In-line, geautomatiseerde CT-scangegevensinspectie van elektronische connectoren

Automatisering kan snel grote hoeveelheden producten produceren, maar het waarborgen van de kwaliteit van de eindonderdelen is een cruciale uitdaging. Visuele, handmatige of periodieke bemonsteringsmethoden kunnen onnauwkeurig of traag zijn of te laat komen om een ​​tijdige lijnonderbreking te veroorzaken zodra er een fabricagefout is opgetreden, wat resulteert in een groot aantal afgedankte onderdelen.

Een fabrikant van elektronicaconnectoren was op zoek naar een geautomatiseerde oplossing om de inspectie van 100% van zijn producten direct aan de productielijn effectief uit te voeren. Het onderdeel in kwestie bestond uit een kleine grondplaat waarop een groot aantal metalen pinnen was gemonteerd en vervolgens overgoten met plastic. Als de metalen pinnen op enigerlei wijze vervormd waren of uit positie waren bewogen tijdens de fabricage of het daaropvolgende gietproces, kon de huidige productieapparatuur dit niet detecteren voordat het onderdeel in een automatische inbrengmachine ging. Het probleem was niet de goedkope connector zelf - het was de mogelijke koppeling van een defecte connector met een andere of zelfs een vastgelopen, snelle machine en volledige lijnuitschakeling. Dergelijke scenario's kunnen zich voordoen als zelfs maar een enkele pin op een onderdeel niet goed uitgelijnd is.

De oplossing was een geautomatiseerd inline computertomografie (CT)-systeem, gekoppeld aan scan-data-analysesoftware die was afgestemd op de exacte snelheids- en efficiëntiestatistieken van het geautomatiseerde productieproces van de connectorfabrikant (dat minder dan 10 seconden per onderdeel is). Het systeem bevindt zich op het punt waar de afgewerkte onderdelen op een transportband uitkomen en scant snel elk onderdeel om zowel oppervlakte- als interne röntgenfoto's van het volledige onderdeelvolume te geven. Deze gegevens worden vervolgens overgebracht (als een STL-bestand) naar een computer in de buurt die is 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 "gouden gaas" - een aanpassing van het originele CAD-ontwerp van het onderdeel dat rekening houdt met de realiteit van het pin-productieproces - en identificeert eventuele afwijkingen in connector-pin-structuur of uitlijning. Als blijkt dat een enkele pin buiten de vooraf bepaalde tolerantiegrenzen valt, wordt de hele connector door de software afgewezen en automatisch van de assemblagelijn verwijderd.

Het op deze manier aanpassen van het CT-scanproces voor een individuele productielijn vereist antwoorden op vragen zoals hoe snel de lijn beweegt en hoe snel de scan moet worden uitgevoerd. Welke informatie moet er uit de scan worden gehaald en wat wordt er daarna met de informatie gedaan? Wat zijn de toleranties binnen de onderdelen die worden geproduceerd en hoeveel afwijking is toegestaan?

Het vermogen van CT-scanning om niet-destructief diep in objecten te "zien", maakt het mogelijk om dit soort systeem te gebruiken voor kwaliteitscontrole op productielijnen in veel industrieën. De opstelling kan onderdelen evalueren die van bijna elk materiaal zijn gemaakt, hoe complex ook van vorm. VGinLINE kan worden gebruikt voor het detecteren van porositeit, delaminatie en een groot aantal andere soorten defecten overal in het onderdeel. Als het nodig is om te evalueren in hoeverre variaties in onderdeelgeometrie de prestaties beïnvloeden, kan gerelateerde software worden gebruikt om een ​​realistische micromechanica-simulatie uit te voeren of om een ​​hoogwaardige tetraëdrische volumemaas te genereren voor verder gebruik in FEM-simulatiesoftware van derden.

Naarmate de automatisering van fabrieken zich blijft uitbreiden, wordt het steeds logischer om een ​​betrouwbare, herhaalbare kwaliteitscontrole direct op de productielijn te implementeren voor bedrijven met grote onderdelenproductie. Industriële CT-systemen en bijbehorende software worden over de hele wereld geïnstalleerd naarmate meer fabrikanten besluiten de technische investering te doen om deze technologie te integreren met bestaande productielijnen. Een belangrijke drijfveer voor de adoptie van in-line scanning is de sprong in dataverwerkingssnelheden; in één geval voldoet een systeem aan een tact-tijdvereiste van 5 seconden per onderdeel (CT-scan, analyseren, accepteren/afwijzen).

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