Die Vorteile der LED-Durchlichtbeleuchtung bei der präzisen Maßmessung

LED-Durchlichtbeleuchtung für die Maßmessung

• Scharfe Silhouettenkanten für die Subpixel-Messung
• Gleichmäßiges Feld eliminiert Pixel-Jitter und Oberflächenblendung.
• Kollimation und Wellenlänge stimmen die Kantenschärfe ab.
• Robust, mit IP-Schutzart für die 24/7-Produktion.
• Abgedeckt durch die RODER Durchlichtserien BL3, BL4, BL2 und BL1.

Bei der Maßmessung liegt die Herausforderung in den Kanten. Eine Frontbeleuchtung kann Reflexionen erzeugen, die die physischen Grenzen eines Bauteils verschwimmen lassen. Daher wird die gemessene Grenze unzuverlässig. Die LED-Durchlichtbeleuchtung eliminiert diese Oberflächenstörungen. Folglich konzentriert sich die Bildverarbeitungssoftware nur auf die Geometrie des Objekts. Diese Seite erklärt das Warum und listet die passenden RODER Vision Durchlichtbeleuchtungen auf.

Warum das Durchlichtverfahren der Standard für die Präzisionsinspektion ist

Die Stärke des Durchlichtverfahrens ist sein hoher Kontrast. Bei einer typischen Messung muss der Sensor dunkle Objektpixel von hellen Hintergrundpixeln trennen. Da die Durchlichtbeleuchtung ein gleichmäßiges Feld ist, ist der Kantenübergang extrem scharf. Daher findet der Algorithmus die Grenze zuverlässig.

Dieser scharfe Übergang ist die Basis für Präzision. Ohne eine stabile Durchlichtbeleuchtung kann die Kantenerkennung unter Pixel-Jitter leiden. In diesem Fall verschiebt sich die wahrgenommene Kante zwischen den Bildern leicht. Für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik sind solche Schwankungen inakzeptabel. Daher ist eine gleichmäßige, stabile Durchlichtbeleuchtung unerlässlich.

Genaue Messung mit Silhouettenbeleuchtung

Das Silhouettenkonzept ist einfach, aber es erfordert gute Hardware. Für eine zuverlässige Messung muss die Lichtquelle absolut gleichmäßig sein. Wenn das Panel Hotspots oder dunkle Bereiche aufweist, führt dies zu Problemen. Insbesondere kann die Software diese Abweichungen als Änderungen der Bauteilabmessungen interpretieren.

Fortschrittliche Durchlichtbeleuchtungen verwenden spezielle Diffusionsschichten. Infolgedessen strahlt jeder Punkt auf der Oberfläche die gleiche Intensität aus. Diese Gleichmäßigkeit ermöglicht anspruchsvolle Messungen. Sie eignet sich beispielsweise für Zahnradzähne, Mikroschrauben und Steckverbinder. Daher werden komplexe Formen mit einer Wiederholgenauigkeit im Mikrometerbereich gemessen.

Technische Aspekte bei der Auswahl der Durchlichtbeleuchtung

Die Auswahl einer Durchlichtbeleuchtung ist mehr als nur die Wahl einer Größe. Mehrere technische Faktoren beeinflussen, wie das Licht mit dem Objektiv und dem Bauteil zusammenwirkt. Daher sollte jeder dieser Faktoren auf die Messung abgestimmt werden.

Wellenlänge und Auflösung

Die Wellenlänge beeinflusst die erzielbare Kantenauflösung. Kürzere Wellenlängen werden an der Grenze weniger gebeugt. Daher liefert blaues oder grünes Licht eine schärfere Kante als rotes. Für die anspruchsvollsten Messungen wird monochromatisches Licht bevorzugt. Folglich reduziert es die chromatische Unschärfe im Objektiv.

Kollimation und Kantenschärfe

Die Kollimation bestimmt ebenfalls die Kantenqualität. Eine diffuse Durchlichtbeleuchtung strahlt Licht in viele Richtungen ab. Folglich entsteht ein weicher Halbschatten an der Bauteilkante. Eine kollimierte Durchlichtbeleuchtung hingegen sendet parallele Strahlen aus. Daher bleibt die Kante scharf, was sich ideal für telezentrische Messsysteme eignet.

Integration des Durchlichtverfahrens in der Hochgeschwindigkeitsproduktion

Hochgeschwindigkeitslinien stellen weitere Anforderungen. Bauteile bewegen sich schnell, daher müssen die Belichtungszeiten kurz sein. Daher werden stroboskopfähige Durchlichtbeleuchtungen eingesetzt, um die Bewegung einzufrieren. Sie liefern einen hellen, mit der Kamera synchronisierten Impuls. Dadurch bleibt die Silhouette auch bei voller Geschwindigkeit scharf.

Die Langlebigkeit ist ebenso wichtig. Industrielle Durchlichtbeleuchtungen laufen kontinuierlich rund um die Uhr. Im Gegensatz zu älteren Lichtquellen behalten sie ihre Helligkeit über Zehntausende von Stunden bei. Daher muss das System selten neu kalibriert werden. Dies wiederum hält die Messung über lange Betriebszeiträume präzise.

Fallstudien in der Industrie

Inspektion von Automobil-Verbindungselementen

Jeder Bolzen und jede Schraube muss strenge Toleranzen einhalten. Daher erfasst das Durchlichtverfahren das Gewindeprofil von Verbindungselementen. Mit Silhouettenbeleuchtung misst das System die Steigung sowie den Außen- und Kerndurchmesser gleichzeitig. Infolgedessen erreichen nur fehlerfreie Bauteile die Montagelinie.

Messtechnik für pharmazeutische Fläschchen

Glasfläschchen benötigen einen präzisen Außendurchmesser und eine präzise Halshöhe. Diese Abmessungen gewährleisten eine ordnungsgemäße Abdichtung. Daher ermöglicht das Durchlichtverfahren der Kamera, durch das Glas hindurchzusehen. Es konzentriert sich ausschließlich auf die äußere Silhouette. Folglich verhindert die Prüfung Leckagen und Kontaminationen bei sicherheitskritischen Produkten.

Ausrichtung von Elektronikanschlüssen

Mikrochips und Steckverbinder erfordern perfekt ausgerichtete Anschlüsse. Das Durchlichtverfahren liefert den kontrastreichen Hintergrund zur Überprüfung des Pin-Abstands. Da es die reflektierenden Metallpins ignoriert, bleiben die Daten stabil. Daher eignet es sich für die Hochgeschwindigkeitsmessung von Anschlussabständen.

Umwelteinflüsse und Wärmemanagement

Die Umgebung beeinflusst die Auswahl der Durchlichtbeleuchtung. Wärme ist die größte Herausforderung im Dauerbetrieb. Wenn sich LEDs erwärmen, kann ihre Lichtleistung driften. Daher sorgt ein gutes Wärmemanagement für eine stabile Helligkeit. RODER Durchlichtbeleuchtungen nutzen zu diesem Zweck die HTTM©-Technologie.

Einige Branchen stellen eine weitere Anforderung. In der Lebensmittelverarbeitung muss die Beleuchtung Washdown-Prozessen standhalten. Daher ist ein Gehäuse mit entsprechender IP-Schutzart erforderlich. Eine geeignete Schutzart hält Wasser und Staub fern. Dadurch bleibt die Silhouette unter rauen, feuchten oder staubigen Bedingungen konsistent.

RODER Vision-Produkte für diese Anwendung.

Die Maßmessung basiert auf gleichmäßigen, stabilen Durchlichtbeleuchtungen. Daher sind die vier unten aufgeführten Serien die empfohlenen Optionen. Jede von ihnen bietet eine hohe Gleichmäßigkeit, robuste Gehäuse und eine präzise Stromregelung.

Serie BL3 — Robuste Durchlichtbeleuchtungen mit hoher Uniformität

Robuste, diffuse Durchlichtbeleuchtung von 100×100 bis 500×500 mm mit einer Gleichmäßigkeit von Kante zu Kante. Daher liefert sie scharfe Silhouettenkanten für die Messtechnik. Erhältlich in Weiß, Blau, Grün, Rot und Infrarot, wobei Blau und Grün für die schärfsten Kanten sorgen.

Serie BL4 — Skalierbare großformatige Durchlichtbeleuchtungen

Modulare, großformatige Durchlichtbeleuchtung aus 100-mm-Kacheln, anpassbar bis zu 1000×1000 mm. Folglich mīsst sie große Bauteile mit gleichmäßigem Durchlicht.

Serie BL2 — Kompakte Durchlichtbeleuchtungen mit integriertem Treiber

Kompaktes Panel von 50×50 bis 300×300 mm mit integriertem Treiber und PWM-Dimmen. Daher eignet es sich für kleine Bauteile wie Mikroschrauben, Zahnräder und Steckverbinder.

Serie BL1 — Durchlichtbeleuchtungen mit ultrahöher Intensität

Hochdichte LED-Matrix mit sehr hoher Lichtleistung. Daher unterstützt sie kurze Stroboskop-Belichtungszeiten für die Hochgeschwindigkeitsmessung mit MCCD©- und HTTM©-Technologie.

Die richtige Wahl hängt vom Bauteil und der Geschwindigkeit ab. Für kleine Präzisionsteile eignet sich das BL2-Panel am besten. Große Bauteile erfordern stattdessen die BL3- und BL4-Familien, die das Feld abdecken. Schnelle Linien bevorzugen die BL1, die die erforderliche Stroboskop-Intensität liefert. In jedem Fall bietet RODER Vision technische Unterstützung für Wellenlänge und Kollimation. Definieren Sie daher zuerst das Bauteil, die Toleranz und die Geschwindigkeit und wählen Sie dann die passende Durchlichtbeleuchtung.

Häufig gestellte Fragen

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