| von Anne Lebert, Volker Linde

Speziellen Aufgaben begegnet Hörmann IMG mit kundenspezifischen Lösungen. Der Elektronikfertigungs-Dienstleister konzentriert sich dabei nicht nur auf hochwertige elektronische Systeme, sondern auch auf Fahrzeug-Antriebstechnik wie Hybrid- und Elektroantriebssysteme. Weitere Tätigkeitsfelder sind die Energietechnik im Bereich der erneuerbaren Energien sowie EMV- und Werkstoff-Prüfdienstleistungen. Aus der Ausrichtung als E2MS-Dienstleister ergibt sich ein breites Produktspektrum mit hohen Erwartungen an die Flexibilität in der Fertigung. Viele Produktwechsel, kleine Stückzahlen und eine hohe Bauteildichte stellen dabei auch an die optische Inspektion hohe Anforderungen.

Bisher erfolgte die Sichtkontrolle mittels eines VS 8 von Vision System rein manuell. Vorhandensein und Polungen wurden im Vier-Augen-Prinzip überprüft. Die Erstmusterkontrolle von Baugruppen kann mit dieser Methode je nach Bauteilmenge und -dichte teilweise acht bis zehn Stunden mit zwei Arbeitskräften dauern. Eine bauteilweise Überprüfung erforderte ein hohes Maß an Konzentration – auch für den Ablauf der Prüfung. Das lange Arbeiten mit dem Mikroskop und die ständigen Fokuswechsel führten zu einer hohen Belastung der Augen, was ein dauerhaftes Arbeiten über mehr als vier Stunden unmöglich machte. Die Stichprobenkontrolle hinterließ zudem häufig das ungute Gefühl, eventuell einen Bereich nicht kontrolliert zu haben. Um den hohen Qualitätsstandard unter den weiter steigenden Anforderungen für die Zukunft zu sichern, suchte Hörmann im Jahr 2012 eine Lösung zur Unterstützung der optischen Inspektion. Dabei sollten die Nachteile der manuellen Prüfung entfallen und eine deutliche Beschleunigung des Prozesses erfolgen.

AOI oder Semi-AOI?

Als mögliche Lösung wurde zunächst ein AOI-System favorisiert. Bei den Präsentationen und Referenzbesuchen stellte sich allerdings sehr schnell heraus, dass das Vorgehen der AOI für die Anforderungen von kleinen und mittleren Serien nicht rentabel ausführbar ist. Der hohe Programmieraufwand und die Menge an manuell nachzubearbeitenden Pseudofehlern führen nicht zu einer Beschleunigung des Prüfprozesses. Damit entstehen sehr hohe Programmier- und Einmalkosten, die sich auf kleine Stückzahlen zu kontrollierender Baugruppen nicht umlegen lassen. Zudem wäre für die AOI-Programmierung und Bedienung auch mindestens eine qualifizierte Fachkraft notwendig gewesen, die zusätzliche Ressourcen gebunden hätte. Damit war klar, dass ein anderes Inspektionsverfahren gefunden werden musste.

Hörmann evaluierte nun mehrere Semi-AOI Systeme und entschied sich im Oktober 2012 für die Lösung EFA Inspection von Lebert Software Engineering (LSE). EFA Inspection automatisiert den Prozessablauf der Inspektion und stellt alle benötigten Informationen auf einer Bildebene dar. Mit diesen Voraussetzungen kann der Bediener schnell und sicher eine Bewertung abgeben. Der Programmieraufwand für das System beträgt nur wenige Minuten. Dabei lässt sich sowohl mit Koordinaten- und BOM-Informationen arbeiten als auch alternativ ‚nur‘ ein Golden-Board-Vergleich einrichten. Die Entscheidungskriterien zur Inspektion und die Segmentierung des Bildvergleichs lassen sich individuell vorgeben. Mit sieben unterschiedlichen Inspektionsarten liefert das System ausreichend Flexibilität, um sich an unterschiedliche Prüfszenarien anzupassen.

Bereits kurze Zeit nach der Einführung von EFA Inspection nahm der zeitliche Aufwand für die optische Inspektion deutlich ab. Anstelle von acht bis zehn Stunden Inspektionsdauer mit zwei Personen benötigte nur noch eine Person eine bis anderthalb Stunden für eine Erstmusterprüfung. Dies bedeutet eine reine Zeiteinsparung von bis zu 90 Prozent und eine Personaleinsparung von 50 Prozent.

Unter der Lupe

Die Inspektion an sich erfolgt mittels einer Aufnahme des Boards. Die hochwertigen Bilder werden schnell und einfach über das Gerät EFA Picture Touch erstellt. Dabei lässt sich die optimale Beleuchtung je Board individuell über den Touch-Screen-Computer anpassen. Für Platinen mit besonders großen Abmessungen steht auch eine HR-Variante zur Verfügung. Diese erstellt mehrere Teilbilder je Platine, die im Anschluss zu einer Gesamtaufnahme zusammengestitcht werden.

Der Schwerpunkt der optischen 2D-Inspektion liegt auf der Überprüfung von Vorhandensein und Polung der Bauelemente. Mit veränderbaren Farbeinstellungen konnte Hörmann zudem einen 3D-Effekt erzielen, der eine Lötstellenbeurteilung am Bildschirm erleichtert. Die signifikante Veränderung des Prozesses der optischen Inspektion hat Auswirkungen auf den gesamten Durchlaufprozess in der Fertigung. So konnte Hörmann durch eine engere Verzahnung der Produktionsschritte das Durchlaufkonzept verbessern. Zudem bietet die EFA-Inspektion quasi nebenbei eine Rückverfolgbarkeit der Baugruppen.

Auch für den Bediener hat sich die optische Inspektion stark verbessert. Eine Betrachtungsebene, alle Informationen an einem Ort sowie die Sicherheit, alle Bauteile oder Segmente der Platine inspiziert zu haben, unterstützen den Prüfer effektiv. Damit kann er länger und konzentrierter inspizieren. EFA Inspection ist Teil der EFA SmartSuite, einer prozessbegleitenden Gesamtlösung der LSE, welche die gesamte Fertigung von der Arbeitsvorbereitung bis zur Endkontrolle durch speziell dafür entwickelte Anwendungen unterstützt. Dabei ist EFA SmartSuite ein ‚lebendes‘ System, das direkt aus vielfältigen Kundenwünschen hervorgegangen ist und in regelmäßigen Abständen um neue Lösungen erweitert wird.

Gewinn für den gesamten Prozess

Die LSE entwickelt hochintegrative Software-Lösungen insbesondere zur Qualitätssicherung in der Elektronikfertigung. Neben den Branchenlösungen EFA SmartSuite und SMI Layer, der optimierten Datenanbindung, entwickelt das Unternehmen auch kundenspezifische Lösungen. So lassen sich mit dem EFA Picture Touch HR (ESD) Aufnahmen mit hoher Auflösung für nahezu alle Platinengrößen und -formen sowie Bestückvariationen in kürzester Zeit erstellen. Die Software EFA Capture ermöglicht die umfassende Steuerung des Gerätes EFA Picture Touch HR.

Anne Lebert

ist verantwortlich für Marketing und Support der Lebert Software Engineering

Volker Linde

ist Prokurist und Bereichsleiter Electronic Systems bei Hörmann IMG

(mrc)

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