Real-time geautomatiseerde CT-scan inspectie voor 100% kwaliteitsborging van elektronische connectors

Automatisering kan grote hoeveelheden product snel produceren, maar het waarborgen van eindproductkwaliteit is een kritieke uitdaging. Visuele, handmatige, of periodieke steekproefmethoden kunnen onnauwkeurig, traag, of te laat komen om een tijdige productiestop te activeren zodra een productiefout is opgetreden, wat resulteert in een hoog aandeel afgekeurde onderdelen.

Een elektronische connectorfabrikant zocht een geautomatiseerde oplossing om effectief inspectie uit te voeren op 100% van de producten direct op de productielijn. Het onderdeel bestond uit een kleine basisplaat waarop een groot aantal metalen pennen gemonteerd waren en vervolgens overgemoeld met plastic. Als de metalen pennen op enigerlei wijze vervormd of uit positie gekomen waren tijdens fabricatie of het daaropvolgende gietproces, kon de huidige productieapparatuur dit niet detecteren voordat het deel in een automatische-invoegmachine ging. Het probleem was niet de goedkope connector zelf — het was de potentiële koppeling van een defecte connector met een andere of zelfs een vastgelopen, high-speed machine en complete lijnstopp. Dergelijke scenario's konden ontstaan als zelfs maar één pen op één onderdeel uitlijning was.

De oplossing was een geautomatiseerde inline computed tomography (CT) systeem, gekoppeld met scan-data analysesoftware afgestemd op de exacte snelheid en efficiëntiemetrieken van de connectorfabrikant's geautomatiseerde productieproces (minder dan 10 seconden per deel). Geplaatst op het punt waar de afgeronde onderdelen op een transportband verschijnen, scant het systeem elk deel snel met CT om zowel oppervlakte als interne Röntgenweergaven van het complete deelvolume te leveren. Deze data wordt dan overgedragen (als STL-bestand) naar een nabijgelegen computer geladen met Volume Graphics VGinLINE analysesoftware.

De software (vooraf geconfigureerd met de macro's en parameters van de fabrikant) vergelijkt de geometrie van elke connector met een "golden mesh" — een aanpassing van het originele CAD-ontwerp van het deel dat rekening houdt met de realiteiten van het pen-fabricageproces — en identificeert eventuele afwijkingen in connector-pen structuur of uitlijning. Als een enkele pen buiten de vooraf bepaalde tolerantiegrenzen wordt gevonden, wordt de hele connector door de software afgekeurd en automatisch van de montageband gehaald.

Het aanpassen van het CT-scanningsproces voor een individuele productielijn vereist antwoorden op vragen zoals: hoe snel de lijn beweegt en hoe snel de scan moet zijn. Welke informatie uit de scan gehaald moet worden en wat er daarna mee gebeurt. Wat de toleranties zijn binnen de geproduceerde onderdelen en hoeveel variantie toelaatbaar is.

De capaciteit van CT-scannen om non-destructief "diep binnen" objecten te kijken, maakt dit soort systeem bruikbaar voor kwaliteitscontrole op productielijnen in veel industrieën. De opstelling kan onderdelen evalueren gemaakt van bijna elk materiaal, hoe complex in vorm ook. VGinLINE kan gebruikt worden voor het detecteren van porositeit, delaminatie, en een brede verscheidenheid aan andere defecttypen overal in het deel. Als het vereist is om de mate te evalueren waarin variaties in deelgeometrie de prestaties beïnvloeden, kan gerelateerde software gebruikt worden om een realistische micromechanica simulatie uit te voeren of om een hoogwaardige tetrahedrale volumemesh te genereren voor verder gebruik in derde-partij FEM simulatiesoftware.

Naarmate de automatisering van fabrieken zich verder uitbreidt, wordt de economie van het implementeren van betrouwbare, herhaalbare kwaliteitscontrole direct op de productielijn steeds meer zinvol voor hoog-volume deelfabrikanten. Industriële CT-systemen en bijbehorende software worden overal ter wereld geïnstalleerd naarmate meer fabrikanten besluiten de technische investering te maken om deze te integreren met bestaande productielijnen. Een significante driver voor de adoptie van in-line scanning is de sprong in dataverwerkingssnelheden; in één geval voldoet een systeem aan een tact-time vereiste van 5 seconden per deel (CT-scan, analyseren, accepteren/afkeuren).

Dit artikel is geschreven door Peter Davis, CT Automation Manager en Jake Rickter, Automation Specialist bij Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Voor meer informatie, bezoek hier .