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Effektiv und sinnvoll

Automatische Inline-Inspektion in der High mix-/low-volume-Fertigung
Effektiv und sinnvoll

Auch in der High mix-/low-volume-Fertigung ist ein Inspektionssystem sehr wertvoll. Eine Voraussetzung dafür ist ein Inspektionssystem, das Software-Funktionen zur effektiven Optimierung der Prüfprogramme und Bauteilbibliotheken anbietet. Außerdem müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein, um einen vollautomatischen Programmwechsel inklusive der Spurbreitenanpassung an die zu prüfenden Baugruppen einfach realisieren zu können.

Verantwortliche in der Elektronikfertigung sind oft unsicher, ob eine AOI auch bei kleinen Losen erfolgreich eingesetzt werden kann. Es wird vermutet, dass große Aufträge erforderlich seien, um Inspektionsprogramme zu optimieren, sodass nur noch eine vertretbare Zahl an Falschmeldungen bzw. Pseudofehlern auftritt. Beispiele aus der Praxis zeigen aber, dass auch Kleinstunternehmen, die häufig mit extrem kleinen Losen arbeiten, eine AOI sehr erfolgreich einsetzen. Die Vorteile: Steigerung der Produktqualität und Senkung der Produktionskosten. Die Gründe, warum die optische Ausprägung der Details einer Baugruppe von einem Fertigungsauftrag zum nächsten stark variieren kann, sind vielfältig. Dies ist nicht nur bei echten Produktwechseln der Fall, auch Schwankungen der Materialeigenschaften, bedingt durch verschiedene Lieferanten, Prozessschwankungen oder zufällig auftretende Störungen können die Ursachen sein. Entsprechend groß sind die Toleranzen, mit denen Qualitätsmerkmale definiert sind (z.B. in der IPC A 610). Als Konsequenz daraus müssen die kontinuierlich mit Inspektionssystemen ermittelten Qualitätsmerkmale systematisch erfasst und statistisch ausgewertet werden. Anhand dieser Daten können anschließend sinnvolle Eingriffs- und Fehlergrenzen definieren werden.

Integrierte Verifikation sichert Qualität
Die Darstellung der Ergebnisse in Diagrammform hilft dem Prozessverantwortlichen, frühzeitig Trends zu erkennen. Bei Überschreitung von Warngrenzen lassen sich Ursachenanalysen durchführen und daraus die erforderlichen Maßnahmen für eine Verbesserung der Qualität ableiten. In der Praxis heißt das z. B.: Schablone reinigen, Bestückerpipetten wechseln oder Offsets korrigieren. Mit den Schwankungen der Eigenschaften, die unterhalb der Eingreifgrenze liegen, muss das AOI zurechtkommen – und verfügt es über die entsprechenden intelligenten Softwarefeatures schafft es das auch. Anstatt den Maschinenbediener mit komplexen Statistiken zu konfrontieren, bietet Viscom hierfür die „Integrierte Verifikation“. Diese Software-Funktion stellt die Qualität der Prüfprogramme, auch nach Produktwechseln oder anderen Anpassungen, sehr einfach und komfortabel sicher. Die Zulässigkeit manuell geänderter Inspektionsparameter wird dadurch verifiziert, dass eine große Anzahl von Bildaufnahmen, die zuvor schon einmal mit den entsprechenden Bildverarbeitungsmethoden ausgewertet und dann in einer Datenbank abgelegt worden sind, noch einmal mit den geänderten Parametern analysiert werden. Sobald ein zuvor gefundener und als „Echtfehler“ bestätigter Fehler nicht mehr gefunden wird, wird dies dem Systembediener signalisiert. Er entscheidet dann, ob er dies als Ausreißer gewertet und die Parameteränderung angenommen wird oder ob es sich eher um eine Verschlechterung handelt und die Parametrisierung noch einmal verbessert werden muss.
Vollautomatischer Programmwechsel
Die Angst vor zusätzlichem Rüstaufwand durch die Anschaffung eines Inspektionssystems ist unbegründet. Zumindest dann, wenn die zu prüfende Baugruppe sich selbst durch einen Barcode, DMC oder RFID identifiziert und das Inspektionssystem erkennen kann, welches Prüfprogramm für die Baugruppe verwendet werden soll. Diese Aufgabe erledigt die AOI selbständig durch das Auslesen einer einfachen ASCII-Datei oder durch einen aktiven Dialog mit einer Datenbank etwa eines Fertigungsleitsystems über das Kunden-Netzwerk. Auch die Dauer der Erstellung eines Inspektionsprogramms wird häufig falsch eingeschätzt. Hierfür gibt es inzwischen viele Software-Funktionen, die die Arbeit erleichtern – angefangen von den vielen verfügbaren Import-Schnittstellen für CAD-Daten, aus denen sich die Geometrien der Leiterplatte, des Mehrfachnutzens und nicht zuletzt der Bauteile übernehmen lassen, bis hin zur Verwendung bestehender bauteiltyporientierter Inspektionsbibliotheken, in denen Prüfmuster hinterlegt sind. Sie beschreiben, mit welcher Kamera und Beleuchtung Aufnahmen von einem Bauteil gemacht und mit welchen Bildverarbeitungsalgorithmen die Merkmale bewertet werden sollen. Während der Programmoptimierung kann der Anwender entscheiden, ob eine Parameteränderung nur für das gerade vorliegende Prüfprogramm übernommen werden soll, oder ob sie in die globale Bibliothek geschrieben wird, damit die Änderung fortan auch in anderen Prüfprogrammen wirkt. Sobald neue Bauteiltypen am Markt erscheinen, werden dafür neue Prüfmuster generiert und in der Viscom Bauteil-Bibliothek abgelegt.
Statement
Auch in der High mix-/low-volume-Fertigung sind automatische Inspektionssysteme, angefangen von der 3D-Lotpasteninspektion, über die Bestückkontrolle bis hin zur Lötstelleninspektion mit 3D-AOI oder auch 3D-Röntgen-Inspektion wichtige Werkzeuge zur Sicherstellung der Fertigungsqualität. Fehler machen möchte niemand, aber Fehler übersehen erst recht nicht. Nur eine systematische Qualitätsüberwachung mit Hilfe komfortabler Software-Features ermöglicht ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau und die schnelle Reaktion auf Störungen und Prozessschwankungen. Seit mehr als 30 Jahren ist Viscom hier ein zuverlässiger Partner.
Zum Vortrag
Erläutert wird, wie einfach sich Prüfprogramme & Bauteilbibliotheken erstellen und optimieren lassen. Zudem werden Bedingungen aufgezeigt, die man bei einem vollautomatischen Programmwechsel inklusive der Spurbreitenanpassung an die zu prüfenden Baugruppen berücksichtigen muss. So lässt sich auch in der High mix-/low-volume-Fertigung ein Inspektionssystem erfolgreich einsetzen.
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