DMC auf Metall zuverlässig lesen und bewerten: DPM-Grading in der Praxis

Warum direktmarkierte Codes auf Metall schwer zu lesen sind

Ein direktmarkierter Code, oft als DPM (Direct Part Marking) bezeichnet, hat keinen aufgedruckten Schwarz-Weiß-Kontrast wie ein Etikett. Er entsteht durch eine Veränderung der Metalloberfläche selbst, und genau daraus ergeben sich die Leseschwierigkeiten. Auf einer glänzenden Fläche wirft das Licht gerichtet zurück, sodass Codemodule je nach Blickwinkel hell aufblitzen oder im Dunkel verschwinden. Auf einer dunkel nachgedunkelten Fläche nach dem Härten sinkt der Kontrast zwischen Markierung und Grund.

Hinzu kommt der Unterschied zwischen den Markierarten. Ein gelaserter Code hat in der Regel scharfe, gleichmäßige Module, während ein genadelter Code aus einzelnen Punkten besteht, deren Form und Reflexion stärker streuen. Beide erfordern eine Lesetechnik, die für Direktmarkierungen ausgelegt ist und nicht für gedruckte Codes. Ein einfacher Barcodeleser, der auf hohen Druckkontrast angewiesen ist, scheitert an diesen Oberflächen regelmäßig. Fehllesungen sind dabei nicht nur ein technisches Ärgernis, sondern ein Kosten- und Qualitätsrisiko in der Linie, weil jeder nicht gelesene Code manuelles Eingreifen oder eine Nacharbeit auslöst.

Lesen nach Pulverbeschichtung, KTL und Härten: der kritische Nachweis

Die wichtigste Regel beim Lesen auf Metall betrifft die Position der Lesestation. Sie gehört hinter den letzten Prozessschritt, der den Code verändern kann. Nur dort weisen Sie die tatsächliche Endlesbarkeit nach. Ein Code, der direkt nach dem Markieren die Güte A erreicht, sagt wenig darüber aus, ob er nach Pulverbeschichtung und Einbrennen noch lesbar ist.

Gerade die Pulverbeschichtung mit anschließender Erhitzung ist in den Anwendungsunterlagen ein wiederkehrender Grund für Fehllesungen, weil die Schicht Kontrast und Kantenschärfe der Module verändert. Ähnliches gilt für eine KTL-Schicht von einigen Mikrometern und für das Nachdunkeln beim Einsatzhärten. Daraus ergeben sich zwei Prüfstrategien. Entweder wird nach dem kritischen Schritt gelesen und bewertet, oder der Code wird vor dem Schritt so robust ausgelegt, dass er die Behandlung übersteht, und danach zusätzlich verifiziert. In beiden Fällen ist die Lesung nach der Behandlung der eigentliche Nachweis, den ein Lastenheft meint, wenn es dauerhafte Lesbarkeit fordert.

DPM-Grading nach ISO/IEC TR 29158 gegenüber ISO/IEC 15415

Lesen und Bewerten sind zwei verschiedene Dinge. Ein Leser kann einen Code entschlüsseln, ohne etwas über seine Qualität auszusagen. Das Grading dagegen bewertet die Codequalität anhand definierter Parameter und macht sie vergleichbar und dokumentierbar. Für die Auswahl des richtigen Maßstabs ist die Markierart entscheidend:

• ISO/IEC TR 29158 (DPM): der Maßstab für direktmarkierte Codes auf Metall, also gelaserte und genadelte DMC. Er berücksichtigt die besonderen Beleuchtungsbedingungen von Direktmarkierungen.
• ISO/IEC 15415: der Maßstab für gedruckte und etikettierte Codes mit klarem Druckkontrast.

Gefordert wird in der Praxis meist eine Güte B oder besser. Wichtig ist, dass die Bewertung reproduzierbar erfolgt, also mit definierter Beleuchtung und festem Arbeitsabstand, weil das Grading eines Direktmarkierungscodes empfindlich auf die Aufnahmebedingungen reagiert. Ein Testbericht mit Grading-Werten gehört in die Anlagendokumentation und dient später als Referenz, wenn die Lesbarkeit im laufenden Betrieb überprüft wird.

Beleuchtung und Kontrast auf glänzenden und dunklen Oberflächen

Auf Metall entscheidet die Beleuchtung häufig stärker über das Leseergebnis als jede andere Einstellung. Eine spiegelnde Oberfläche verlangt eine andere Ausleuchtung als eine matte, dunkle, und ein gravierter Code reagiert anders als eine Anlassbeschriftung. Wer die Beleuchtung erst bei der Inbetriebnahme betrachtet, verliert oft mehr Zeit als bei jeder anderen Auslegungsfrage.

In der Praxis bewähren sich Lesegeräte mit einer für Direktmarkierungen abgestimmten Beleuchtung, die verschiedene Winkel und Lichtarten kombinieren können, sodass die Codemodule sich klar vom Grund abheben. Bei besonders kritischen Oberflächen kann eine externe Beleuchtung ergänzt werden, um den Kontrast gezielt zu erzeugen. Ein zweiter Hebel liegt bei der Markierung selbst. Wird der Code von Anfang an so ausgelegt, dass er einen stabilen Kontrast bildet, wird die spätere Lesung deutlich einfacher. Markierstrategie und Lesekonzept gehören deshalb zusammen betrachtet und nicht nacheinander.

Stationär oder handgeführt: SR-X, SR-2000, SR-5000 und HR-X

Die Wahl des Lesegeräts richtet sich nach Aufgabe, Distanz und Erfassungsfeld. Für die Inline-Verifikation direkt an der Station eignen sich kompakte, stationäre Codeleser der Modellreihe SR-X, die den Code lesen und zugleich nach ISO/IEC TR 29158 bewerten. Dieselbe Bewertung im Gerät bietet die Modellreihe SR-2000, die zugleich größere Distanzen abdeckt. Geht es allein um große Erfassungsfelder an Toren, Tunneln oder über breite Bauteile hinweg, kommt der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 in Betracht, der den Code liest, ohne ihn zu bewerten.

Für die manuelle Nachprüfung und für Stichproben in der Qualitätssicherung ergänzt ein robuster AI-Handscanner der Modellreihe HR-X das stationäre System, etwa um einen als kritisch gemeldeten Code an einer separaten Station erneut zu lesen. Ein praktischer Vorteil entsteht, wenn Laser und Leser aus einer Hand kommen: Parametrierung, Schnittstellen und die Abstimmung im Fehlerfall vereinfachen sich, weil Markiergerät und Lesegerät aufeinander abgestimmt sind. Der 3-Achsen-Faser-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-F oder der 3-Achsen-Hybrid-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-X liefern in dieser Kombination den Code, den die genannten Leser anschließend verifizieren.

Anbindung an SPS und MES: PROFINET, EtherCAT, OPC UA

Das Leseergebnis entfaltet seinen Nutzen erst, wenn es in die Steuerung und in die übergeordneten Systeme fließt. In getakteten Linien übergibt der Leser den entschlüsselten Codeinhalt und das Grading-Ergebnis an die SPS, die daraufhin ein Gutteil freigibt oder ein Schlechtteil ausschleust. Für diese Übergabe sind PROFINET und EtherCAT gängige Feldbusse, während OPC UA sich für die Anbindung an das MES und die Rückverfolgbarkeitsdatenbank etabliert hat.

So schließt sich die Traceability-Kette: Der Code wird markiert, nach dem kritischen Schritt gelesen und bewertet, das Ergebnis in der Datenbank oder im MES abgelegt und mit den Prozessdaten des Bauteils verknüpft. Welche Schnittstelle im Projekt sinnvoll ist, hängt von der bestehenden Automatisierung und den Vorgaben des Endkunden ab. Wird die Lesestation über mehrere Werke hinweg dupliziert, lohnt es sich, Parametersätze und Schnittstellen einheitlich festzuschreiben, damit jede Linie dieselbe Codegüte dokumentiert.

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