Die Ansprüche an die Qualität und Komplexität von Optiken steigen fortwährend. Vor allem kleine und mittelständische Optikhersteller fertigen mit hoher Expertise kleine Losgrößen bis hin zur Einzelteilfertigung. Oberflächenfehler, wie Kratzer und Löcher, sowie Verschmutzungen, beispielsweise aus vorangegangen Prozessschritten, wie angesprengte Glaspartikel oder organische Verunreinigungen, sind problematisch. Zur Überprüfung der Oberflächengüte ist bei kleiner Stückzahl und komplizierter Oberflächengeometrie eine visuelle Inspektion mittels Lupe und Weißlichtquelle noch immer der Stand der Technik. Die Qualitätskontrolle ist somit subjektiv und führt zur Ermüdung der Mitarbeiter, was zu höheren Fehlerquoten bei längeren Arbeitszeiten führt. Dieser Problematik stellten sich in dem abgeschlossenen IGF-Projekt "Robotische Inspektion von Unvollkommenheiten in optischen Oberflächen" (Rio sio) Wissenschaftler des Instituts für Präzisionsbearbeitung und Hochfrequenztechnik (IPH) der Technischen Hochschule Deggendorf THD.
Es konnte ein Laboraufbau realisiert werden, mit dem Defekte auf optischen Bauteilen mit kollimiertem Licht in streifendem Einfall aus acht Raumrichtungen untersucht werden können. Die Beleuchtung aus verschiedenen Azimuthwinkeln erlaubt Rükschlüsse auf die Art, Beschaffenheit und Geometrie der Defekte. Da die Qualitätskontrolle in kleinen und mittelständischen Unternehmen in enger physischer Nähe zu den Mitarbeitern stattfindet, wurde ein kollaboratives Robotersystem verwendet, das eine Krafterkennung der einzelnen Achsen und ein implementiertes Sicherheitskonzept enthält. Bei der Untersuchung von beschichteten Linsen und dielektrische Schichtstapel, die Defekte auf der oberen optischen Fläche, auf der Grenzschicht zwischen unterliegendem Glas und Beschichtung bzw. unter dem dielektrischen Schichtstapel aufwiesen, konnten die nicht auf der oberen optischen Fläche liegenden Defekte durch erfahrene Optiker am IPH zunächst nicht erkannt werden, wurden jedoch zuverlässig mit dem entwickelten System erkannt und auf den aufgenommenen Bildern dargestellt.
Mithilfe des entwickelten Robotersystems ist eine automatisierte, ermüdungsfreie Analyse und Klassifikation von Defektstellen in der optischen Oberfläche für die Fertigung bis hin zur "Losgröße 1" möglich. Dies bietet vor allem hochspezialisierten kleinen Unternehmen einen Vorteil, indem Ausschuss frühzeitig sicher erkannt und Personal entlastet werden kann. In einer Weiterentwicklung des Systems soll ein Polarisationsfilter vor und nach der Beleuchtung integriert werden, sodass der Kontrast bei Fehlern noch erhöht wird.
Die F.O.M. hat für dieses 30-monatige Projekt IGF-Fördermittel in Höhe von 246.013 Euro eingeworben, die zu 100 % an die THD weitergeleitet wurden. Das Projekt wurde durch das BMWE aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Ausführliche Informationen zu diesem erfolgreich abgeschlossenen Projekt finden Sie auf der Projektwebseite und in der Erfolgsnote.