3D-Inspektionssysteme für komplexe Getriebesteuerungen

Wabco ist ein führender Zulieferer von Technologien und Dienstleistungen zur Verbesserung der Sicherheit, Effizienz und Vernetzung von Nutzfahrzeugen. Vor rund 150 Jahren gegründet, ist das Unternehmen wegweisend bei Innovationen in den Bereichen Fahrerassistenz, Bremssysteme, Stabilitätsregelung, Federung, Getriebeautomatisierung und Aerodynamik für die führenden Lkw-, Anhänger- und Bushersteller weltweit. Unter anderem ist das Unternehmen für seine ABS-Lösungen bekannt. „Elektronische Bremssysteme, Getriebesteuerungen, Luftfedersysteme mit der dazugehörigen Peripherie, wie etwa Kompressoren und Lufttrocknung – das sind so die Dinge, die bei uns in der Elektronik angesagt sind“, erklärt Lars Schulze, Prüfmethodiker bei Wabco. Zu den Kunden zählen Unternehmen wie DAF Trucks, Daimler, MAN, Scania, Volvo oder auch ZF Friedrichshafen.

Herzstück der Getriebesteuerung

Im Rahmen einer Entwicklungspartnerschaft ist am Standort in Hannover seit 2014 in mehreren Schritten eine Musterlinie mit den Systemen S3088 SPI und S3088 ultra von Viscom realisiert worden. Viscom entwickelt, fertigt und vertreibt hochwertige Inspektionssysteme. Das Portfolio umfasst die komplette Bandbreite der optischen Inspektion und Röntgenprüfung.Ein aktuell wichtiges Produkt, das in der Musterlinie gefertigt wird, ist eine neue, komplexe Getriebe-Elektronik mit rund 450 Bauteilen, die in Nutzfahrzeugen als Herzstück der Getriebesteuerung dient. Die Bilanz heute: Die Pseudofehlerrate konnte konsequent verringert und der First Pass Yield (FPY) wesentlich erhöht werden.

Für die Lotpasten-Inspektion (SPI) in der Musterlinie hatte man zum Ziel, den dort eingesetzten Mitarbeiter mit anderen Aufgaben betrauen zu können. Das ließ sich mit einer integrierten Lösung mit 3D-SPI, 3D-AOI von Viscom gut realisieren. Sie überzeugt insbesondere durch die Möglichkeiten der automatisierten Datenverknüpfung über den Quality Uplink und den Verifikationsplatz Haran von Viscom. Ein weiteres Plus ist die 3D-Funktion. „Wenn man nur von oben auf die Paste schaut, sieht man nur eine Fläche. Ich weiß aber nicht: Ist dieses Pastenvolumen auch hoch genug und habe ich damit definitiv mein Minimalvolumen erreicht? Das fängt man mit einer 3D-Prüfung besser ab als mit 2D“, erklärt Andreas Sommerfeld, Prozesstechniker bei Wabco. Zum Quality Uplink gehört auch der Closed Loop zwischen der Lotpasten-Inspektion und dem vorgeschalteten Schablonendrucker. Das SPI-System ermittelt und sendet zyklisch bestimmte Werte an den Druckprozess. „Damit kann man den X-Y-Offset automatisch korrigieren lassen“, so Sommerfeld. So ließen sich die Reinigungszyklen des Druckers auf diese Weise weit nach oben schrauben. Das spart Zeit und Material.

Mit dem 3D-AOI wurde ein FPY von mindestens 80 Prozent erreicht, da das Inspektionssystem eine sehr hohe Prüftiefe erreicht. Im Bild das 3D-AOI S3088 ultra mit Viscoms Verifikationsplatz Haran. Viscom

Auch 90 Prozent FPY möglich

Für die S3088 ultra hatte der Automobilzulieferer eine Anforderung von mindestens 80 Prozent FPY vereinbart. Lars Schulze zu den Vorteilen der automatischen optischen Inspektion (AOI) mit 3D: „Für die Anwesenheitsprüfung benötigt man keine spezielle Kamera, keine angepasste Beleuchtung und auch keine auf die verschiedenen Bauteile und Leiterplatten-Farben abgestimmten Feineinstellungen.“ Mit dem 3D-Raster kann man gut erkennen, ob das Bauteil vorliegt oder nicht. „Jetzt haben wir direkte Messungen, können Häufigkeiten erfassen und statistisch die Stabilität ausrechnen. Der Bediener kann zum Beispiel anhand der letzten 50 Leiterplatten direkt sehen, wo Toleranzbereiche überschritten werden und auf Basis dieser Indizien Änderungen im Prozess vornehmen lassen“, sagt Schulze. Die 3D-Analyse des AOI-Systems sorgt so bei Bauteilschwankungen oder Koplanarität für schnelle und zuverlässige Ergebnisse. Viele Prüfmuster werden grundsätzlich vereinfacht, indem aufwändige verlinkte Analyseschritte entfallen können und durch die 3D-Analyse sind die Bauteilkörper viel besser zu detektieren, sodass Bauteil-Auflieger besser zu finden sind. Die 80 Prozent FPY sind längst erreicht. Auch 90 Prozent FPY sind inzwischen zum großen Teil möglich. Das hat, ähnlich wie am SPI-Prüftor, dazu geführt, dass der Mitarbeiter, der früher am AOI-System stand, heute hauptsächlich das ICT-System (In-Circuit-Test) bedient.

Individuelle Wünsche umgesetzt

Auch individuelle Wünsche für eine Optimierung der Musterlinie setzt Viscom schnell und effizient um. So können die Leiterplatten an der S3088 SPI jetzt im Fehlerfall relativ schnell nur durch Öffnen der Haube entnommen werden. Zuvor musste man die Maschine dafür erst herunter- und dann wieder hochfahren. Außerdem ist die im Rahmen der Lotpasten-Kontrolle mögliche Markierung für die Notwendigkeit einer Röntgenprüfung automatisiert worden. Ein weiteres Beispiel für eine individuelle Lösung ist die bei Wabco umgesetzte manuelle Barcode-Eingabe an dem SPI-System.

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(hw)