Die erforderliche Sensorauflösung hängt vom Sichtfeld (FOV), der minimalen detektierbaren Gratgeometrie und einem optischen Sicherheitsfaktor ab. Für eine prozessstabile industrielle Erkennung sollte das kleinste Merkmal rechnerisch auf mindestens 3 Pixel abgebildet werden. Wie viele Pixel tatsächlich erforderlich sind, hängt aber auch von Kontrast, Beleuchtung, Optik, Bewegungsunschärfe und dem Prüfverfahren ab.
Die mathematische Pixel-Kalkulation
Um ein optisches Prüfsystem für die Graterkennung exakt auszulegen, reicht es nicht aus, pauschal eine „5-Megapixel-Kamera“ zu fordern. Die geometrische Objektauflösung berechnet sich nach dem Sichtfeld (Field of View, FOV) in Relation zur Sensorauflösung, multipliziert mit dem industriellen Nyquist-Sicherheitsfaktor zur robusten Kantenerkennung. Diese Kennzahl gehört zu den technischen Kernparametern, die in jedem Lastenheft für ein Vision-System eindeutig definiert sein sollten:
Pixelzahl = 3 × FOVd
Praxisbeispiel: 3 × 130 mm0,1 mm = 3.900 Pixel
FOV = Sichtfeld [mm] · d = kleinstes Merkmal [mm]
Ein Spritzguss-Automobilbauteil mit einer Gesamtbreite von 130 mm soll vollflächig auf einen feinen Grat von minimal 0,1 mm inspiziert werden. Ein Standard-Sensor mit 5 Megapixeln liefert typischerweise 2.448 × 2.048 Pixel. Er ist also für diese Aufgabe mathematisch ungeeignet. Um diesen Anwendungsfall prozesssicher zu lösen, konfiguriert die THOP AG die Prüfstation entweder mit einem hochauflösenden 12-Megapixel-Sensor (ca. 4.096 Pixel horizontal) oder splittet das Sichtfeld auf zwei dedizierte Kameras mit kleinerem Sichtfeld auf.
Pixelrechner: Benötigte Auflösung berechnen
Warum Auflösung ohne Kontrast wertlos ist
Ein Sensor mit extrem hoher Megapixelzahl bringt keinen Mehrwert, wenn der Grat optisch nicht vom restlichen Bauteil abgegrenzt wird. Bei der Graterkennung ist die Wahl der Beleuchtungsgeometrie kritisch:
- Echte Aussenkonturen: Hier ist Durchlicht (Hintergrundbeleuchtung) die erste Wahl. Das Bauteil erscheint als scharfe, schwarze Silhouette vor einem homogenen hellen Hintergrund. Ein Grat bricht die Kontur maximal kontrastreich auf.
- Innere Durchbrüche oder Grate auf Flächen: Hier arbeiten THOPinspect-Systeme mit extrem flachem Streiflicht (Dunkelfeld). Die fehlerfreie Planfläche bleibt dunkel, während die vertikale Geometrie des Grats das Licht reflektiert und weiss aufleuchtet.
Reicht auch die optimale Beleuchtung nicht aus, weil störendes Umgebungslicht die Aufnahme überlagert, braucht es zusätzliche Massnahmen bis hin zum vollständig gekapselten Prüftunnel.
Verlassen Sie sich nie auf rein rechnerische Pixelwerte. Nutzen Sie das THOP-Applikationslabor. Wir testen Ihre Spritzgussteile unter realen Taktzeitbedingungen und ermitteln die exakte Sensor-Objektiv-Kombination inklusive Kontrastnachweis.