IRS bietet auch Bildverarbeitungslösungen an. Unsere Vision Systeme basieren auf der grafischen Programmiersprache LabVIEW von National Instruments und NI Vision von National Instruments.
Erstellung Anforderungen an das Vision Prüfsystem, gemeinsam mit dem Kunden- Kameraauswahl
- Beleuchtungskonzept, Beleuchtungsauswahl
- Bildverarbeitungssoftware mittels LabVIEW und NI Vision von National Instruments
- Optional Anbindung an übergeordnete Systeme, zum Beispiel SPS S7 Steuerungen
- Systemabnahme gemeinsam mit dem Kunden
- Transport zu Ihrem Fertigungsstandort
- Dokumentation
- Wiederinbetriebnahme vor Ort
- Mitarbeiterschulung Bedien- und Wartungspersonal
Beispiele
- Positioniersysteme mittels 3D Achssystem und Bildverarbeitungssystem und Erfassung Datamatrixcode
- Positionskontrolle hinsichtlich XY-Position und Verdrehung
- Wärmebildkameraauswertung (Wärmebildkamera von FLIR
- Taumelkreisprüfungen zur Überprüfung von Kontaktpositionen mittels 2D Laser-Scanner und Bildverarbeitungssoftware
Taumelkreisprüfung – Positionsüberprüfung
Aufgabenstellung
Für die Bestückung einer Metallgrundplatte mit Substraten (Leiterplatten) werden Vakuum-Saugköpfe in Kombination mit Kontaktnadeln verwendet. Die Substrate werden mit Hilfe der Kontaktnadeln in ein Bett eines Wärmeleitklebers eingepresst.
Um Beschädigungen an den Bauelementen auf den Substraten durch Kontaktnadeln zu verhindern wird in regelmäßigen Abständen eine Taumelkreisprüfung durchgeführt. Der Taumelkreis beschreibt die zulässige Lageabweichung der Kontaktnadel von der Null-Lage in X- und Y-Richtung. Wird von einer Toleranz von +/- 0,5mm ausgegangen, beträgt der Durchmesser des Taumelkreises 1mm um die Mitte der Kontaktnadel.
Der Vakuum-Saugkopf fährt über einen 2D-Laserscanner. Es wird eine Bild erstellt und mittels Labview Vision ausgewertet. Auf diese Weise kann die Lage der Kontaktstifte in X-Y-und Z-Richtung bestimmt werden. Somit kann der Taumelkreis und zusätzlich durch die Z-Richtung die Höhe der Kontaktnadel bestimmt und ausgewertet werden.
Bild 1: Übersicht Vakuum-Saugkopf
Bild 2: Der Vakuum-Saugkopf fährt über den fest installierten 2D-Laserscanner.
Bild 3: Bild der Taumelkreisprüfung vom 2D-Laserscanner
Substratmontage
Aufgabenstellung
Auf einer Metallplatte werden nach dem Auftragen von Wärmeleitkleber zwei Substrate in diesem Bett aus Wärmeleitkleber eingepresst.
Die Anlage besteht aus zwei 3D Achssystemen, drei Kameras mit zugehöriger Beleuchtung.
Die Positioniergenauigkeit für die beiden Substrate beträgt ±0,5mm in x und y Richtung.
IRS hat für diese Fertigungsanlage das komplette Vision Prüfsystem geplant, geliefert und die Bildverarbeitungssoftware mittels LabView und NI Vision von National Instruments programmiert.
Die Anbindung der LabVIEW-Software an die SPS der Fertigungsanlage wurde ebenfalls durch IRS realisiert.
Der Ablauf der Substratmontage verteilt sich auf 3 Stationen.
- 1 Station: Kontrolle Kleberaupen
- 2 Station: Abholung Substrat 1 mit Kontrolle Datamatrix-Code Überprüfung der Lage der Grundplatte vor Aufpressung Substrat 1 Lageüberprüfung des Substrat 1 nach Einpressvorgang
- 3 Station: Abholung Substrat 2 mit Kontrolle Datamatrix-Code Überprüfung der Lage der Grundplatte vor Aufpressung Substrat 2 Lageüberprüfung des Substrat 2 nach Einpressvorgang
Informationen zu den Fertigungsstationen
Auf einer Metallgrundplatte werden zuerst zwei Kleberaupen aus Wärmeleitpaste aufgetragen.
Die drei nachfolgenden Stationen bestehen aus folgenden Schritten:
- Lage der Kleberaupe in x- y-Richtung
- Unterbrechungen der Kleberaupe größer 1mm
- Dicke bzw. Breite der Kleberaupe
- Verunreinigungen durch Kleber außerhalb der Kleberaupe
Vom Substrat 1 wird vor Entnahme aus dem Pseudonutzen eine Bildaufnahme gemacht. Mit dieser Aufnahme wird sowohl die Lage im Nutzen bestimmt, als auch der Datamatrix-Code gelesen. Durch die Lagebestimmung des Substrat kann dieses mittels eines Saugkopfes gezielt aus dem Nutzen entnommen werden. Vor der Positionierung des Substrats auf der Grundplatte wird ein Bild der Grundplatte gefertigt. So wird die Lage der Grundplatte vor dem Einkleben des Substrats bestimmt. Durch die Kontrolle der Lage des Substrats vor der Entnahme und der Grundplatte vor dem Einpressen, kann das Substrat in eine definierte Position eingeklebt werden. Mittels einer Kraftmessdose wird das Substrat mit einer festgelegten Kraft/Zeit- Kurve auf die Grundplatte eingeklebt.
Als letzter Schritt erfolgt eine Lage-Kontrolle des eingeklebten Substrats mittel Bildverarbeitung.
Der Ablauf der 3. Station ist gleich dem Ablauf der 2. Station.
- Lage Substrat im Pseudonutzen und Datamatrix-Lesen
- Entnahme Substrat
- Lage-Kontrolle Grundplatte
- Einpressen in definierter Kraft/Zeit –Kurve
- Endkontrolle, Lage des Substrat