Fünf Herausforderungen
Anforderungen für die Inspektion elektronischer Bauteile
Die Elektronikindustrie erfährt derzeit – bedingt durch Handys, Tablets und zukünftig auch anziehbarer Technologie – ein explosives Wachstum. Somit steigt auch die Nachfrage nach Inspektionslösungen für diesen Bereich, wobei dort besondere Herausforderungen an Messungen gestellt werden.
In Anwendungen, wie der Zusammenbau von Handyteilen, bei denen die Messung von Verbindungselementen kritisch ist, um eine nahtlose Montage zu gewährleisten, wird z.B. vom einem optischen Sensor hohe Reproduzierbarkeit und Messgenauigkeiten in µm-Bereich erwartet. Außerdem sind hohe Geschwindigkeiten für Scanning, Messung und Verarbeitung von 2D- und 3D-Features notwendig, um die hohen Produktionsvolumina zu gewährleisten.
1. Integrierbarkeit und Netzwerkfähigkeit
Bei der Inspektion von elektronischen Kleinteilen werden Scanlösungen fast ausschließlich in bereits existierende Maschinen integriert. Dies stellt Herausforderungen an die Systemintegratoren, Implementationskosten und Vorlaufzeit bis zur Produkteinführung. Daher muss eine Inspektionslösung ohne Umgestaltung oder Rekonfiguration in die vorhandenen Herstellungsprozesse integrierbar sein. Diese Anforderungen erfüllt der intelligente 3D-Sensor Gocator 2320, dessen Länge in Hinblick auf das Sichtfeld in Scanrichtung in der neuen Version minimiert wurde und dessen Gehäuse keine aktive Kühlung benötigt. Der Sensor kann in engen Räumen oder an Maschinen montiert werden. Um das Sichtfeld und die Scanabdeckung des Systems zu vergrößern, ist er zudem netzwerkfähig. Systemintegratoren können Dual- oder Multisensor-Systeme mit bis zu 24 Sensoren aufbauen, was mittels eines Master Hub erfolgt und Synchronisationen im µsec-Bereich erlaubt.
2. Echtzeit-Messungen unter hohen Belastungen
Elektronische Bauteile variieren stark in Größe, Toleranz, Form und Details. Zusätzlich besteht dort die Tendenz zur zunehmenden Miniaturisierung. Hohe Fließbandgeschwindigkeiten und große Scanvolumen sind weitere Anforderungen an die Inspektion. Daher muss ein Sensor in der Lage sein, Messungen in Echtzeit durchzuführen, die reproduzierbar und zufallsunabhängig sind, d.h. der Sensor erzeugt immer die gleichen Resultate, im gleichen Zeitraum, unabhängig von der Größe des Messvolumens. Viele Lösungen verlassen sich aber auf eine externe PC/Windows-Umgebung, die keine Echtzeit-Daten liefert. Der Gocator basiert auf einer Hardware für Highpseed-Bildverarbeitung und einem Echtzeitbetriebssystem. Der 3D-Prozessorkern kann bis zu einer Datenrate von 5kHz scannen, während er gleichzeitig misst und Ergebnisse sendet.
3. Reproduzierbare Ergebnisse
Trotz strenger Kontrollen werden immer wieder unvorhergesehene Ereignisse während einer Inspektion stattfinden. So kann aufgrund einer Veränderung des Umgebungslichtes oder einer plötzlichen Bewegung des Messobjektes eine Lücke in den Messdaten auftreten. Spezielle Tools im Gocator 2320 automatisieren viele der wichtigsten Standardmessungen und stellen einen ganzen Satz an Messwerkzeugen für weitere Kontrollen zur Verfügung. So können spezifische Datengebiete abgegrenzt (um Datenausreißer oder Rauschen zu entfernen) oder der Scanner an verschiedene Materialien (reflektierend/nicht-reflektierend) angepasst werden. Ein Beispiel ist das Tool zur Messung von konischen Senkungen, das automatisch Senkungen sucht und deren Position, Tiefe, Durchmesser und Fasenwinkel bestimmt.
4. Ein- und Ausgabeschnittstelle
Jeder Hersteller hat seine eigenen Produktionsprozesse (oft unter Verwendung von Robotern), die mit einem Steuerungssystem kommunizieren. Daher muss eine Inspektionslösung auch zu einer Vielzahl von Kommunikationsprotokollen für eine problemlose Verbindung zwischen Scanner und PCs, Robotern und Steuerung kompatibel sein. Jeder Scanner unterstützt daher u.a. TCP, EtherNet/IP, Modbus oder ASCII.
5. Kontinuierliche FeatureEntwicklung
Da ständig neue Technologien und Prozesse bei der Herstellung von Elektronikbauteilen eingeführt werden, muss eine Inspektionslösung sich ständig weiterentwickeln. Leider bieten viele Lösungen wenig Anpassungsmöglichkeiten nach dem ersten Einsatz, um mit diesen Entwicklungen Schritt zu halten. Dies kann dazu führen, dass Kunden auf Scanlösungen sitzenbleiben, die bald den Industriestandards nicht mehr genügen. Daher stellt LMI regelmäßig Feature-Updates in der Firmware kostenlos zur Verfügung.
