Tunnelbeleuchtungen für industrielle Bildverarbeitung

Tunnelbeleuchtung oder Vault-/Gewölbebeleuchtung?

Klassische Tunnelbeleuchtungen führen das Licht über eine tunnelartige, diffus wirkende Geometrie um das Prüfobjekt herum. Dadurch eignen sie sich besonders für längliche und zylindrische Bauteile wie Wellen, Rohre, Stangen oder rotationssymmetrische Komponenten.

Vault- beziehungsweise Gewölbebeleuchtungen kombinieren Eigenschaften von Dom- und Balkenbeleuchtungen. Das Licht trifft großflächig und diffus auf das Prüfobjekt, während die Kamera durch ein Sichtfenster auf die Prüfzone blickt. Je nach Ausführung kann dieses Sichtfenster linear oder rund ausgeführt sein.

Solche Beleuchtungen können sowohl bei Flächenkameras als auch bei Zeilenkamera-Anwendungen sinnvoll sein.

Typische Vorteile

Tunnelbeleuchtungen werden vor allem dann eingesetzt, wenn eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung wichtiger ist als eine stark gerichtete Beleuchtung. Typische Vorteile sind:

• gleichmäßige Beleuchtung gekrümmter und zylindrischer Oberflächen
• reduzierte harte Schatten
• geringere störende Direktreflexionen
• große zusammenhängende Beleuchtungsbereiche
• gute Voraussetzungen für Oberflächen- und Vollständigkeitsprüfungen
• je nach Modell Einsatz mit Flächen- oder Zeilenkameras
• verschiedene Lichtfarben und Wellenlängen verfügbar

Wie stark Reflexionen tatsächlich reduziert werden, hängt allerdings immer auch von Material, Oberflächenstruktur, Kamerawinkel und Werkstückgeometrie ab. Eine Tunnelbeleuchtung beseitigt Reflexionen daher nicht grundsätzlich, sondern schafft in vielen Anwendungen günstigere und reproduzierbarere Beleuchtungsverhältnisse.

Typische Anwendungen

Tunnelbeleuchtungen werden unter anderem eingesetzt für:

• Oberflächenprüfung von Wellen und zylindrischen Metallteilen
• Erkennung von Kratzern, Rissen und Fehlstellen
• Prüfung von Rohren, Stangen und rotationssymmetrischen Komponenten
• Inspektion von Verpackungen und bedruckten Oberflächen
• Kontrolle glänzender oder reflektierender Werkstücke
• Anwesenheits- und Vollständigkeitsprüfungen
• AOI-Anwendungen
• Anwendungen mit Flächenkameras oder Zeilenkameras

Tunneltyp

Der Tunneltyp bestimmt wesentlich, wie das Licht um das Prüfobjekt geführt wird. Klassische Tunnelbeleuchtungen eignen sich besonders für längliche Bauteile und definierte Durchlaufgeometrien. Vault-/Gewölbebeleuchtungen sind flexibler aufgebaut und können je nach Modell für Flächen- oder Zeilenkamera-Anwendungen eingesetzt werden.

Beleuchtungsbereich

Breite und Länge des Beleuchtungsbereichs geben an, welcher Bereich des Prüfobjekts ausgeleuchtet werden kann. Diese Werte sollten nicht mit den äußeren Gehäuseabmessungen verwechselt werden. Für die optische Auswahl ist der vom Hersteller angegebene Beleuchtungsbereich wesentlich aussagekräftiger als die reine Gehäusegröße.

Sichtfenster

Bei Vault-/Gewölbebeleuchtungen kann das Sichtfenster je nach Ausführung linear oder rund ausgeführt sein. Die Geometrie muss zum verwendeten Kamerasystem, Objektiv und Sichtfeld passen. Wenn der Hersteller für eine konkrete Modellnummer keine eindeutige Angabe veröffentlicht, sollte dieses Merkmal nicht aus Modellnamen oder Zeichnungen geschätzt werden.

Empfohlener Arbeitsabstand

Der Arbeitsabstand beschreibt den vom Hersteller vorgesehenen Abstand zwischen Beleuchtung und Prüfobjekt. Innerhalb des empfohlenen Bereichs lässt sich die vorgesehene Lichtverteilung in der Regel am zuverlässigsten erreichen. Arbeitsabstand, Beleuchtungsbereich und Kamerasichtfeld sollten deshalb immer gemeinsam betrachtet werden.

Lichtfarbe und Wellenlänge

Die geeignete Lichtfarbe hängt von Material, Oberfläche und gewünschtem Kontrast ab. Weißlicht eignet sich für viele allgemeine Prüfaufgaben und farbige Objekte. Rotlicht kann bestimmte Kontraste verstärken und wird häufig mit monochromen Kameras eingesetzt. Grün- und Blaulicht können bei bestimmten Materialien und Oberflächenstrukturen Vorteile bieten. Infrarotlicht kann interessant sein, wenn sichtbare Farbstrukturen weniger relevant sind oder Materialunterschiede im nahen Infrarot besser sichtbar werden. Bei monochromatischen Beleuchtungen sollte zusätzlich zur Farbe auch die konkrete Wellenlänge berücksichtigt werden.

Betriebsart

Je nach Modell sind Dauerlicht, Pulsbetrieb oder beide Betriebsarten möglich. Dauerlicht eignet sich für kontinuierliche Prüfprozesse. Ein spezifizierter Puls- oder Strobebetrieb kann bei schnellen Bewegungen und kurzen Belichtungszeiten sinnvoll sein. Dabei sollten immer die modellbezogenen Grenzwerte des Herstellers für Pulsdauer, Einschaltdauer und elektrische Belastung eingehalten werden.

Welche Tunnelbeleuchtung passt zu meiner Anwendung?

Für eine erste Auswahl sollten Sie vor allem diese Punkte vergleichen:

• Tunneltyp und Beleuchtungsgeometrie
• benötigte Breite und Länge des Beleuchtungsbereichs
• Kamerasystem und gegebenenfalls Sichtfenster
• empfohlener Arbeitsabstand
• Lichtfarbe beziehungsweise Wellenlänge
• benötigte Betriebsart

Erst danach werden elektrische und mechanische Details wie Versorgungsspannung, Anschluss oder Gehäuseabmessungen wichtig.

Da Hersteller technische Merkmale teilweise unterschiedlich benennen und nicht für jedes Modell alle Werte veröffentlichen, übernehmen wir nur eindeutig dokumentierte Angaben. Nicht veröffentlichte Maße oder Arbeitsabstände werden nicht aus Modellnummern oder Zeichnungen geschätzt. So lassen sich die verfügbaren Tunnel- und Vault-Beleuchtungen technisch sauber vergleichen, ohne fehlende Herstellerdaten künstlich zu ergänzen.