Im „MicroLab“ versorgt ein Roboter die Mikroskope mit Proben.
Manfred Zentsch Fraunhofer IOSB 2013
Inzwischen sind die Bauteile in der Mikroelektronik so winzig, dass ein Prozessor in einem Stecknadelkopf Platz findet. Das stellt hohe Ansprüche nicht nur an die Fertigung, sondern auch an die Qualitätssicherung in der Produktion.
„Die industrielle Bildverarbeitung ist angesichts steigender Anforderungen an Produktqualität und -dokumentation zu einer Schlüsseltechnologie geworden“, schreiben die Springer-Autoren Christian Demant, Bernd Streicher-Abel und Axel Springhoff in der Einleitung zu Ihrem Buch „Industrielle Bildverarbeitung“ und unterscheiden verschiedene Typen von Sichtprüfaufgaben:
- Lageerkennung
- Kennzeichnungsidentifikation
- Form- und Maßprüfung bzw. Vermessung
- Vollständigkeitsprüfung
- Farbverarbeitung
- Bild- und Objektvergleich
- Oberflächeninspektion
- 3D-Bildverarbeitung
Auf dem Gebiet der Oberflächeninspektion haben jetzt Forscher und Entwickler am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) in Karlsruhe ein neues Kapitel aufgeschlagen. Aufgrund ihrer Erfahrungen in der automatisierten Bildauswertung für die Qualitätssicherung in der Produktion hatten sie die Idee, ihr Know-how aus der Sichtprüfung von Oberflächen auf die Bildwelt der Mikroskopie zu übertragen: Es entstand eine Demo- und Testumgebung für eine voll automatisierte Inspektion mit unterschiedlichen Mikroskopen.
Roboter wirkt als Operator
Bedient werden die Mikroskope von einem handelsüblichen sechsachsigen Industrieroboter. Er übergibt die Proben positionsgenau an die verschiedenen Mikroskope. In der Labor-Umgebung sind dies momentan ein Makroskop mit flexiblen Beleuchtungsmöglichkeiten, ein Weißlichtinterferometer / Konfokal Mikroskop, ein Forschungsmikroskop und ein 3D-rekonstruierendes Autofokus-System.
Für ihr so ausgestattetes, modular aufgebautes „MicroLab“ verwendeten die Forscher bewusst Standardkomponenten aus der Automatisierungstechnik, damit es als Gesamtsystem zur Inspektion, Analyse und Qualitätssicherung für eine Vielzahl von Objekten und Oberflächen eingesetzt werden kann. Auch eine Integration von ausgewählten Komponenten des MicroLab in bereits bestehende Sichtprüfsysteme lässt sich nach Angaben des Fraunhofer IOSB problemlos bewerkstelligen.