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Modulare Prüftechnik

Breites Spektrum an Testsystemen für zahlreiche Anwendungen
Modulare Prüftechnik

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Vor nunmehr drei Jahren ging Ingun Prüfmittelbau aus Konstanz nach über 30-jähriger Erfahrung im Prüfmittelbau mit eigenen Testsystemen an den Markt. Damit beantwortete man die enorme Nachfrage, die immer wieder an Europas führenden Hersteller von gefederten Kontaktstiften und Prüfadaptern herangetragen worden war. Zu dieser Zeit entstand auch der erste Kontakt zur Firma ASE Testsysteme des Ingenieurbüros Droehse, das mit Funktions-Testsystemen auf dem deutschen Markt vertreten war und ideale Voraussetzungen für eine Zusammenarbeit mitbrachte.

Ingun Prüfmittelbau, Konstanz

Trotz der guten Marktlage war die Einführung der neuen Technik – wie immer bei Innovationen – nicht einfach. So musste beim Verkauf der ersten Anlagen noch sehr viel Überzeugungsarbeit geleistet werden. Doch nach und nach konnten die Systeme in immer mehr Bereichen der Elektronikbranche Fuß fassen, und es zeigte sich, was die Tester in der Praxis leisteten. Hier einige der bisherigen Anwendungsbereiche von Ingun-Testsystemen:
Netzteiltest
Für einen Hersteller von Netzteilen wurde ein System entwickelt, mit dem sich bis zu vier Netzteile parallel prüfen lassen. Es ist unter anderem mit einer programmierbaren, vierfachen, dynamischen DC-Last ausgerüstet und verfügt über einen programmierbaren, DC-HV-Tester für Spannungen bis zu 6 kV. Die Wechselstromquelle mit frei einstellbarer Spannung lässt Über- und Unterspannungstests bei Frequenzen zwischen 1 und 500 Hz zu.
Gemessen werden unter anderem Eingangsleistungen (Schein- und Wirkleistung) und Ausgangsparameter (Spannung, Ripple-Amplitude, Ripple-Frequenz). Dank der A/D-Wandler mit 5 MHz beträgt die Testzeit für vier Netzteile ohne HV nur 1,2 s.
Sensortest
Ingun hat ein Testsystem entwickelt, das speziell auf die Prüfung von kapazitiven, induktiven und optischen Sensoren zugeschnitten ist. Es beherrscht sämtliche Standardtests für kapazitive und induktive Sensoren mit einem Schaltabstand von 0,1 bis 100 mm bei einer Auflösung von 1 µm. Der maximale Schaltabstand beträgt 2,5 m. Bei Fertigungstests optischer Sensoren (Reflexions-Lichtschranken und -taster, Einweg-Lichtschranken) sind bei Abständen bis zu 2,5 m Direktmessungen möglich, darüber hinaus werden Vergleichstests gefahren. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit der Vorschubeinheit ist 0,6 m/s. Mit seinem breiten Spektrum an Klemmeinheiten kann das System praktisch alle Sensorbauformen aufnehmen – jeweils mit manueller oder pneumatischer Klemmung. Durch eine Wechselschnittstelle ist es außerdem möglich, sämtliche Sonderbauformen zu integrieren. Elektronische Lichtvorhänge machen die Handhabung einfacher und schneller.
Daneben wurde eine Reihe weiterer Applikationen für die unterschiedlichsten Bereiche entwickelt und realisiert, wie zum Beispiel für die Prüfung von Bausteinen in der Medizintechnik, bei Autoradios, CD-Playern und Tonbandlaufwerken und von Steuerungsplatinen in der Automobilindustrie, Waschmaschinen, Energieversorgung, Bergbau, busgekoppelten Klimaanlagen und allgemeine FTCs bei Lohnbestückern.
Hohe Prüfgeschwindigkeiten
Mit dem MDA (Manufacturing Defects Analyser) lassen sich Bauteil- und Fertigungsfehler schnell erkennen. Sämtliche spezifischen Messungen laufen über High-Speed-Relaisschaltfelder: Ermittlung von Kurzschlüssen, Leiterbahn-Unterbrechungen, Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten sowie Vermessung von Transistoren, Optokopplern, Dioden und Z-Dioden bis 48 V. Die Prüfzeit pro Bauteil beträgt nur zwischen 0,8 und 30 ms. ICs werden auf Anwesenheit und Verpolung überprüft. Zur schnellen Fehlersuche an SMT-Bauteilen kann die Testjet-Technik von Hewlett Packard hinzugezogen werden. 6-Draht-Guarding- und 4-Draht-Kelvinmessung sorgen für genaue und verlässliche Messwerte. Mit weiteren Schaltkarten kann das System auf 2.560 Testpunkte erweitert werden. Das Prüfprogramm lässt sich direkt aus den CAD-Daten generieren.
Der MDA reduziert die Anzahl der Nachfolgetests, da defekte Boards frühzeitig aussortiert werden. Das System wird als Stand-alone- oder Inline-Lösung sowie in Kombitests eingesetzt.
Der Funktionstest
Einsatzgebiete des Funktions-Testsystems von Ingun sind die Prüfung von Boards oder Geräten entweder in einzelnen Clustern oder in ihrer Gesamtfunktion. Die Hardware hat einen modularen Aufbau und lässt sich leicht erweitern. Sie besteht aus einer TIICA-Einheit und einem Messsystem mit Interface im 19-Zoll-Rack, das je nach Kundenwunsch mit den notwendigen Karten bestückt ist. Die TIICA-Einheit wird über einen Industrie-PC oder CompactPCI gesteuert. Die eingesetzten Module werden beim Programmstart automatisch erkannt und initialisiert.
Die Auswahl an passenden Modulen reicht von Relais- und Generatorkarten über elektronische und ohmsche Lastkarten bis hin zu Spannungsquellen, I/O-Karten etc.. Die Anbindung über IEC-Bus, V 24 und NI-Einsteckkarten (PCI, PXI/CompactPCI) sind Standard; VXI-Karten oder andere sind möglich.
Die System-Software Winspark läuft unter Windows 98/NT. Der Einsatz erfordert keinerlei Programmierkenntnisse. Die Daten werden über komfortable Masken eingegeben und das Prüfprogramm wird in Form einer Tabelle dargestellt. Alle nötigen Treiber sind vorhanden; für die Einbindung externer Geräte kann auf die Treiber von Labwindows zurückgegriffen werden. Durch eine DLL-Schnittstelle öffnet sich das System auch dem Datenaustausch mit kundeneigenen Anwendungen und Programmen. Dabei speichert Winspark bereits realisierte Protokolle in einer Bibliothek.
Debug-Funktionen wie Messwertsimulation, Breakpoints, Messwertemonitor, Einzelschritt- oder Blocktest beschleunigen die Erstellung des Messprogramms. Alle relevanten Daten wie Ablaufstatus, Messwert, Einheit und Prüfschritt sowie Anweisungen und visuelle Hilfen sind übersichtlich angeordnet und ermöglichen ein schnelles und sicheres Handling des Prüflings. Mit dem Statistikprogramm hat man umfangreiche Darstellungsmöglichkeiten für seine Prüfergebnisse.
Der Kombitest
Beide vorgestellten Messverfahren haben ihre Grenzen: Ein MDA spürt zwar Fertigungsfehler in Schaltungen auf, macht aber keine Aussagen über ihre Funktion. Das kann zwar ein Funktionstest, dafür lässt er manchmal trotz intensiver Kontrollen defekte Bauteile durchgehen. Die optimale Lösung ist also eine Kombination aus beiden Verfahren. Der Kombitest verknüpft alle Testmöglichkeiten zu einem einzigen Gerät, so dass eine deutlich bessere Prüfabdeckung erzielt wird
Um Reparaturen erheblich zu vereinfachen, lassen sich Ergebnis- und Fehlerdateien über Netzwerk in eine separate Reparaturstation übertragen und in einer speziellen Reparaturdatenbank verwalten. Bei Bedarf zeigt dann die CAD-Software Camcad (Router Solutions) die Fehler grafisch an. Mangelhafte Bauteile können einzeln oder in Gruppen angezeigt werden, der Bildausschnitt ist stufenlos zoombar.
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