Beleuchtung bei der visuellen Qualitätsprüfung: Fehler optimal erkennen
Ob in der Elektronik- Automobil- oder Lebensmittelfertigung: Überall müssen Materialien, Bauteile, Oberflächen und Verpackungen auf Abweichungen oder Mängel geprüft werden. Dazu werden visuelle Inspektionen durchgeführt, von Menschen oder automatisierten Prüfsystemen mit Kameras und Bildverarbeitungssoftware.
In beiden Fällen spielt ein Faktor die entscheidende Rolle: die richtige Beleuchtung. Welche Anforderungen muss sie bei der visuellen Qualitätsprüfung erfüllen? In diesem Artikel werden alle relevanten Kriterien erklärt.
Warum ist die richtige Beleuchtung entscheidend?
Bei schlechtem Licht sieht man schlecht – mit dieser einfachen Regel lässt sich begründen, warum die Beleuchtung bei der Sichtprüfung kritisch ist. Nehmen wir die Prüfung von elektronischen Leiterplatten als Beispiel. Hier muss ein Prüfer feinste Details wie Lötverbindungen und Bauteilbeschriftungen erkennen.
Ist die Beleuchtung zu dunkel, übersieht er Fehler leicht. Blendet ihn eine Leuchte, ermüden seine Augen schnell. Und bei falscher Farbwiedergabe kann er Farbmarkierungen nicht richtig zuordnen. All das erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Fehlentscheidung.
Ähnlich verhält es sich bei der automatischen visuellen Inspektion. Moderne Bildverarbeitungssoftware kann noch so leistungsfähig sein: Liefert die Beleuchtung keine ausgeleuchteten, kontrastreichen Bilder, versagt auch der beste Algorithmus. Schatten, Reflexionen oder ungleichmäßige Ausleuchtung führen zu Fehlinterpretationen.
Fehlerhafte Prüfungen können ernste Folgen nach sich ziehen: Produktionsfehler, teure Nacharbeit, verärgerte Kunden und im schlimmsten Fall Produkthaftungsfälle. Oder andersherum: Chargen werden zu Unrecht ausgesondert, obwohl alles korrekt ist.
Anforderungen an die Beleuchtung bei der visuellen Qualitätsprüfung
Die Technischen Regeln für Arbeitsstätten ASR A3.4 Beleuchtung und Sichtverbindung definieren die Mindestanforderungen an die Beleuchtung von Prüfarbeitsplätzen, wenn dort Menschen beschäftigt sind. Bei der Beleuchtung von automatisierten Prüfstationen muss die Beleuchtung an das betreffende System angepasst werden – die Faktoren passender Beleuchtung sich jedoch grundsätzlich dieselben.
Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit
Ausreichend Helligkeit ist die Grundvoraussetzung. Je anspruchsvoller die Sehaufgabe, desto höher muss die Beleuchtungsstärke sein. Für normale Sehaufgaben reichen 500 Lux aus. Bei der Qualitätsprüfung werden hingegen Werte von 750 bis 1000 Lux empfohlen, für besonders feine Prüfungen sogar 1500 bis 2000 Lux.
Es reicht aus, den unmittelbaren Bereich der Prüfaufgabe (z. B. den Prüftisch) in dieser Stärke zu beleuchten. Jedoch sollte auch der umgebende Bereich gut beleuchtet sein: Der Helligkeitsunterschied zwischen dem dunkelsten und hellsten Bereich sollte nicht mehr als 30 % betragen. Ansonsten ermüden die Augen schneller. Ideal ist daher eine Kombination aus diffuser Allgemeinbeleuchtung und gerichteten Prüfleuchten.
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Lichtfarbe und Farbwiedergabe
Nicht nur die Helligkeit beeinflusst die Erkennbarkeit von Fehlern, sondern auch die Farbe des Lichts. Für Qualitätskontrollen haben sich neutralweiße bis tageslichtähnliche Lichtfarben mit 4000 bis 6000 Kelvin bewährt, da sie die Konzentration fördern.
Achten Sie beim Leuchtenkauf ebenso auf einen Farbwiedergabeindex (Ra- und R9-Wert) von über 90. Nur so lassen sich selbst feinste Farb- und Oberflächenunterschiede zuverlässig erkennen – etwa Farbabweichungen bei Lacken oder Änderungen der Oberflächenstruktur als Indiz für Materialfehler.
Blendungsbegrenzung und Kontraste
Blendungen entstehen sowohl durch den direkten Lichteinfall ins Auge als auch indirekt durch Reflexionen. Sie ermüden die Augen, verursachen Kopfschmerzen und beeinträchtigen die Sicht.
Verwenden Sie daher Leuchten mit guter Abschirmung und Entblendung. Ihr UGR-Wert (Unified Glare Rating) sollte unter 22 liegen. Zudem können Reflexionen auf dem Prüfobjekt oder anderen Flächen durch geschickte Anordnung der Leuchten vermieden werden.
Für eine optimale Fehlerkennung braucht es nicht nur blendfreies, sondern auch kontrastreiches Licht. Eine Mischung aus gerichtetem und diffusem Licht hat sich bewährt. Das gerichtete Licht erzeugt Glanzlichter und Schatten, die Form- und Oberflächenfehler hervorheben. Das diffuse Licht sorgt für eine schattenarme Grundausleuchtung. So lassen sich Fehler erkennen, unabhängig von der Orientierung des Prüfobjekts.
Lichtmanagement und regelbare Beleuchtung
In der Qualitätssicherung ändern sich die Prüfaufgaben oft. Unterschiedliche Produkte und Materialien erfordern eine angepasste Beleuchtung. Regelbare, intelligente Lichtsysteme bieten hier einen enormen Vorteil.
Mit ihnen lässt sich die Beleuchtung flexibel auf die jeweilige Prüfsituation einstellen – von der Helligkeit bis zur Lichtfarbe. So kann beispielsweise die Beleuchtungsstärke für besonders kritische Prüfungen hochgefahren werden. Oder die Lichtfarbe wird für die Prüfung farbiger Oberflächen optimiert.
Noch einen Schritt weiter gehen Systeme, die Präsenz- und Tageslichtsensoren einbinden. Sie regeln das Licht vollautomatisch und sorgen stets für gleichbleibende Bedingungen an den Prüfplätzen.
Überprüfung und Wartung
Leuchtmittel altern und Leuchten verschmutzen. Die Folge: Das Beleuchtungsniveau sinkt schleichend ab, ohne dass es den Mitarbeitenden auffällt. Irgendwann werden die Normwerte deutlich unterschritten – mit allen zuvor beschriebenen Risiken.
Um dem vorzubeugen, schreiben die ASR A3.4 vor, dass Beleuchtungsanlagen in festgelegten Abständen durch eine Fachkraft geprüft und gereinigt werden müssen. Die Wartungsintervalle sollten sich an den Umgebungsbedingungen und der Nutzungsintensität orientieren. In staubigen Umgebungen oder bei langen täglichen Betriebszeiten sind häufigere Wartungen nötig als in sauberen Räumen mit geringer Nutzungsdauer.
Zusätzlich empfehlen sich regelmäßige orientierende Messungen der Beleuchtungsstärke an repräsentativen Arbeitsplätzen, um die Leistungsfähigkeit der Anlage zu überprüfen.
Fazit
Ohne normgerechte Beleuchtung ist eine zuverlässige visuelle Qualitätskontrolle unmöglich. Nur mit ausreichend hellem, blendfreiem und farbtreuen Licht können Ihre Prüfer Mängel zuverlässig erkennen – egal ob mit bloßem Auge oder mithilfe optischer Prüfsysteme.
Investieren Sie in gute, auf die Prüfaufgaben abgestimmte Lichtlösungen und deren regelmäßige Wartung. So vermeiden Sie Prüffehler, Reklamationen und teure Folgekosten. Gleichzeitig fördern Sie die Gesundheit und Leistungsfähigkeit Ihrer Beschäftigten in der Qualitätssicherung.