5-2023

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Qualitätssicherung per Bildverarbeitung ibea GmbH www.ibea.de ibea, bekannt seit über 30 Jahren vor allem in der Verpackungs- und Bauindustrie, bietet mit verschiedenen Inspektionssystemen (Bildverarbeitung und anderen Prüfsystemen wie z. B. Klangkontrolle) die Sicherung höchster Produktionsqualität an. Zu den Standardprüfverfahren bzw. Bildverarbeitungsanwendungen gehören Kamerainspektion von Oberfläche, Textur, Faltigkeit, Geometrie, Form- und Maßhaltigkeit, Farbe, Rauigkeit, Lage- und Verdrehungsmessung, Dichtigkeit und akustische Inspektion durch Anregung über Klöppelsystem. Kundenorientiert ibea Inspektionssysteme unterscheiden sich von anderen Lösungen durch den äußerst kunden- und produktorientierten Hard- und Softwareaufbau. Des Weiteren bietet ibea als Systemintegrator einen professionellen Komplettservice inklusive Beratung, Schulung und Fernwartung. Perfekte Einstiegslösung Das Ein-Linien-Inspektionssystem CS (clever + smart) ist die perfekte Einstiegslösung im Metallverpackungsbereich. Mit ihm hat ibea das kompakte optische Inspektionssystem CUBE noch einmal wesentlich verkleinern können. Das neue kostengünstige CS-System besteht somit nur noch aus dem Imager, Drehgeber, Lichtschranke und einem Auswerfer, (Bedienereinheit als Option). Es ist dadurch als Plug-and-Play System besonders einfach bzw. ohne großen Aufwand in bestehende Produktionslinien zu integrieren und benötigt nur eine sehr kleine Montagefläche. Das System kann bis zu 800 Teile pro Minute inspizieren. Die bewährte Inspektionssoftware ermöglicht die Prüfung von runden oder quadratischen Metallverpackungen mit Durchmessern von bis zu 190 mm und Höhen von max. 300 mm. Automatische Einrichtung Das Highlight ist die automatische Einrichtung, die eine vollständige Anpassung für Standardprodukte (Lebensmittel- und Getränkedosen, Deckel, Verschlüsse etc.) mit nur einem Klick ermöglicht. Das CS-System ist extrem kompakt aufgebaut. Alle Bauteile wie Beleuchtung, Kamera und Rechnereinheit sind fest im Imagergehäuse verbaut. Ein drehgebergesteuertes Real Time System (RTS) regelt das Timing für Bildeinzug, Beleuchtung und Auswerfer. Zum Lieferumfang gehört eine Basis-Software. Voll netzwerkfähig Das System ist voll netzwerkfähig, d. h. Statistiken und Bilder können jederzeit übertragen werden und die gesamte Bedienung kann z. B. über Teamviewer und über das Internet erfolgen. Damit ist eine Beobachtung und Bedienung von jedem Ort der Welt möglich. Auch der Service kann dadurch vom Stammhaus ibea durchgeführt werden, so z. B. die Analyse im Fehlerfall. Selbsterklärend und intuitiv Das Bedienmenü ist selbsterklärend, sehr übersichtlich und ohne Schulungen erlernbar. Intelligente Features wie z. B. der Indikator Browser für die nachträgliche Inspektion von Fehlerbildern oder der verbesserte Automatikmodus beweisen das langjährige Know-how von ibea bei der Entwicklung von Qualitätssicherungssystemen. Sämtliche Systemkomponenten entsprechen hohen Industriestandards und sichern so die Stabilität in rauen Produktionsumgebungen für einen langjährigen, wartungsfreien 24-Stunden-Betrieb. Als Bildverarbeitungskomponenten verwendet ibea ausschließlich hochwertige Kameras, Objektive und Beleuchtungsgruppen. ◄ 44 PC & Industrie 5/2023

Aus Forschung und Technik Tiefkühl-Elektronik für den Superrechner Fraunhofer-Technologie macht Quantencomputer industrietauglich Chipaufbau für die Auslese-Elektronik in Quantencomputern, © Fraunhofer IZM / Volker Mai Quantencomputer sind hoch energieeffiziente Superrechner. Damit diese in zukünftigen Anwendungen, wie etwa der künstlichen Intelligenz oder dem maschinellen Lernen, ihr volles Potenzial ausschöpfen können, läuft die Forschung an der dahintersteckenden Auslese-Elektronik auf Hochtouren. Forschende am Fraunhofer IZM arbeiten dafür an gerade einmal 10 Mikrometer dünnen supraleitenden Verbindungen und kommen damit der Umsetzung kommerziell nutzbarer Quantencomputer einen großen Schritt näher. Autorin: Olga Putsykina Fraunhofer IZM www.izm.fraunhofer.de Qubits Quantencomputer rechnen nicht mit Bits, sondern mit Qubits. Durch ihre besonderen Eigenschaften – Superposition und Verschränkung – können diese Teilchen weitaus mehr als nur die binären Zustände 1 oder 0 annehmen. Diese Logik räumt dem Quantencomputer einen radikalen Vorsprung in puncto Schnelligkeit, Leistungsfähigkeit und möglicher Komplexität der Rechenoperationen ein. Dabei gilt: Je mehr Qubits dem Superrechner zur Verfügung stehen, desto schneller und hochwertiger fallen die Berechnungen aus. Vielseitig einsetzbar Die potenziellen Einsatzmöglichkeiten eines Quantencomputers sind äußerst vielfältig: Überall, wo komplizierte Verrechnungen massiver Datensätze, Simulationen oder Wahrscheinlichkeiten vorzunehmen sind, könnten sie Probleme in Sekundenschnelle lösen. Herausforderungen Doch der Quantensprung ins neue Technikzeitalter gestaltet sich keineswegs einfach: Bislang ermöglichten Quantencomputer der ersten beiden Generationen grundlegende Erkenntnisse zu den Funktionsweisen des Geräts. Funktionale Vorreiter bringen es im Betrieb aktuell auf beachtliche 5.000 Qubits, also 25.000 potenzielle Zustände für jedes einzelne Quantenteilchen. Doch das komplexe Geflecht sich überlagernder Qubits ist empfindlich, wodurch sich bisweilen Fehler in die Rechnungen einschleichen können. Deshalb muss eine Fehlerkorrektur die Lösungen perfektionieren, wofür wiederum das Vielfache der Qubits gebraucht wird, die für die eigentliche Rechnung notwendig waren. So visieren Forschende etwa eine Größenordnung von mindestens 100.000 bis zu 1 Million Einheiten für ein einziges Gerät an. ICs in extremer Miniaturisierung Um eine so hohe Qubit-Dichte in einem System zu erzielen, müssen neue integrierte Schaltungen und Leitungen in extremer Miniaturisierung hergestellt werden. Gleichzeitig müssen diese für Temperaturen von bis zu -273 °C gewappnet sein; denn nur in solchen Umgebungen verlangsamen sich die Gitterschwingungen in den Festkörpern so weit, dass die Qubits länger verschränkt bleiben und damit leichter manipuliert oder ausgelesen werden können. Damit es nicht zur Eigen erwärmung durch elektrische Ströme kommt, werden bei tiefen Temperaturen verlustfreie Supraleiter eingesetzt. Neue Technologie Für eine effiziente Verbindungstechnik bei Tiefsttemperaturen mithilfe von Lotkontakten, den so genannten Bumps, entwickelten die Forschenden eine neue auf Indium basierende Technologie. Das Material ist unterhalb von 3,4 Kelvin supraleitend und erweist sich auch nah des absoluten Nullpunkts als robust. Zur Erzeugung von Elektronikstrukturen aus Indium wird es mithilfe eines speziellen Elektrolyten galvanisch abgeschieden. Hierfür musste das Indium von dem bei diesen Strukturbreiten üblichen Nickelsockel auf einen alternativen Sockel transferiert werden. Das Ersetzen dieser Basis war insofern notwendig, als Nickel durch seine Eigenschaften große Magnetfelder produziert, welche zu Störungen der Qubits führen würden. Mit dem neuen metallischen Übergang entsteht eine verträgliche Startschicht für die anschließende Indiumabscheidung. Diese Prozesse ermöglichen eine ungeschlagene Miniaturisierung für kryogene Verbindungen, beträgt doch der Rasterabstand der Leiterbahnen weniger als 10 Mikrometer. ◄ Mit Fine-Pitch-Kontakten aus Indium und supraleitenden Metallisierungen wurde eine kompakte Aufbau- und Verbindungstechnik für die Rechner der Zukunft demonstriert. © Fraunhofer IZM PC & Industrie 5/2023 45