Automatisches Auge

Im Dreiländereck nahe des Bodensees erarbeitet der Schweizer Auftragsfertiger Vosch Electronic seit 1974 zukunftsorientierte Lösungen für Kunden aus verschiedensten Industriesegmenten. Diese sind vor allem in der Analysetechnik, Gebäudeautomation, Verkehrstechnik, Sensorik und zu 35 bis 40 Prozent im Maschinenbau beheimatet. Auch Hersteller von Kabelkonfektioniermaschinen setzen auf die Entwicklung von Soft- und Hardware, Bestückung von Leiterplatten oder die Baugruppenmontage von Vosch Electronic. Das Kerngeschäft des Unternehmens liegt im individuellen Erstellen von kundenspezifischen Lösungen. Geschäftsführer Uwe Frech sagt dazu: „Wir verstehen uns als klassischer Dienstleister. Wir bieten Schnittstellen nach Maß: von der Entwicklung über die Fertigung (Prototypen bis Mittel- und Kleinserien), vom Test bis zum Reparaturservice – alles aus einer Hand.“ Derzeit produziert Vosch mit drei SMD-Linien, einer THT-Bestückungsabteilung sowie mit entsprechendem Testequipment (AOI, In-Circuit Test, Flying Probe sowie Funktionstests). Pro Jahr werden in Goldach rund 150.000 bis 200.000 Baugruppen gefertigt. Bei Losgrößen zwischen eins und 6.000 bedeutet dies etwa 1.000 verschiedene Baugruppen per annum, wobei die durchschnittliche Losgröße ungefähr 300 beträgt.

Qualität hat hier den höchstmöglichen Stellenwert. Vosch setzte lange Zeit auf den klassischen In-Circuit-Test sowie anschließenden Funktionstest. Da diese Prüftechnologien aber keine Aussage über möglicherweise falsch bestückte Bauteile oder fehlerhafte Lötstellen treffen können, wurde als zusätzliche Qualitätssicherungsmaßnahme die manuelle Inspektion der produzierten Baugruppen eingeführt. Doch mit der steigenden Anzahl an gefertigten Boards wuchs auch die Notwendigkeit zur Automatisierung dieser Methode.

Im Jahr 2007 startete die Evaluation bezüglich der Anschaffung eines Systems zur Automatischen Optischen Inspektion (AOI). Allerdings gab es innerhalb des Unternehmens auch Vorurteile gegenüber der AOI. „Gerade im Hinblick auf Pseudofehler und Schlupf hatten wir Vorbehalte gegen eine automatisierte Lösung“, erklärt Uwe Frech. Die Evaluierung möglicher AOI-Anbieter dauerte mehr als ein Jahr. „Wir haben uns alle großen Anbieter intensiv angeschaut und uns schließlich für ein System entschieden, das nicht nur unsere Vorbehalte ad absurdum legte, sondern Eigenschaften mitbrachte, die uns die Entscheidung am Ende leicht machten“, fügt der Geschäftsführer hinzu. Er entschied sich für ein OptiCon AdvancedLine von Göpel electronic, einem Anbieter aus Jena. Die Kriterien Durchfahrtshöhe, Schrägblick, Rückverfolgbarkeit der Prüfergebnisse und vor allem die Bedienfreundlichkeit spielten die entscheidenden Rollen für das AOI-System.

Ungeahnte Möglichkeiten

Obwohl das OptiCon AdvancedLine ein Inline-System zur Integration in eine Fertigungslinie ist, wird es bei Vosch als „Insel-Lösung“, also im Offline-Betrieb eingesetzt. Zusätzlich betreiben die Prüftechniker einen Programmierplatz, an dem die Prüfprogramme vorab erstellt werden. Uwe Frech sagt: „Durchsatz ist für uns kein Kriterium, sondern die Qualität ist entscheidend − gerade bei hochkomplexen Baugruppen muss jeder Fehler gefunden werden.“ Derzeit erfasst Vosch eine Fehlerrate von etwa 0,6 Prozent, wobei die Auffälligkeiten etwa 0,26 Prozent betragen. Uwe Frech argumentiert, dass man lieber eine höhere Pseudofehlerrate in Kauf nimmt als Schlupf. Alle Prüfkomplexe werden mit der jeweiligen Artikelnummer hinterlegt, was bei mehrmaligen Durchläufen gleicher oder ähnlicher Baugruppen zu einer dauerhaften Senkung der Pseudofehlerrate führt. Im Gegensatz zu anderen AOI-Anwendern wird die integrierte Bauteil-Bibliothek weniger genutzt als die eigenen Einträge mit Artikelnummern, hinter denen sich die Baugruppen-Varianten verbergen. Vosch betreibt zusätzlich zur im AOI-System integrierten statistischen Prozesskontrolle eigene Statistiken zu den jeweiligen Prüfprogrammen nach Ablauf eines Projektes.

Alice Hautle, AOI-Verantwortliche bei Vosch, erzählt von Anlaufschwierigkeiten zur Nutzung des Systems. Diese wurden jedoch durch die umfassende Unterstützung durch Göpel Schweizer Distributor ad+t behoben. Seit Anfang 2011 betreut ALice Hautle das System im Dauerbetrieb – und es funktioniere sehr gut. Es bietet viele Möglichkeiten, sichert die hohe Qualität der Baugruppen ab und hat den Aufwand der optischen Inspektion seitdem erheblich gesenkt. „Wir sind immer wieder überrascht, was die Maschine alles kann“, meint Hautle. Gerade im Hinblick auf komplexes Layout und daher mitgehende verdeckte Lötstellen bietet das OptiCon AdvancedLine durch das integrierte Schrägblickinspektionsmodul Chameleon ungeahnte Möglichkeiten, da die Testabdeckung gestiegen und die Fehlersuche optimiert wurde. „Wir können sehr viel mehr sehen und auch entsprechend Fehler finden, die durch eine Inspektion von oben verborgen geblieben wären“, sagt Hautle.

„Riesenschritt nach vorn“

Uwe Frech meint: „Seit der Anschaffung des AOI-Systems haben wir qualitativ einen Riesenschritt nach vorn gemacht“. Die jeweilige Teststrategie wird direkt mit den Kunden beraten und abgesprochen. Derzeit wird das optische Inspektionssystem bei etwa 80 bis 90 Prozent aller Produkte eingesetzt – je nach Losgröße und Komplexität der Baugruppen. Auch die Zusammenarbeit zwischen Anbieter und Anwender hat einen Beitrag zur Erhöhung der Produktqualität geleistet. Laut Uwe Frech besteht eine gute Zusammenarbeit mit dem Schweizer Distributor, da Probleme offen angesprochen und umgehend behoben werden. Außerdem lobt man das Online-Forum auf der Kundenwebsite von Göpel. Uwe Frechs Fazit fällt kurz und knapp aus: „Wir sind sehr zufrieden, und die Investition hat sich voll gelohnt.“ bw