belichtungszeit, Triggerung sowie Dauer- oder Blitzbetrieb.
• Integration: Versorgung oder Controller, Anschluss, Kabellänge, Wärmeabfuhr, Schutzart und Reinigungsbedingungen.

Versorgung, Steckverbinder und Schutzart unterscheiden sich auf Variantenebene. Fehlende Angaben dürfen nicht aus einem ähnlichen Modell übernommen werden. Bei IR und UV sind zusätzlich die spektrale Eignung des Aufbaus und die produktspezifischen Sicherheitshinweise zu bestätigen.

Alternativen und Nachweis

Für reine Druck- oder Farbmerkmale kann steileres Auflicht geeigneter sein. Bei ebenen reflektierenden Flächen ist Koaxiallicht eine mögliche Alternative. Soll vor allem die Außenkontur geprüft werden und ist das Teil von hinten zugänglich, muss eine Durchlichtgeometrie separat betrachtet werden. Dunkelfeld ist somit nicht allein deshalb passend, weil eine Oberfläche glänzt. Entscheidend ist, ob der flache Einfall das konkrete Merkmal trennt.

Ein aussagekräftiger Test umfasst mehrere Gutteile und Teile mit der kleinsten relevanten Abweichung. Lage-, Oberflächen- und Prozessschwankungen sollten darin enthalten sein. Kamera, Objektiv, Belichtung und Aufbau bleiben beim Variantenvergleich möglichst gleich. Das Ergebnis gilt für diese geprüften Bedingungen und ist keine pauschale Freigabe für andere Materialien oder Abstände.

Vor dem Test sollte feststehen, welches Bildmerkmal zur Annahme oder Ablehnung führt. Neben dem visuellen Eindruck zählen der Kontrast im relevanten Bildbereich, seine Stabilität über zulässige Lage- und Oberflächenschwankungen sowie die Trennung von erlaubten Verunreinigungen. Die Beleuchtung macht ein Merkmal sichtbar. Sie legt nicht allein die spätere Auswerte- oder Abnahmegrenze fest. Diese Grenze wird im Zusammenspiel mit Kameraauflösung, Objektiv, Belichtung und Auswerteverfahren geprüft.