Die jüngste Ergänzung der breiten Produktpalette ist das Mek ISO-spector M1 full 3D AOI mit künstlicher Intelligenz. Ein echtes, vollumfängliches, kompromissloses und schnell zu programmierendes 3D-AOI-System.
Von allen Systemen in einer SMT/THT-Bestückungslinie haben automatisierte optische Inspektionssysteme den größten Entwicklungs- und Verbesserungsspielraum, da sie technologisch am wenigsten ausgereift, am komplexesten, sehr softwareorientiert und stark von der Rechenleistung des Computers abhängig sind.
Kamera – Field of View
Damit ein selbstlernendes AOI eingesetzt werden kann, müssen die ersten Messergebnisse genau und zuverlässig sein. Das Herzstück des ISO-Spector M1 ist eine 25-Megapixel-Kamera mit der schnellsten Datenübertragungsschnittstelle der Branche und den genauesten Daten pro Pixel. Die hohe Anzahl von Pixeln ist notwendig, um ein möglichst großes Sichtfeld zu erzeugen, damit größere Bauteile, wie z.B. Steckverbinder, erfasst werden können, während die Auflösung für die kleinen Lötstellen in der gleichen Ansicht möglich ist. Zudem wird die Inspektionsgeschwindigkeit erhöht, da die Kamera weniger Bewegungen macht. Das Sichtfeld beträgt 69mm x 69mm und ist das derzeit größte der Branche für ein 3D-AOI.
Projektoren
Um die Höhenmessung für volumetrische Berechnungen von Bauteilen und Lötstellen zu ermöglichen, ist eine aktive Lichtprojektion erforderlich. Der Mek ISO-Spector M1 verfügt über 4x Multifrequenz-Moiré-Fringe-Projektoren, das 16 Einzelprojektoren entspricht. Die Projektion erfolgt aus einem steilen Winkel von 80 Grad und eliminiert fast alle Schatteneffekte, die durch hohe Bauteile und andere Objekte verursacht werden. Das Überspringen der 3D-Messung bestimmter Komponenten gehört der Vergangenheit an. Mehrfrequenz-Projektoren bedeuten, dass verschiedene Moiré-Streifenmuster projiziert werden können, um eine höhere Reichweite zu messen, wobei die Z (Höhen)-Schrittauflösung in den kritischen Bereichen beibehalten wird. Die maximal messbare Höhe beträgt 25 mm.
Warum misst nicht jedes 3D-AOI-System bis zu 25 mm?
Nicht jeder Hersteller setzt Mehrfrequenz-Projektoren ein um damit den messbaren Höhenbereich aufgrund der Komplexität und der Hardwarebeschränkungen zu verbessern. Die projizierten Muster müssen den gesamten Bereich des Sichtfeldes aus einem bestimmten Abstand und Winkel abdecken. Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messung hängt stark von der Parallelität des projizierten Musters ab. Es ist eine optische Herausforderung, den durch den Projektionswinkel bedingten Parallaxeneffekt des projizierten Musters zu überwinden. Die optische Einheit ISO-Spector M1 wurde mit den neuesten japanischen Technologien entwickelt, die es selbst aus einem steilen Winkel von 80 Grad schaffen, perfekte Muster über das riesige Sichtfeld von 69 mm x 69 mm zu projizieren.
IPC?
Bei der Erstellung eines Inspektionsprogramms für ein AOI-System wird neben Cad- und Gerberdaten auch eine fertige Leiterplatte verwendet. Die Toleranzwerte von z.B. Bauteilversatz und Lötstellenvolumen basieren dann auf der für die Programmierung verwendeten Leiterplatte. Dies ist zwar nicht falsch, aber wenn die Leiterplatte sorgfältig visuell geprüft wird und die Ergebnisse zufriedenstellend sind, ist noch immer nicht bekannt, ob die Toleranzen den IPC-Standardwerten entsprechen. 3D-AOI’s sollten ein hervorragendes Werkzeug für solche Aufgaben sein.
Der Mek ISO-Spector kann so eingestellt werden, dass er gegen IPC-A-610 Klasse I, II oder III misst und vergleicht. Mit buchstäblich einem Knopfdruck kann diese Messung aktiviert werden.
Lötverbindungen
Von allen Inspektionsarten ist die Inspektion (oder Messung) von Lötstellen die anspruchsvollste und wird in den Bewertungsphasen am genauesten untersucht. Viele gehen davon aus, dass, wenn diese Inspektion ordnungsgemäß durchgeführt wird, auch alle anderen Inspektionen gut ausgeführt werden.
Die Inspektion/Messung selbst ist zwar eine Herausforderung für die AOI-Optik und Software, aber auch die zeitaufwendigste und anfälligste für menschliche Fehler während des Programmierprozesses. Auch nach der Programmierung kann die Fehlersuche lange dauern und wird immer als einer der Top 3 Generatoren von Pseudofehlern angesehen.
Bei Mek sind diese Herausforderungen bekannt und werden mit dem Mek ISO-Spector M1 gemeistert. Die Programmierung von Lötstellen erfolgt zu 100% automatisch und basiert auf künstlicher Intelligenz.
Künstliche Intelligenz
Die Inspektion von Lötstellen ist vollständig auf maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (KI) angewiesen. Das System lernt aus den Prozesstoleranzen, aus den guten und fehlerhaften Lötstellen, aus seinen eigenen Fehlern und lernt während der Produktion weiter und vergisst die Vergangenheit nicht. Es lernt die verschiedenen Pad-Designs der verschiedenen Anwender. Es ändert seine Entscheidungsstrategie in Abhängigkeit von der Lötstellenform und dem Bauteiltyp und lässt dem Programmierer dennoch die Freiheit, die Parameter bei Bedarf zu ändern. Das Ergebnis ist eine Pseudofehlerrate von nahezu Null bei maximaler Fehlererkennung. Der ISO-Spector M1 ist wahrscheinlich die erste AOI auf dem Markt mit KI-Fähigkeiten und eine der innovativsten Leistungen von Mek in seiner 25-jährigen Geschichte.
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