Korkean resoluution konenäköratkaisu pinnan laadunvarmistukseen puhdastilassa

Roiman konenäkötiimi suunnitteli räätälöidyn, korkean resoluution kuvantamisratkaisun, jossa yhdistyvät tarkka optiikka, magneettilevitoiva liikkeenohjaus ja edistyksellinen ohjelmisto. Tuloksena on puoliautomaattinen tarkastusjärjestelmä, joka tarjoaa koko pinnan kattavan tarkastuksen, jäljitettävät laatutiedot ja tuotantonopeuden suorituskyvyn, mikä takaa luotettavan puhtauden ja tasaisen tuotelaadun.

Asiakkaan tarve

Elektroniikkavalmistaja tarvitsi erittäin tarkan kontaminaation havaitsemisjärjestelmän, joka pystyy tunnistamaan yli 10 mikrometrin kokoiset hiukkaset A3-kokoisista levymäisistä kohteista, kaikki tiukoissa puhdastilaolosuhteissa.

Puhtaus on kriittinen tekijä tässä tuotantoprosessissa, sillä pienetkin epäpuhtaudet voivat vaarantaa lopputuotteen laadun ja luotettavuuden.

Haaste

Tämän sovelluksen järjestelmän kehittämisessä oli tasapainotettava tarkkuus, nopeus ja puhdastilan yhteensopivuus – kaikki tiukkojen tila- ja kustannusrajoitusten puitteissa. Perinteiset tarkastuslaitteistot eivät kyenneet tarjoamaan vaadittua mikrometrien tarkkuutta ja suuren läpimenon yhdistelmää tällaisessa kontrolloidussa ympäristössä.

Merkittäväimpia haasteita olivat:

• Erittäin korkean resoluution ja nopean kuvantamisen saavuttaminen suuren pinta-alan kuvaukseen kustannustehokkaasti.
• Resoluution, nopeuden ja datamäärän välisen kompromissin hallinta – korkeampi kuvantamisresoluutio tuottaa valtavia määriä dataa ja hidastaa prosessia.
• Liikkeenohjausjärjestelmän valinta, joka pystyy liikuttamaan tarkasti joko tuotetta tai kuvantamislaitteita ja soveltuu puhdastiloihin.
• Toiminta puhdastilaympäristössä, jossa kaikkia perinteisiä mekaanisia ratkaisuja ei voida käyttää kontaminaatioriskien vuoksi.
• Tiukkojen tilavaatimusten täyttäminen olemassa olevassa tuotantotilassa.
• Pinnanmuotojen vaihteluiden käsittely, jotka ovat jopa kymmenkertaisia kameran syväterävyyteen verrattuna ja vaativat dynaamista tarkennuksen säätöä tai korkeuden hallintaa.

Roima toimitti räätälöidyn kuvantamisjärjestelmän, joka täytti kaikki suorituskyky-, puhtaus- ja integraatiovaatimukset. Ratkaisu yhdistää huippuluokan kuvantamiskomponentit, magneettilevitoivan liikkeenohjauksen ja älykkään ohjelmistointegraation tarkkojen ja toistettavien tarkastusten varmistamiseksi.

Jokainen tuote, joka painaa enintään 3 kiloa, siirretään sujuvasti kuvantamisalueella magneettisella Beckhoffin XPlanar liikkujalla. Järjestelmä mittaa ensin pinnan topografian viivalaseranturilla ja ottaa sitten kuvia ruutu ruudulta optimaalisella tarkennuksella tuotteen jokaisesta alueesta.

Tuloksena on kattava datajoukko:

• Yksityiskohtainen vikakartta, jossa on korkean resoluution kuvat jokaisesta havaitusta hiukkasesta.
• Vikojen ominaisuudet ja metatiedot tallennetaan tilastollista analysointia, jäljitettävyyttä ja raportointia varten.

Laitteiston tärkeimmät ominaisuudet

• Kamera ja optiikka: Vieworks 152 MP CoaXPress -kamera Vico Imaging -telesentrisellä objektiivilla, joka saavuttaa ~2,5 µm pikselitarkkuuden.
• Liikkeenohjaus: Magneettilevitoiva Beckhoff XPlanar liikkenohjausjärjestelmä tarkkaan, kosketuksettomaan XYZ-liikkeeseen, joka sopii erinomaisesti puhdastiloihin.
• 3D-tunnistus: LMI Gocator -lasersensori tarkkaan pinnan topografian mittaukseen.

Ohjelmistopaketti

• Kuvankäsittely: MVTec HALCON edistyneeseen 2D-kuvan analysointiin ja vikojen havaitsemiseen.
• Ohjaus ja turvallisuus: Beckhoff-ohjelmisto PLC-logiikkaan, liikkeen ohjaukseen ja koneturvallisuuteen.
• Integraatio ja käyttöliittymä: Roiman kehittämä räätälöity ohjelmisto saumattomaan järjestelmäintegraatioon, tiedonhallintaan ja käyttäjäystävälliseen käyttöliittymään.

Asiakas käyttää nyt puoliautomaattista kuvantamisjärjestelmää, joka varmistaa tuotteiden täydellisen tarkastuksen tuotantonopeudella. Se korvaa hitaammat manuaaliset tarkastusmenetelmät ja parantaa sekä tehokkuutta että tarkkuutta.

Tärkeimmät edut:

• Puoliautomaattinen tarkastus nopeuttaa ja yhdenmukaistaa laadunvalvontaa.
• Mikrometrien tarkkuus takaa parhaan mahdollisen tuotteiden laadun.
• Tietopohjainen laadunhallinta jäljiteltävien vikatietojen avulla.
• Puhdastilayhteensopiva, kompakti muotoilu sopii olemassa oleviin tuotantotiloihin.

Roima toimitti syvällisen koneen näkö-, automaatio- ja järjestelmäintegraatio-osaamisensa avulla vankan, erittäin tarkan tarkastusratkaisun, joka on räätälöity vaativaan puhdastilaympäristöön. Järjestelmä takaa paitsi tinkimättömän pinnanlaadun myös tukee asiakkaan pitkän aikavälin tavoitteita operatiivisesta kyvykkyydestä ja datapohjaisesta laadunvalvonnasta.

Seuraava askel

Oletko valmis viemään laadunvarmistuksesi uudelle tasolle?

Ota yhteyttä, niin kerromme, miten Roiman konenäköosaaminen voi auttaa sinua suunnittelemaan ja toteuttamaan räätälöityjä tarkastusjärjestelmiä, jotka täyttävät vaativimmatkin teollisuuden vaatimukset.