PCB forrasztás ellenőrző vision rendszer - Budasensor Kft.

A Cognex rendszerintegrátor partnere a Budasensor Kft. több kamerás PCB forrasztás-ellenőrző gépet készített, melyek a PCB-be ültetett alkatrészek forrasztásait optikailag vizsgálják.

Elvárások

A gép és az optikai vizsgálat tervezésénél fontos szempont volt, hogy a rendszer képes legyen ellenőrizni az forrasztott alkatrész megfelelő beültetését a PIN-ek vizsgálatával, a forrasztás megfelelőségét, valamint detektálja a forrasztáskor keletkezett esetleges szennyeződéseket, ónhidakat.
A termékeket egyedi DMC kóddal látják el, amit vizsgálat előtt a rendszer automatikusan leolvas egy In-Sight 7210 típusú kamerával, és a belső szerverrel kommunikálva eldönteni, hogy a termék vizsgálatra vár-e. Az ellenőrzés után a vizsgálati eredményeket ugyanerre a szerverre kell továbbítani. A gépnek alkalmasnak kell lennie a terméktípusok kezelésére és az vizsgálati eredmények grafikus megjelenítésére is. Természetes, hogy a berendezésnek mindezek mellett meg kell felelnie minden műszaki, biztonsági és ergonomikus elvárásnak, szabványnak.

Nehézségek és megoldásaik

A vizsgálathoz állandó körülmények szükségesek, melyeket egy burkolt vizsgálati tér biztosít. A kamera felbontását maximálisan kihasználandó a termék több pozícióban kerül ellenőrzésre. A darabot a behelyezési ponttól a vizsgálati pozíciókba egy XY mozgató egység helyezi. A termékek az alkatrészek védelme érdekében zselés védőbevonattal vannak ellátva. Elvárás, hogy ez a védőbevonat a ki- és behelyezéskor, valamint az ellenőrzés teljes folyamata alatt sem sérülhet meg. A terméket ezért az operátor csak a csatlakozóknál tudja biztonságosan megfogni, mely csatlakozók forrasztásának ellenőrzése is a vizsgálat részek, emiatt készülékbe helyezés után a vizsgált darabot 180 fokban meg kell forgatni, mivel a kamerák a szennyeződés elkerülése érdekében felülről vizsgálják a PCB-t.
Ahhoz, hogy a hiányos forrasztást, vagy a PIN meglétét megfelelő biztonsággal lehessen vizsgálni, különböző megvilágításokra van szükség. Az vizsgálat ezért minden pozícióban axiális, spot és gyűrűvilágítással is megtörténik.

A vizsgálat folyamata

Az operátor a darabot a behelyező nyílásba teszi, majd a két kezes indító gombbal elindítja a teljesen automata folyamatot. A rendszer működését egy Rexroth VEP30 típusú soft PLC-s kezelői panel irányítja. Egy pneumatikus retesz rögzíti a vizsgálandó PCB-t, majd egy biztonsági ajtó lezárja a behelyező nyílást. A darab ezután a vizsgálati térbe kerül, ahol egy In-Sight ID kamera leolvassa a DMC kódot. Ezután egy pneumatikus forgató egység megfordítja a PCB-t. A forrasztás ellenőrzéséhez egy In-Sight 7402 kamera hét különböző pozícióban, pozíciónként 3 különböző világítással képet készít, és elvégzi a kiértékelést. A vizsgálatok eredményét egy ipari PC-n futó HMI szoftver jeleníti meg. Az ellenőrzés végén a berendezés a darabot a kezdeti pozícióba forgatja, és a kiindulási pozícióba helyezi. Innen a tolóajtó automatikus nyílása után az operátor veszi ki és a vizsgálat eredményétől függően a megfelelő tárolóba helyezi.

Biztonság

A gép munkatere védőburkolattal van ellátva. A behelyező nyílást egy pneumatikus tolóajtó zárja el, és biztonsági szenzorok és életvédelmi relék gondoskodik arról, hogy a szervo-hajtás csak a bezárt tolóajtók mellett indulhasson el. A tolóajtók zárására a benyúlás elleni védelem miatt egy kétkezes indítógomb folyamatos nyomva tartásával van lehetőség. A berendezés hátulján lévő szervizajtó biztonsági retesszel ellátott, a vészgomb megnyomása a maximális biztonság érdekében nem csak a szervo hajtást tiltja le, hanem a pneumatika-előkészítőn lévő mágneskapcsolót is elzárja.

A berendezés kibővített változata egy másik gyártósoron üzemel, itt a forrasztás mellett a PCB-n lévő UV reagens lakkozás megfelelőségének vizsgálatára is szükség volt. A gép emiatt egy UV világítással és egy színes In-Sight kamerával bővült, de a PCB forgatására ebben az esetben nem volt szükség. A vizsgálandó termékek kisebb mérete miatt egy mérési ciklusban 4 illetve 8 PCB vizsgálatára is lehetőség van.
A rendszer konfigurálhatósága lehetővé teszi, újabb PCB típusok beállítását a végfelhasználó által. Mivel a berendezés a vizsgálatokhoz csak In-Sight kamerákat használ fel, a vizsgálatok beállításához csak In-Sight szaktudásra van szükség.
Mindkét gép esetében készül a vizsgálatok eredményeiről egy LOG fájl, melyből a későbbiekben a DMC kód alapján visszakereshetőek az egyes darabokra és forrasztási pontokra vonatkozó vizsgálati eredmények.