Die Abmessungen der Nutzen hängt in erster Linie von der jeweiligen Applikation ab. Die Kantenlängen einzelner Baugruppen liegen in der Regel unter einem halben Meter. Sind sie viel kleiner, werden die Baugruppen meist im Mehrfachnutzen gefertigt. Das ermöglicht in der Produktion einen höheren Durchsatz und optimale Ausnutzung der Maschinen. Nicht selten kommen dabei auch übergroße Leiterplatten zum Einsatz, denn trotz Miniaturisierung und Integration in der Elektronik gibt es immer wieder Anwendungen mit besonders großen Einzelbaugruppen.

Größe statt Miniaturisierung: . Die Produktion einer größeren LED-Leuchte auf einem einzigen Träger hat dabei entscheidende Vorteile gegenüber dem Zusammenbau aus mehreren kleinen Einzelbaugruppen.

Größe statt Miniaturisierung: . Die Produktion einer größeren LED-Leuchte auf einem einzigen Träger hat dabei entscheidende Vorteile gegenüber dem Zusammenbau aus mehreren kleinen Einzelbaugruppen. Göpel Electronic

Ein Beispiel dafür ist die Lichttechnik: Die aktuellen Entwicklungen der LED-Technologie mit Steigerung der Lichtströme, Erzeugung unterschiedlichster Farbtöne, Erhöhung der Effizienz und Herstellung in unterschiedlichsten Bauformen hat mittlerweile in allen Arten der Beleuchtung Einzug gefunden. Bei der Herstellung von Leuchten kommt es im Unterschied zu anderen elektronischen Baugruppen oft auf Größe statt auf Miniaturisierung an. Die Produktion einer größeren LED-Leuchte auf einem einzigen Träger hat dabei entscheidende Vorteile gegenüber dem Zusammenbau aus mehreren kleinen Einzelbaugruppen: Wegfall teurer und fehleranfälliger Steckverbinder und Leitungen, Verringerung des Montage- und Serviceaufwandes, Integration des Wärmemanagements sowie Erhöhung der Produktlebensdauer.

Überlänge – Herausforderung für Inspektionssysteme

Für eine effiziente und automatisierte Baugruppenfertigung ist ein AOI unerlässlich. In erster Linie dient es der Qualitätssicherung, also zur schnellen, sicheren und reproduzierbaren Detektion von Fertigungsfehlern. Das können neben der klassischen Prüfung von Bauteilanwesenheit und Lötstellenbewertung auch Abstands- und Lagevermessungen sein (zum Beispiel der Abstand eines QFN zu einer Passmarke), Taumelkreisprüfung von Steckerpins oder als exotisches Beispiel die Ausrichtung von Reed-Kontakten in deren Glaskörpern. Die Prüfung einer Beleuchtungsbaugruppe lässt sich mittels AOI und automatischer Kontaktierung sogar noch auf den Funktionstest von LEDs erweitern. Auch detektieren sie Haarrisse der LED-Körper und sogar Helligkeits- und Abstrahlvermessungen sind durchführbar. Weiterhin ist das AOI auch ein wichtiger Baustein bei der Erlangung der vollständigen Rückverfolgbarkeit von Baugruppen (Traceability) sowie zur unmittelbaren statistischen Auswertung der ermittelten Fehler und Messwerte. Die große Menge gesammelter Daten wird nach beliebigen Vorgaben strukturiert aufbereitet und mit einem Produktionsleitsystem ausgetauscht (MES-Anbindung). Dieses ist dann in der Lage, mit den gewonnenen Informationen sofort in die vorgelagerte Produktion einzugreifen.

Steht für einen Fertiger die Aufgabe der Herstellung einer überlangen Baugruppe, kann das bedeuten, dass auf eine Serienfertigung in einer automatisierten Linie verzichtet und Produktionsschritte manuell vorgenommen werden müssen. Alternativ kann exklusiv für diese Produkte eine Fertigungslinie mit Spezialmaschinen errichtet werden. Letztere Option ist jedoch in der Regel wesentlich teurer und damit für Klein- und Mittelserien kaum rentabel. Idealerweise lassen sich Serienmaschinen durch einfache Umrüstmaßnahmen für diese Spezialaufgabe befähigen. Weltweit gibt es eine Fülle von Anbietern an AOI-Systemen. Dabei konzentrieren sich die meisten Hersteller natürlich auf die klassischen, weit verbreiteten Anwendungsfelder, um eine hohe Absatzmenge und geringe Maschinenpreise zu erlangen. Die europäische Industrie zeichnet sich allerdings immer stärker dadurch aus, flexibel und schnell auf Spezialanforderungen mit niedrigen und mittleren Stückzahlen zu reagieren, anstatt die billige Massenfertigung eines einzelnen Produktes leisten zu können. Das gilt sowohl für Konsumgüter als auch für Industrieanlagen.

Inspektion in Salamitaktik

Wie kann nun ein konventionelles Inline-AOI, welches für herkömmlich große Baugruppen und Nutzen ausgelegt ist, für die Longboard-Inspektion befähigt werden? Eine Möglichkeit ist die abschnittsweise Inspektion. Dazu wird das Standard-AOI beidseitig um zwei gleich lange Bandmodule erweitert, um einen gleichmäßigen Vorschub der langen Baugruppe sicherzustellen. Im Betrieb wird diese dann in definierten Abständen mehrfach innerhalb des AOIs weiter transportiert, fixiert und geprüft. Die Daten und Testergebnisse der einzelnen Prüfabschnitte werden zusammengefasst und bilden das Gesamtresultat der Baugruppe.

Um eine Positionierung des Bildaufnahmesystems zur Baugruppe zu ermöglichen wird es mit einem X-Y-Achsportal bewegt; die Baugruppe muss sich dabei in Ruhe befinden. Für eine lückenlose Inspektion sollte der Vorschub zwischen den Prüfungsabschnitten etwas kleiner sein als der mögliche Prüfbereich in Transportrichtung des AOI. Die Anzahl der zu prüfenden Abschnitte für die gesamte Inspektion ergibt sich dann aus der Länge der Baugruppe, ganzzahlig geteilt durch die Vorschublänge. Nach dieser Methode ist die maximale Länge einer zu prüfenden Baugruppen nur noch durch die Wahl der angebauten Bandmodule begrenzt.

Göpel Electronic bietet dieses Konzept als modulare Erweiterung zu den AOI-Systemen an. Die Bandmodule werden einzeln geliefert und erst vor Ort mit dem AOI verbunden. Die elektrische Schnittstelle ist simpel und schnell hergestellt: Steckverbindungen für Spannungsversorgung und Netzwerk. Für einen definierten und schnellen Vorschub zwischen den Prüfabschnitten sorgt ein System aus mehreren Stoppern. Das Fixieren der Baugruppe erfolgt im Prüfbereich. Trotzdem werden überstehende Abschnitte gestützt und die Baugruppe erfährt keine Biegung. Somit lassen sich auch Flex-Leiterplatten in einem entsprechenden Träger problemlos prüfen.

Die Erstellung eines Prüfprogrammes ist ebenso simpel. Aus den CAD-Daten der Baugruppe werden die einzelnen Prüfabschnitte generiert und mit Prüfaufgaben versehen. Die Programmteile der Abschnitte sind dann in einem so genannten Multi-Test zusammengefasst und werden der Reihe nach abgearbeitet. Wechselnde Produktvarianten und Prüfung von Baugruppen mit Standardlängen sind weiterhin auch möglich. Ebenso universell und jeder Prüfsituation gewachsen ist das Bildaufnahmekonzept mit telezentrischer Optik, Othogonalkamera, 3D-Aufnahmen ohne Abschattung und frei wählbaren Schrägblickansichten.

Größe statt Miniaturisierung: . Die Produktion einer größeren LED-Leuchte auf einem einzigen Träger hat dabei entscheidende Vorteile gegenüber dem Zusammenbau aus mehreren kleinen Einzelbaugruppen.

Größe statt Miniaturisierung: . Die Produktion einer größeren LED-Leuchte auf einem einzigen Träger hat dabei entscheidende Vorteile gegenüber dem Zusammenbau aus mehreren kleinen Einzelbaugruppen. Göpel Electronic

Inline-AOI  mit flexiblen INtegrationsmöglichkeiten

Mit Advancedline hat Göpel Electronic ein flexibel einsetzbares AOI im Programm, das sich vor allem für übergroße Platinen eignet und an jeder Position der Produktionslinie einsetzbar ist. Es ermöglicht die Prüfung von bestückten und gelöteten Leiterplatten mit einer Länge von bis zu 1.600 mm. Auf Grund der Flexibilität der Gesamtkonzeption ist auch eine Anpassung an längere Leiterplatten möglich. Überdies ist das System in unterschiedlichen Geschwindigkeitsvarianten verfügbar. Je nach Kundenanforderung lässt es sich auch mit dem drehbaren Schrägblickmodul „Chameleon“ sowie einem Laser-Höhenmesssystem konfigurieren. Für 3D-Messaufgaben an Lötverbindungen und Bauelementen ist zudem die Integration des Messmoduls „3D•Eye Z“ möglich.