Koaxialbeleuchtungen für industrielle Bildverarbeitung

Oberfläche und Lage zuerst prüfen

Koaxialbeleuchtungen sind Auflichtbeleuchtungen: Sie führen das Licht über einen Strahlteiler von der Kameraseite annähernd entlang der Kameraachse auf das Prüfteil. Der Strahlteiler führt das Licht zum Prüfteil, während die Kamera durch denselben Aufbau auf das Objekt blickt. Eine ebene, zur Kamera ausgerichtete Fläche kann viel Licht in das Objektiv zurückwerfen. Geneigte, vertiefte, raue oder anders reflektierende Bereiche senden einen anderen Anteil zurück und können sich im Bild abheben. Ob ein Merkmal hell oder dunkel erscheint, hängt von Material, Geometrie, Ausrichtung und Belichtung ab.

Koaxiallicht ist deshalb vor allem bei weitgehend ebenen, reflektierenden Prüfteilen ein sinnvoller Testkandidat. Wölbung, starke Verkippung, tiefe Strukturen oder wechselnde Teilelage können Helligkeitsverläufe und Abschattungen erzeugen. Die Beleuchtung kontrolliert den Strahlengang, beseitigt aber nicht jede Spiegelung. Eine pauschale Freigabe für Metall, Glas oder Leiterplatten wäre ohne konkretes Prüfteil nicht belastbar.

Nutzbares Sichtfeld und Mechanik abgleichen

Abstrahlfläche beziehungsweise Beleuchtungsbereich und Kamera-Sichtfeld müssen gemeinsam betrachtet werden. Ein nominell passendes Leuchtmaß ist nicht mit gleichmäßiger Nutzbarkeit bis zum Bildrand gleichzusetzen. Objektiv, Blende, Arbeitsabstand, Bauteilneigung und mechanische Öffnungen beeinflussen den tatsächlich verwendbaren Bereich.

Die lokalen Produktdaten verwenden für Leucht- und Gehäusemaße nicht überall dieselben Feldbezeichnungen. Vergleichen Sie deshalb Maßzeichnung und Herstellerdaten statt nur eines einzelnen Filterwerts. Auch das Objektiv muss mechanisch in den vorgesehenen Strahlengang passen. Gehäusehöhe und Kabelabgang sind für engen Einbauraum ebenso relevant wie die Leuchtfläche.

Für eine technische Vorauswahl werden benötigt:

• Prüfoberfläche: Material, Glanzgrad, Rauheit, Ebenheit und zulässige Neigung.
• Merkmal: Art, Größe und gewünschter Kontrast von Druck, Ätzung, Gravur, Kante oder Struktur.
• Optik: Sensorgröße, Objektivabmessung, Brennweite, Blende, Sichtfeld und Arbeitsabstand.
• Prozess: Takt, Bewegung, Belichtungszeit und benötigter Dauer- oder Blitzbetrieb.
• Integration: Versorgung beziehungsweise Controller, Anschluss, Kabellänge, Wärmeabfuhr, Schutzart und Einbauraum.

Wellenlänge, Sensor, Objektiv, Filter und Strahlteiler müssen optisch zusammenpassen. Das gilt besonders für IR- und UV-Varianten. Arbeitsabstand und Schutzart fehlen bei einem Teil der gelisteten Produktdaten. Solche Werte dürfen nicht aus ähnlichen Modellen abgeleitet werden.

Andere Geometrien als Gegenprobe

Ringlicht lässt sich häufig kompakter um das Objektiv montieren, erzeugt auf spiegelnden Flächen aber andere Glanzzonen. Dunkelfeld kann topografische oder streuende Merkmale stärker gewichten. Dombeleuchtung verteilt Licht aus mehreren Richtungen und kann bei gekrümmten, komplex reflektierenden Teilen ruhiger wirken. Keine dieser Klassen ist generell überlegen. Das relevante Merkmal und die Teilegeometrie bestimmen die Auswahl.

Für einen Vergleich sollten neben Gut- und Schlechtteilen auch zulässige Lage- und Oberflächenschwankungen vorliegen. Kamera, Objektiv und Belichtung bleiben zwischen Testvarianten möglichst konstant. So lässt sich erkennen, ob der Kontrast aus der Beleuchtungsgeometrie stammt und innerhalb der realen Prozessgrenzen erhalten bleibt.

Wenn ein Polarisationskonzept vorgesehen ist, wird es als Teil des gesamten Strahlengangs getestet. Polarisationsfilter können bestimmte Reflexanteile verändern, kosten aber Licht und ersetzen keine passende Geometrie. Vor einer Bestellung sollten außerdem Quelle und Stand der Maß-, Controller- und Spektralangaben festgehalten werden. Das ist besonders wichtig, wenn ein bestehendes Modell ersetzt wird oder ähnliche Varianten in den Produktdaten unterschiedlich vollständig beschrieben sind.