Normgerechte Beleuchtung: Lesen (Validieren) und Verifizieren von Codes

In der modernen vollautomatisierten Fertigung von morgen steuern Fabrikate ihren eigenen Fertigungsprozess. Innovative Trackingverfahren ermöglichen mithilfe einer maschinenlesbaren Produktkennzeichnung eine Optimierung der Fertigungsprozesse, Maschinenauslastung, Kosten und Produktqualität. Jedoch steht und fällt der Traum von Industrie 4.0 mit der Kommunikation zwischen Produkt und Maschine. Nur ein Produktcode mit hoher Qualität garantiert einen reibungslosen Informationsfluss. Durch eine bildverarbeitungsbasierte Verifikation des Codes werden Probleme behoben – bevor sie entstehen.In einer „intelligenten“ Fabrik kommunizieren die Produkte direkt mit den Maschinen. Über einen Produktcode teilt das Fabrikat der Anlage mit, welcher Schritt als nächster erfolgen muss. Anhand der gewonnenen Informationen lässt sich der komplette Fertigungsprozess jedes einzelnen Produktes nachverfolgen. So werden die Abläufe optimal gesteuert. 
Produktkennzeichnungen können nicht nur zur Prozessoptimierung und Qualitätsprüfung eingesetzt werden. Ebenso können dem Anwender im Handumdrehen über einen Data Matrix Code alle von ihm benötigten Informationen zur Verfügung gestellt werden. Auch die Rückverfolgbarkeit von Produkten gewinnt immer mehr an Bedeutung, so zum Beispiel bei der Bekämpfung von Plagiaten in der Pharmaindustrie.
 

Allerdings funktioniert dies nur dann reibungslos, wenn die Produktcodes zuverlässig ausgewertet werden können. Direktmarkierte Codes sind dabei besonders robust und langlebig. Beim Direct Part Marking (DPM) wird der maschinenlesbare Code unmittelbar auf das Produkt aufgebracht. Damit entfällt das Aufkleben zusätzlicher Etiketten. 

Die Güte eines Codes wird im Idealfall direkt nach dem Markierungsprozess in der Anlage und immer dann, wenn die Markierung beeinflusst wurde, gemäß standardisierter Verfahren bewertet. Über eine Trendanalyse wird zu jeder Zeit sichergestellt, dass der Markierungsprozess optimal verläuft. Lässt ein Markiersystem in seiner Qualität nach, ist dies bereits absehbar, bevor die Markierung tatsächlich nicht mehr auswertbar ist. Eine aufwendige Nacharbeit oder gar Ausschuss kann so von vornherein ausgeschlossen werden. Die Verifikation garantiert eine 100% Lesbarkeit des Codes über den gesamten Produktionsprozess und sogar darüber hinaus. 
Zum Validieren und Verifizieren sind nicht nur die Kamera- und Softwarefaktoren von Bedeutung. Auch die Umgebungs- und Installationsbedingungen und damit die Beleuchtungssituation spielen hier eine große Rolle.

Die Grundlage zur Verifikation direktmarkierter 2D-Codes bildet die Norm ISO/IEC 29158:2020 (AIM DPM). Für gedruckte Codes wird der Standard der ISO/IEC 15415:2011/15416:2016 zur Hilfe genommen.
Die Normen definieren neben den Prüfkriterien und -verfahren ebenso die genauen Parameter zur Bildgewinnung. Damit wird sichergestellt, dass der Code nicht durch die ausgewählten Komponenten verfälscht wird. So erfolgt die Auslegung des Bildverarbeitungssystems nicht nur auf den Bauteiluntergrund, sondern auch auf die spezifischen Eigenschaften der Markierung bzw. des Drucks. Bei der Auswahl des Bildverarbeitungssystems hat die Beleuchtung eine besondere Schlüsselrolle.
Erlaubt sind (in Abhängigkeit von der verwendeten Norm) drei verschiedene Beleuchtungsanordnungen: Die Anordnung von 1, 2 oder 4 Beleuchtungssystemen in einem 30° oder 45° Winkel. Für stark glänzende oder spiegelnde Oberflächen kann außerdem eine koaxial eingespiegelte oder sogar eine Dombeleuchtung eingesetzt werden.