Bei der Auswahl und Konfiguration der Beleuchtung kann man nie eine einzige geeignete Vorgehensweise ableiten, es gibt immer mehrere Möglichkeiten, von denen jede ihre eigenen Vor- und Nachteile hat.

Dies liegt an den geometrischen Eigenschaften (Kantenformen und Bearbeitungsmarken), den optischen Eigenschaften (Farbe, Reflexion, Glanzgrad, Dispersion) und sogar den chemischen Eigenschaften (Kondensation, Oxidation, Öl, Kühlmittel) des zu prüfenden Materials. Alle diese Eigenschaften haben einen erheblichen Einfluss auf die Beleuchtungs- und Auswahlmöglichkeiten.

Die Helligkeit kann durch die Richtungseigenschaften des aus der Beleuchtung austretenden Lichts beeinflusst werden:

Diffuse Beleuchtung eignet sich für Auflicht- und Gegenlichtbeleuchtung, wo kleinere Oberflächenfehler in der Struktur des zu untersuchenden Materials repariert werden müssen.

● Die gerichtete Beleuchtung kann durch ihre starke Richtungsabhängigkeit dafür sorgen, dass die ausgeprägten Richteigenschaften des zu prüfenden Materials besonders gut zur Geltung kommen. Gerichtetes Licht wird häufig im Auflicht eingesetzt.

● Die telezentrische Beleuchtung findet ihren wesentlichen Einsatz in Kombination mit telezentrischen Objekten zur Kontrastierung bei der Darstellung von Testmaterialien.

Strukturierte Beleuchtung wird aufgrund von Lichtstrukturen eingesetzt, z.B. für 2D-Bildverarbeitungsaufgaben im Auflicht.

Generell sollte die Anpassung der Beleuchtung an die optischen geometrischen Eigenschaften des zu prüfenden Objektes bei der Auswahl und Konfiguration der Beleuchtung erfolgen.

Transparente Materialien lassen sich besonders gut prüfen. Sind die Materialien teilweise oder vollständig transparent, können Ober- und Unterseite nicht getrennt werden, da die Komponenten von innen beleuchtet werden.

Schwierigkeiten bei der Auflichtbeleuchtung treten in der Regel an den Kanten des zu prüfenden Materials auf, da die Kanteneigenschaften die Wechselwirkung zwischen Licht und Material erheblich beeinflussen. Aus diesem Grund ist Auflicht für metrische Messungen nicht geeignet.

Viele Bildverarbeitungsanwendungen müssen aufgrund der industriellen Umgebung auf Auflicht zurückgreifen:

● Pick & Place-Roboter.
● Inspektion der Komponenten auf den Förderbändern.
● Automatische Montagemaschinen.

Die Hintergrundbeleuchtung ermöglicht eine bessere Darstellung des Kontrastes, eine schärfere Definition der Silhouette und der Konturen der undurchsichtigen Komponenten.

Viele der transparenten oder teiltransparenten Bauteile können auch mit telezentrischer Hintergrundbeleuchtung geprüft werden. Gleiches gilt für Anwendungen, die auf Präzision setzen, wie z.B. das metrische System.

Die Hintergrundbeleuchtung ist in der Regel unabhängig vom Beleuchtungsabstand des zu prüfenden Materials und eignet sich daher besonders für Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungsanwendungen.

Trotz ihrer Vorteile ist die Möglichkeit des Einsatzes von Licht in der Regel dadurch eingeschränkt, dass sie sich weitgehend am Design der Maschine orientieren und daher nicht immer realisiert werden können.

Diese Art der Beleuchtung, der Lichteinfall aus der Richtung der Kamera, beleuchtet die Oberfläche des zu prüfenden Materials. Das einfallende Licht streut in alle Richtungen und nur eine kleine Menge kehrt zur Kamera zurück, so dass es dunkel aussieht.

 

Beleuchtungskonfiguration und -auswahl 2

Ohne das zu untersuchende Objekt erscheint die Beleuchtung dunkel, da das Licht außerhalb des Sichtfeldes der Kamera liegt. Erst wenn sich das Material im Sichtfeld befindet, werden die Kanten des Elements und der Arbeitsfläche beleuchtet, so dass die Daten erkannt werden.

 

Beleuchtungskonfiguration und -auswahl 3

● Anwendung in Farbe oder schwarz-weiß.
(Es beeinflusst die Wahl der Wellenlänge / Lichtfarben).

● Geschwindigkeit des zu prüfenden Materials.
(Beeinflusst Lichtleistung und Blitz).

● Größe des zu beleuchtenden Feldes.
(Einfluss auf die Größe der Beleuchtung und die Art der Lichtquelle).

● Wartungskosten.
(Beeinflusst die Auswahl / Auslassung bestimmter Lichtquellen).

● Umgebungsbedingungen.
(Es beeinflusst die Größe der Beleuchtung, die Wellenlänge, die Farbe des Lichts usw.).

Andererseits gibt es zahlreiche Faktoren, die die Wahl der Beleuchtung beeinflussen. Die Auswahl der richtigen Beleuchtung durch Experten ist daher eine kosten- und zeitsparende Dienstleistung.