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Frank Bayer
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1 e - Oktober Lötstellen inspizieren für SIBER Technologies

1 Projektrahmen Aufgabenstellung Ein in der Prozessvorrichtung zur Herstellung des KFZ-Schalter-Moduls installiertes Kamerasystem, bestehend aus einem Vision-Sensor SIMATIC VS710, soll dazu

Projektrahmen für sichere Überprüfung handgelöteter Platinen bei Firma SIBER SIBER Technologies ist ein modernes Sondermaschinenbauunternehmen Entwicklung mechanischer Schalter und Elektronik

2 1 Projektrahmen Aufgabenstellung Ein in der Prozessvorrichtung zur Herstellung des KFZ-Schalter-Moduls installiertes Kamerasystem, bestehend aus einem Vision-Sensor SIMATIC VS710, soll dazu eingesetzt werden, eine Lötstelleninspektion handgelöteter Lötstellen auf der Platinen-Unterseite durchzuführen 1. Projektrahmen für sichere Überprüfung handgelöteter Platinen bei Firma SIBER SIBER Technologies ist ein modernes Sondermaschinenbauunternehmen Entwicklung mechanischer Schalter und Elektronik Grundlagenforschung, Prototypenuntersuchung Elektromechanische Komplettlösungen Konstruktion von Vorrichtungen Herstellung von Präzisionswerkzeugen Langjähriges Know-how in der fertigungsbegleitenden Betreuung Fertigungs- und Prüfverfahren mit hohem Qualitätsstandard Die Anforderungen an das Projekt sind nicht einfach, denn Die Automobilindustrie fordert sichere Lötstellen in der Fahrzeugs- Elektronik Maschinelle 100%-Kontrolle handgelöteter Platinen AOI-Prüfmethodik nach international anerkannten IPC-Richtlinien 100%-Kontrolle mit normierten und einstellbaren Schwellenwerten für die Gut/Schlecht-Bewertung nach international anerkannten Richtlinien Kein Problem für den SIBER Prüfautomat zur Kontrolle handgelöteter Schaltermodule für die Automobilindustrie Abb.1-1 Platinen-Unterseite Zitat - Totally Integrated Automation Bisher war die automatische optische Inspektion (AOI) von Lötstellen nach international anerkannten IPC-Richtlinien (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits, Northbrook, USA) aufwendig und kostspielig, sagt Christoph Simon, Simatic Machine Vision Partner, der die ausgeklügelte Lösung realisiert hat. Der Visionsensor Simatic VS710 durchbreche diesen Trend. Er zeigt auf zwei Monitoren selbst minimale Schwachstellen an Ober- und Unterseite handgelöteter Platinen und überträgt sie auf das Display. Dies gewährleistet 100-Prozent-Kontrolle der Löststellen und damit gekoppelt die geforderte Sicherheit in der Fahrzeugelektronik, betont Simon die Bedeutung dieses zweiten Prüfabschnitts. (2-2002)

2 Aufgabe Aufgabenstellung Abb.2-1 linke Platinenhälfte 2. Lötstelleninspektion Wann ist eine Lötstelle korrekt gelötet?

Anschlussfläche) Unzulässig - Klasse 2,3: Der Lotkegel (Konus) ist konvex Der Anschlussdraht ist nicht sichtbar durch zu viel Lot Abb.

Diese sind räumlich soweit voneinander getrennt, dass zwei hintereinandergetaktete Bildaufnahmen erforderlich sind (siehe Abbildung 2-1 und 2-2) Die grün markierten Lötstellen sind zu löten Die

3 2 Aufgabe Aufgabenstellung Abb.2-1 linke Platinenhälfte 2. Lötstelleninspektion Wann ist eine Lötstelle korrekt gelötet? (nach IPC-Richtline A610-C) Zulässig - Klasse 1,2: Minimal 75% des Lötauges sind mit Lot benetzt auf der Sekundärseite Ein Minimum von 270 bei Lothügel und Benetzung (Anschlussdraht und Anschlussfläche) Unzulässig - Klasse 2,3: Der Lotkegel (Konus) ist konvex Der Anschlussdraht ist nicht sichtbar durch zu viel Lot Abb.2-1 rechte Platinenhälfte Platine Typ 1 (volle Bestückung) Zu bewerten sind auf der Platinenunterseite 19 Lötstellen. Diese sind räumlich soweit voneinander getrennt, dass zwei hintereinandergetaktete Bildaufnahmen erforderlich sind (siehe Abbildung 2-1 und 2-2) Die grün markierten Lötstellen sind zu löten Die orange markierten Lötstellen dürfen nicht gelötet werden Abb.2-3 linke Platinenhälfte Platine Typ 2 (halbe Bestückung) Zu bewerten sind auf der Platinenunterseite 19 Lötstellen. Diese sind räumlich soweit voneinander getrennt, dass zwei hintereinandergetaktete Bildaufnahmen erforderlich sind (siehe Abbildung 2-3 und 2-4) Die grün markierten Lötstellen sind zu löten Die rot markierten Lötstellen dürfen nicht gelötet werden Abb.2-4 rechte Platinenhälfte

3 Auswertung Aufbau / Vorrichtungsbau Beleuchtungstechnik: Bei Anwendung des koaxialen Auflichtverfahrens können die Lötstellen optimal beurteilt werden Beleuchtungstechnik: Seitlich eintreffendes

4 3 Auswertung Aufbau / Vorrichtungsbau Beleuchtungstechnik: Bei Anwendung des koaxialen Auflichtverfahrens können die Lötstellen optimal beurteilt werden Beleuchtungstechnik: Seitlich eintreffendes Fremdlicht wird durch eine geeignete Umhausung abgeschottet 3. Auswertung der Qualitätskontrolle Aufgrund der Richtlinien nach IPC-Richtlinie-610-C werden folgende Bewertungskriterien spezifiziert: Ermittlung des idealen Lötstellenzentrums (Lageerkennung*) Erkennung des Lötzinnauftrags (gelötet / nicht gelötet aufgrund eingelernter Musterlötstelle) Vermessung und normierte Bewertung der Fläche des aufgebrachten Lötzinns Normierte Bewertung des Konus (zu flacher bzw. zu steiler Anstieg der Zinnflanken rings um den Pin) Erkennung und normierte Bewertung eines konvex gewölbten Zinnauftrags Beleuchtungstechnik: Durch pneumatisch betätigte Schlittenbewegung wird das komplette Vision-Modul über der Platine positioniert * Bedingt durch das mechanische Spiel des Platinen-Greifsystems und der Positioniereinheit ist es notwendig, die optische Lage der betrachteten Platinenhälfte jedes mal neu zu ermitteln. Dies wiederum ist Voraussetzung zur exakten Lokalisierung der einzelnen Lötstellenzentren. Durch Mustersuche errechnet sich das System ein dynamisches Koordinatensystem, das sowohl Abweichungen in X und Y als auch Drehlageabweichungen eliminiert.

4 Software Lötstellen AOI mit SIMATIC VS710 AOI nach IPC-Richtlinie-A610-C Leistungsstarke und zuverlässige Lötstelleninspektion Minimaler Schnittstellenaufwand und leistungsstarke Prozess-

5 4 Software Lötstellen AOI mit SIMATIC VS710 AOI nach IPC-Richtlinie-A610-C Leistungsstarke und zuverlässige Lötstelleninspektion Minimaler Schnittstellenaufwand und leistungsstarke Prozess- Ankopplung Hervorragendes Preis- Leistungsverhältnis Zufriedene Kunden 4. Leistungsanforderungen an die Software Plug-In Prüfelemente Variablenschnittstellen für veränderliche Unterprogrammstrukturen Softwarekomprimierung durch indizierte Schleifensprünge Schnelle Prüfprogramm-Umschaltung über Profibus DP Variable Wertezuweisung zur Übertragung der analogen Prüfergebnisse an den Host über Profibus DP Blobanalysen / - selektionen Aufwendige Flächenfilter- und Flächenberechnungsalgorithmen Host-Ankopplung denkbar einfach mit Profibus DP Mit Hilfe der S7-Software FB100 lässt sich die komplexe Datenübertragung und die Bedienung des VS710 im Einrichtbetrieb bequem realisieren

6 mehr unter: Alle Rechte vorbehalten, einschließlich Rechten an geistigem Eigentum. Änderungen bei den technischen Daten vorbehalten. Lieferung unter dem Vorbehalt der Verfügbarkeit. Es kann keine Garantie für die Vollständigkeit, Aktualität und Richtigkeit der Daten und Abbildungen übernommen werden. Bei Namen kann es sich um Marken und/oder urheberrechtlich geschützte Bezeichnungen des jeweiligen Herstellers handeln, deren Verwendung durch Dritte für deren eigene Zwecke die Rechte des jeweiligen Inhabers verletzen kann. VS710 und ProVision sind eingetragene Marken der SIEMENS AG und werden nur zur Identifikation der Produkte verwendet. Alle Angaben ohne Gewähr. Copyright 2009 SIMON IBV GmbH Herausgegeben von SIMON IBV GmbH

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