Anschlüsse sind eine wesentliche Komponente von nahezu allen elektronischen Geräten. Jegliche Defekte können zur Fehlfunktion des gesamten Systems führen. Aus diesem Grund ist eine Qualitätssicherung unabdingbar – sowohl für die Hersteller von Anschlüssen als auch ihre Kunden. Eine automatisierte, 100 Prozent visuelle Inspektion von Anschlüssen ist aber aus verschiedensten Gründen ein herausforderndes Unterfangen: Die Anzahl der Varianten ist nahezu endlos, Miniaturisierung sorgt für immer kleinere Anschlüsse mit immer mehr Pins und Kontakten. Zudem erschwert die Geometrie eine Inspektion aus verschiedenen Winkeln, z.B. wenn Pins durch ein Gehäuse geschützt sind. Darüber hinaus muss die Inspektion inline mit hohen Geschwindigkeiten erfolgen, um wirtschaftlich zu bleiben. Um diese Herausforderungen zu lösen, setzt ein führender in Korea ansässiger Hersteller von Anschlüssen für die Elektronikbranche für die Implementierung eines 3D-Inspektionssystems für seine Anschlüsse eine Kombination der C6-Serie an 3D-Scannern von Automation Technology (AT), die Open eVision-3D-Bibliotheken von Euresys sowie anwendungsspezifische Inspektionsalgorithmen ein.
Extrem schneller 3D-Scanner
Die C6-Serie der Laser-Profiler von AT baut auf einer neuartigen, proprietären Sensorplattform auf. Die Laser-Profiler bieten eine beeindruckende Kombination einer extrem schnellen und hoch präzisen Auflösung mit bis zu 4.096 Punkten/Profil, einer Profilrate von bis zu 200kHz und einer 3D-Bilderfassung mit hohem Dynamikbereich. Die Serie baut auf einem neuen proprietären Sensorchip auf, bei dem dank WARP-Technologie (Widely Advanced Rapid Profiling) des Chips sehr hohe Geschwindigkeiten möglich sind. Dies wird durch die Vorverarbeitung der Daten im Sensor mit bis zu 29MP/sec erreicht, um nur essenzielle Daten zu übertragen und den Durchsatz zu erhöhen. Das Ergebnis ist eine 3D-Profilpixelrate von bis zu 120Mio. 3D-Punkten/sec und eine Messgeschwindigkeit, die bis zu 10-fach höher ist, als bei konventionellen 3D-Scannern. Diese Highspeed-Inspektion ermöglicht Herstellern von Anschlüssen eine 100% Inspektion von Massenteilen, ohne den Herstellungsprozess zu verlangsamen.
Bilderfassung und Analyse
Mit den Open eVision-3D-Bibliotheken von Euresys wird die vollständige 3D-Vision-Analyse der Daten über die 3D-Profiler von AT durchgeführt. So werden akkurate Messungen und geometrische Daten an die Anwendungssoftware übergeben, die diese mit den Akzeptanzkriterien des Herstellers vergleicht. Das Vision-System besteht aus einer Abfolge von Aufgaben, die von den verschiedenen Bibliotheken von Euresys ausgeführt werden. Zuerst gleicht Easy3DMatch die Punktewolke des Anschlusses mit der entsprechenden Referenzposition ab. Diese Aufgabe erfolgt in der Regel anhand eines CAD-Modells des Anschlusses als Referenz. In den Fällen, in denen kein CAD verfügbar ist, kann Easy3DMatch stattdessen auch eine Referenz-Punktewolke verwenden. Dadurch sind größere Variationen der physischen Ausrichtung der Teile beim Scannen möglich, was das mechanische Setup des Inspektionssystems vereinfacht. Die Easy3D-Bibliothek konvertiert die 3D-Punktewolke dann in ZMaps in verschiedenen Höhenebenen, die später mit den Spezifikationen und Toleranzen des Anschlusses verglichen werden. Abschließend identifiziert Easy3DObject jeden einzelnen Anschluss-Pin in der Punktewolke und misst ihre geometrischen Attribute wie Breite, Länge, Höhe, Position usw. Mit dieser Abfolge von Aufgaben wird ein vollständiger Satz hochpräziser Messdaten an die Hostanwendung übergeben. Sie ermittelt dann, ob das Teil mit den Spezifikationen konform ist, und akzeptiert es oder sortiert es entsprechend aus.
Hard- und Softwareintegration
Die erfolgreiche Implementierung des Inline-3D-Inspektionssystems wurde durch die Kompatibilität zwischen dem Datenformat der Punktewolke von AT und den Open eVision-Bibliotheken von Euresys ermöglicht. Dank der nahtlosen Integration kann der Endnutzer allen seinen hohen Anforderungen an Präzision wie auch Geschwindigkeit nachkommen. Open eVision kann auch mehrere Inspektionsaufgaben gleichzeitig ausführen. So kann die 3D-Messung der Pins beispielsweise mit einer Qualitätsinspektion des Anschlussgehäuses erweitert werden, wozu die gleichen 3D-Daten oder Bilder von einem anderen Sensor wie einer 2D-Kamera verwendet werden.
