TEST + QUALITÄTSSICHERUNG Foto: Saki Das Plattformkonzept von Saki trägt zur Reduzierung der Betriebskosten bei, zudem verbessert sie die Produktivität und maximiert den Gewinn. Drei Wege zur Senkung der Betriebskosten Verbesserung von Inspektionsprozessen Was sind die wichtigen Kriterien für die Auswahl von Inspektionsequipment sowie einem passenden Systemlieferanten? Die meisten Anwender von Inspektionsanlagen achten bei der Auswahl wahrscheinlich auf Geschwindigkeit bzw. Durchsatz, Inspektionsfunktionen, Maschinenqualität sowie die Investitionskosten und versuchen, diese Kriterien mit ihrem Budget und ihren Produktionsbedingungen in Einklang zu bringen. Ikumi Sugawara, Saki Corporation Betrachten wir die wichtigen Betriebskosten, die laufend entstehen (Cost of Ownership). Bei Inspektionsequipment treten viele der fälligen Kosten erst nach der Installation auf, z. B. für Schulung, Programmierung und Inspektionsoptimierung, Verbrauchsmaterial und Ersatzteile, Wartung sowie als Folge eventueller Maschinen-Ausfallzeiten. Hinzu kommen Pseudofehler oder Fehlerschlupf, wenn Defekte nicht korrekt erkannt werden. Berücksichtigt man dann auch noch jene Daten, die nicht einwandfrei übertragen wurden, sowie die größeren gespeicherten Datenvolumen, die nicht als nötigen Informationen für die Absicherung von Inspektionsgenauigkeit und Rückverfolgbarkeit der Produktion verwendet werden können, dann ist durchaus mit einem weiteren dramatischen Anstieg der Betriebskosten zu rechnen. Hier ein Blick auf die drei Hauptbereiche, die zu den Betriebskosten einer Inspektionsanlage signifikant beitragen. Das erste Kriterium ist das Hardware-Konzept; die Philosophie des Unternehmens sieht hier vor, dass die Maschine eine lange Lebensdauer und eine hohe Genauigkeit während ihrer gesamten Lebensdauer aufweisen muss. Das zweite Kriterium ist die Software; hier hat das Unternehmen eine effiziente und zeitsparende Autoprogrammierung, Selbstoptimierung und Diagnosefähigkeiten implementiert. Im dritten Punkt konzentriert sich das Unternehmen darauf, sowohl Software als auch Hardware so zu konzipieren, dass Kosten, Betrieb und Effizienz deutlich gesteigert werden. In Konzepten der Smart Factory wird der Bedarf für M2M-Kommunikation zu einem weiteren Gesichtspunkt. Wie kommuniziert ein Inspektionssystem mit anderem Equipment und Systemen in der Fertigungslinie? Die Industrie, Fachverbände sowie auch einzelne Hersteller entwickeln zwar Standards für Fertigungsmaschinen, doch für die Smart Factory wurde noch keine spezifische Normung definiert. Doch steht mit Nachdruck die Frage an, wie werden Anlagen und Prozesse heute und auch künftig mit anderen Systemen zusammenarbeiten? Die Forschung und Zusammenarbeit des Unternehmens mit anderen Equipment-Herstellern, Universitäten, Instituten und den wichtigsten Standardisierungsgruppen sowie der seit 1994 erworbenen Expertise in der Entwicklung von Inspektionssystemen führten im Resultat zu einer leistungsfähigen Produktpalette von automatisierten automatischen 3D-Inspektionssystemen für Baugruppen, Lotpasten und Röntganwendung (AOI, SPI, AXI). Dieses Equipment weist gemeinsame Hardware- und Software-Plattformen auf, um die Betriebskosten zu senken sowie Smart-Factory-Konzepte und M2M-Kommunikation zu ermöglichen. Gleichzeitig zeichnen sich diese Systeme durch maximale Benutzerfreundlichkeit aus, wobei der Schulungsaufwand reduziert sowie die Flexibilität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit erhöht wird. Sichergestellt sind auch eine klare Rückverfolgbarkeit sowie in der Folge ein qualitativ hochwertiger Prozess und ein erstklassiges Endprodukt. 70 EPP März/April 2020
Systemarchitektur für hohe Messgenauigkeit Die Qualität der Hardware steht in einem direkten Zusammenhang mit der Messgenauigkeit. Die Betriebskosten werden durch die Verwendung einer gemeinsamen, soliden Hardware-Plattform reduziert, die ihre hohe Präzision über den gesamten Fertigungsprozess beibehält. Diese Plattform überträgt genaue und konsistente Daten an die anderen Maschinen in einer Fertigungslinie und gewährleistet diese Genauigkeit über seine gesamte Nutzungsdauer, ohne dass ständige Wartungsarbeiten oder Bedienereingriffe erforderlich sind. Der hohe Qualitätsstandard wird mit einer von Grund auf robusten und stabilen Hardware-Plattform erreicht. Saki hat sich als Technologie-orientiertes japanisches Unternehmen seinen guten Ruf durch Sorgfalt bis ins Detail sowie hohe Qualität erworben. Alle Hardware wird intern entwickelt und hergestellt. Die Muttergesellschaft DMG Mori ist ein bekannter Hersteller von Präzisionsteilen für die Luftund Raumfahrt. Darauf kann das Unternehmen weiter aufbauen und die besten verfügbaren Komponenten verwenden, insbesondere für jene Bauteile der Maschine, welche die Genauigkeit direkt beeinflussen, beispielsweise Achsensteuerungen mit einer linearen Skala von 0,1 μm Auflösung. Sollten sich der technische Zustand des Inspektionsequipments oder die Beschaffenheit von Leiterplatte/Baugruppe ändern, wird die Korrektheit der Daten sowie die Kommunikation mit anderen Maschinen in der Linie beeinträchtigt. Könnte durch das System ein Versatz von Koordinaten stattfinden, werden falsche Informationen an angeschlossene Maschinen weitergegeben und somit Produktivität und Präzision in der Linie beeinträchtigt. Doch die robuste Plattformbasis gewährleistet die Einhaltung der Koordinaten sowie Positionierungen; dies gilt auch bei hohen Geschwindigkeiten und sorgt für einen komplikationslosen Systembetrieb ohne Versatz. Die solide Basis verhindert auch Bewegungen und Erschütterungen, die zu Reibungen und damit zu thermischen Materialveränderungen führen können. Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen (MTBF) ist ein Indikator, der die kalkulierte durchschnittliche Zeitspanne zwischen zwei Maschinenausfällen angibt. Die Maschinenplattform des Unternehmens hat eine ausgezeichnete MTBF von 98 Monaten bzw. 8 Jahren plus 2 Monaten. Dieser ausgezeichnete Wert bestätigt, wie stabil die Hardwarestruktur des Equipments ist. Automatische Software programmiert, optimiert und diagnostiziert In der Vergangenheit war das Erstellen von Inspektionsprogrammen schwierig und zeitaufwendig. Für den effizienten Betrieb ist es jedoch wesentlich, die Inspektionsroutinen zu optimieren und die exakten Parameter zu berechnen, die erforderlich sind, um 100 % der Fehler mit einem absoluten Minimum an Pseudofehlern und Schlupf zu erfassen. Die Lösung dieser Anforderung führt direkt zur Die präzise und robuste Hardware des Saki-Systems. einer Reduzierung der Betriebskosten sowie zu weiteren wesentlichen Vorteilen für die Anwender. Das Unternehmen hat diese Aufgabe mit der Entwicklung einer Software zur Selbstprogrammierung, -optimierung und -diagnose gelöst. Für den Benutzer sind nur noch wenige einfache Schritte nötig, um die Maschine einzurichten und ein effizientes und optimiertes Prüfprogramm zu erstellen. Die Selbstprogrammierungsfunktion beginnt mit dem Laden der CAD- und Gerberdateien in den Computer der Maschine. Die Software generiert automatisch die IPC-konformen Gehäusebliotheken aus der Datenbank des Unternehmens mit über 10.000 Bauteilen und ordnet diese dann dem Programm zu. Der gesamte Vorgang dauert etwa 10 Minuten. Sobald das erste Programm erstellt ist, findet mit einer geringen Zahl von inspizierten Baugruppen eine Feinabstimmung der Inspektionskriterien in bestimmten kritischen Bereichen anhand von Fertigungsvorgaben statt. Diese Self-Tuning- Funktion nimmt anhand der gespeicherten Bilder automatisch spezielle Änderungen der Inspektionsprozedur vor. Die akzeptierten Toleranzgrenzen sowie Parameter werden hierbei vom Anwender spezifiziert. Die Software passt automatisch und in Echtzeit diese Einstellungen an, ohne dass man die Linie stoppen musst. Um die Erkennungsleistung des Programms nach Bibliotheksänderungen zu verifizieren, validiert die Funktion „Golden and Silver Board“ das Inspektionsprogramm durch den Vergleich mit dem Originalbild oder mit einem vom Anwender vorbereiteten Musterboard anhand der neu angelegten Bibliotheksbilder. Die Validierungsroutine läuft stets automatisch vor der automatischer Inspektion und dem Maschinenstart ab. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Baugruppenkontrolle der Fehlerschlupf oder False Calls praktisch nicht vorkommen. Ein langfristig angelegtes Fine-Tuning der Programme berücksichtigt eventuelle Produktvariationen und sichert damit die Inspektionsleistung weiter ab. Die automatische Selbstoptimierungsfunktion speichert Inspektionsimages und verwaltet eine statistisch orientierte Datenbank. Sie wendet quantitative Methoden an, um die Inspektionsbibliotheken Schritt für Schritt entsprechend dem von jedem Anwender spezifizierten Grad der Inspektonsschärfe zu optimieren. Foto: Saki > Professionelle EMS-Dienstleistungen Kraus Für Entwickler, Konstrukteure und Forschung: Schaltungsentwurf, Entflechtung, Prototypen, Kleinstserie, BT-Beschaffung www.kraus-hw.de +49 6026 9978-6 ENTWICKELN PRODUZIEREN PRÜFEN RÖNTGEN REWORKEN REINIGUNG LASERN EPP März/April 2020 71
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