Inline-Kameraprüftechnik

Inline geprüft und beschleunigt

Inline-Kameraprüftechnik. Bei einer vollautomatischen Fertigung von Elektrokomponenten mit hoher Geschwindigkeit werden längst 100-prozentige Inline-Prüfungen zur Endkontrollen angestrebt oder sind gar obligatorisch. Lutronic bietet anspruchsvolle Kameraprüftechniken inklusive Programmierung.

Zur Leistungserstellung des Maschinenbaus gehören bei Lutronic auch Kameraprüftechniken inklusive Programmierung. © Lutronic

Das Unternehmen Lumberg aus dem Sauerland ist ein Anbieter von Steckverbinder- und Kontaktsystemen. Die Kompetenz besteht in der eigenen Entwicklung und Produktion von Steckern, elektromechanischen Bauelementen und mechatronischen Komponenten. Anwendung finden die mehr als 20.000 Katalogprodukte in der Hausgeräte-, Gebäudetechnik-, Automobil-, Kommunikations- und Unterhaltungselektronik-Branche. Die Konstruktion und Herstellung von Werkzeugen erfolgt im eigenen Werkzeugbau ebenso wie die Konzeption und Herstellung von Hochleistungsmontageanlagen. 175 Beschäftigte sind allein in diesem Bereich tätig.

Erst seit diesem Jahr bietet das Schwesterunternehmen Lutronic kundenspezifisch entwickelte Maschinen und Anlagen zum Verkauf an. Individualisierte Zuführsysteme, komplette Montage-Einheiten, Prüfsysteme und Verpackungssysteme bis hin zu Lösungen für die vollautomatisierte Montagetechnik stehen hier zur Verfügung. Zur Leistungserstellung des Maschinenbaus gehören auch anspruchsvolle Kameraprüftechniken inklusive Programmierung. Grundsätzlich eignen sich diese Systeme für alle Branchen, in denen anspruchsvolle Oberflächen schnell und automatisiert geprüft werden müssen. In vielen Bereichen werden längst 100-prozentige Inline-Prüfungen zur Endkontrollen angestrebt oder sind gar obligatorisch, um zugesagte Produkteigenschaften zu garantieren und eventuelle Fehler vorher aufzuspüren.

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Bei einer vollautomatischen Fertigung von Elektrokomponenten mit hoher Geschwindigkeit ist oft eine Inline-Prüfung unumgänglich. Diese verhindert nicht nur den möglichen wirtschaftlichen Schaden, der durch die Fertigung von Schlechtteilen entsteht, sondern überprüft alle qualitätsrelevanten Merkmale und zeigt abweichende Tendenzen auf, um auf diese schnellstmöglich reagieren zu können. Die attributive Anwendung in Form der Oberflächeninspektion und/oder Anwesenheitsprüfung ist dabei genauso relevant wie die messtechnische Anwendung zur Detektion von Dimensionen.

Die Systeme eignen sich für alle Branchen, in denen Oberflächen schnell und automatisiert geprüft werden müssen. © Lutronic

Bei der In-Linie-Inspektion in Anlagen mit hoher Leistung besteht die Herausforderung zunächst darin, den Prüfling in eine genau positionierte, beruhigte und richtig ausgeleuchtete Prüfposition zu bringen. Hierbei muss im Detail darauf geachtet werden, dass Vibrationen und Schwingungen der Gesamtanlage nicht auf den Prüfling übertragen werden. Die Prüfposition muss entsprechend der Gesamttoleranz eine hohe Wiederholgenauigkeit besitzen um stabile Prüfergebnisse zu erzielen. Da die Messsystemanalyse oder Messmittel-Fähigkeitsanalyse eine zentrale Rolle bei der Beurteilung von Prozessen spielen, muss im Vorfeld sichergestellt werden, dass die Messung die Realität widerspiegeln kann und das eingesetzte Equipment richtig gewählt wird. Hier spielen Faktoren wie die Auflösung der Kamera, die Wahl eines richtigen Objektivs und natürlich der Einsatz einer richtigen Beleuchtung eine elementare Rolle.

Ob mit entozentrischen oder telezentrischen Objektiven, mit Auflicht oder Durchlicht gearbeitet wird, muss ebenfalls sorgfältig vor der Projetplanung bewertet werden. Die Prüfung im Durchlicht – unterstellt der konstruktive Aufbau der Anlage ermöglicht dies – hat sich in der Praxis gut bewährt, da hier viele Störgrößen wie Farbe, Reflektionen durch glänzende oder gekrümmte Oberflächen oder Fremdlicht viel besser abgefangen werden können.

Auch das Zeitfenster, indem mit bis zu 1.600 Bildern pro Minute geprüft wird, muss im Vorfeld exakt geplant und berücksichtigt werden, da zur Prüfung oft nur wenige Millisekunden zur Verfügung stehen. Der mechanische Ablauf ist somit ebenfalls maßgebender Faktor für eine solide Prüfung. Wenn Prüfanforderungen früh in die Anlagenentwicklung mit eingebunden werden, kann dies dazu beitragen, den Pseudo-Ausschuss zu verringern. Liegt dieser bei einer normalen optischen Prüfung bei etwa einem Prozent, so lässt er sich auf gut 0,1 Prozent reduzieren. Die Prüfkosten sinken so deutlich. Tatsächlich sind auch die Möglichkeiten einer Produkterweiterung und die Variantenvielfalt eines Produkts im Prüfaufbau und der Programmierung mit zu berücksichtigen.

Natürlich muss sich die Prüftechnik nicht nur den hohen Geschwindigkeiten stellen, sondern auch den immer höher werdenden Qualitätsansprüchen. So kann ein Produkt, das eben nicht in Hochgeschwindigkeit hergestellt wird, ebenfalls eine herausfordernde Prüfung beanspruchen. Hier sei stellvertretend an die Positionsgenauigkeit von Chips oder Kondensatoren in Elektronikbaugruppen oder an Funktionskomponententräger, in denen viele einzelne Kleinstkomponenten in einem umspritzten Fertigteil toleriert sind, gedacht. Konkret können dies zum Beispiel mehrere Einpresszonen in einem Bauteil sein, wobei die Funktionalität des gesamten Bauteils nur dann gewährleistet ist, wenn alle Einpresszonen zu einander passen.

Der Berechnungsalgorithmus für die automatische Auswertung der Einzelbilder liegt auf der Kamera. Bilder und Prüfergebnisse können bei Bedarf auf dem definierten Speicherort wie einem FTP-Server oder einem eigenen Rechner abgespeichert werden. Gänzlich autark wird das System, wenn auf einer internen SD-Karte, die sich in der Kamera befindet, abgespeichert wird.

Für den jeweiligen Prüfling, die Prüfumgebung und die zu prüfenden Parameter werden von den Kameraspezialisten individuelle Prüfpunkte programmiert und eine individuelle Nutzeroberfläche aufgesetzt, um die Bedienung zu vereinfachen.

W. Sprock, A. Radke/as

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