Neue Fallstudie: 3D-Inspektion von Anschlüssen

Product / 02.2024

Ein koreanische Elektronikhersteller verwendet für die beispiellose 3D-Inspektionsleistung den C6 3D-Scanner von AT zusammen mit den Open eVision-3D-Bibliotheken von Euresys.

Anschlüsse sind eine wesentliche Komponente von nahezu allen elektronischen Geräten. Jegliche Defekte können zur Fehlfunktion des gesamten Systems führen. Aus diesem Grund ist eine Qualitätssicherung unabdingbar – für die Hersteller von Anschlüssen sowie ihre Kunden.
Eine automatisierte, 100 % visuelle Inspektion von Anschlüssen ist aus verschiedensten Gründen ein herausforderndes Unterfangen: Die Anzahl der Varianten ist nahezu endlos, Miniaturisierung sorgt für immer kleinere Anschlüsse mit immer mehr Pins und Kontakten. Zudem erschwert die Geometrie eine Inspektion aus verschiedenen Winkeln, z. B. wenn die Pins durch ein Gehäuse geschützt sind. Darüber hinaus muss die Inspektion inline mit hohen Geschwindigkeiten erfolgen, um wirtschaftlich zu bleiben.
Ein führender in Korea ansässiger Hersteller von Anschlüssen für die Elektronikbranche hat sich dieser Herausforderung gestellt und sich für die Implementierung eines fortschrittlichen 3D-Inspektionssystems für seine Anschlüsse entschieden. Das System ist eine Kombination der C6-Serie an 3D-Scannern von Automation Technology (AT) und Open eVision-3D-Bibliotheken von Euresys sowie anwendungsspezifischen Inspektionsalgorithmen.
 

Die schenllsten 3D-Scanner der Welt 

Dazu zählt die C6-Serie der Laser-Profiler von AT. Sie bauen auf einer neuartigen, proprietären Sensorplattform auf, die die neusten Industriestandards GigE Vision / GenICam 3D unterstützt.
Diese neuen Laser-Profiler bieten eine beeindruckende Kombination einer extrem schnellen und hoch präzisen Auflösung mit bis zu 4096 Punkten pro Profil, einer Profilrate von bis zu 200 kHz und einer 3D-Bilderfassung mit hohem Dynamikbereich.
Die C6-Serie baut auf einem neuen proprietären Sensorchip auf. Dank der einzigartigen WARP-Technologie (Widely Advanced Rapid Profiling) des Chips ist eine sehr hohe Geschwindigkeit möglich. Dies wird durch die Vorverarbeitung der Daten im Sensor mit bis zu 29 Megapixel pro Sekunde erreicht, um nur essenzielle Daten zu übertragen und den Durchsatz zu erhöhen. Das Ergebnis ist eine 3D-Profilpixelrate von bis zu 120 Millionen 3D-Punkten pro Sekunde und eine Messgeschwindigkeit, die bis zu 10-fach höher ist, als bei konventionellen 3D-Scannern. Diese Highspeed-Inspektion ermöglicht Herstellern von Anschlüssen eine 100%ige Inspektion von Massenteilen, ohne ihren Herstellungsprozess zu verlangsamen.
 

Präzise Bildefassung und Analyse

Mit den Open eVision-3D-Bibliotheken von Euresys wird die vollständige 3D-Vision-Analyse der Daten über die 3D-Profiler von AT durchgeführt. So werden akkurate Messungen und geometrische Daten an die Anwendungssoftware übergeben, die diese mit den Akzeptanzkriterien des Herstellers vergleicht. Das Vision-System besteht aus einer Abfolge von Aufgaben, die von den verschiedenen Bibliotheken von Euresys ausgeführt werden.
  1. Zuerst gleicht Easy3DMatch von Euresys die Punktewolke des Anschlusses mit der entsprechenden Referenzposition ab. Diese Aufgabe erfolgt in der Regel anhand eines CAD-Modells des Anschlusses als Referenz. In den Fällen, in denen kein CAD verfügbar ist, kann Easy3DMatch stattdessen auch eine Referenz-Punktewolke verwenden. Dadurch sind größere Variationen der physischen Ausrichtung der Teile beim Scannen möglich, was das mechanische Setup des Inspektionssystems insgesamt vereinfacht.
  2. Die Easy3D-Bibliothek von Euresys konvertiert die 3D-Punktewolke dann in ZMaps in verschiedenen Höhenebenen, die später mit den Spezifikationen und Toleranzen des Anschlusses verglichen werden.
  3. Abschließend identifiziert Easy3DObject von Euresys jeden einzelnen Anschluss-Pin in der Punktewolke und misst ihre geometrischen Attribute wie Breite, Länge, Höhe, Position usw.
Mit dieser Abfolge von Aufgaben wird ein vollständiger Satz hochpräziser Messdaten an die Hostanwendung übergeben. Sie ermittelt dann, ob das Teil mit den Spezifikationen konform ist,
und akzeptiert es oder sortiert es entsprechend aus.



 
 
Beispiel einer Identifikation eines fehlerhaften Anschlusses :
z. B. wurde bei einem Pin (2) festgestellt,
dass er wesentlich von den Spezifikationen abweicht.
 
Die Open eVision-Bibliotheken erhalten von der Benutzeranwendung auch die Inspektionsparameter wie den Anschlusstyp, der aktuell in Produktion ist.
 

 

 



Nahtlose Hardware- und Softwareintegration

Die erfolgreiche Implementierung des Inline-3D-Inspektionssystems wurde durch die perfekte Kompatibilität zwischen dem Datenformat der Punktewolke von AT und den Open eVision-Bibliotheken von Euresys ermöglicht. Dank dieser nahtlosen Integration kann der Endnutzer allen seinen hohen Anforderungen an Präzision wie auch Geschwindigkeit nachkommen.
Die Supportseiten auf der Website von Euresys enthalten Anleitungen, in denen unter anderem die Easy3D-Kompatibilität mit den C6 3D-Sensoren von Automation Technology veranschaulicht ist.
Dort finden Sie auch Informationen dazu, wie der 3D-Datenstrom vom Sensor mit den 3D-Bibliotheken und Tools von Open eVision verwendet wird. Ebenso gibt es dort Beispielanwendungen einschließlich Quellcode zur Integration und vieles mehr.
Open eVision kann mehrere Inspektionsaufgaben gleichzeitig ausführen. So kann die 3D-Messung der Pins beispielsweise mit einer Qualitätsinspektion des Anschlussgehäuses erweitert werden, wozu die gleichen 3D-Daten oder Bilder von einem anderen Sensor wie einer 2D-Kamera verwendet werden. Eine andere typische Anwendung ist die Identifikation des inspizierten Teils durch Lesen einer Seriennummer mit EasyOCR von Open eVision oder Scannen eines optischen Codes mit EasyBarCode, EasyMatrixCode oder EasyQRCode.
Alle Open eVision-Bibliotheken und -Tools können auf einem PC (Windows oder Linux) oder eingebetteten Plattformen wie ARM-Computern oder Smart-Kameras ausgeführt werden.
Sie sind somit äußerst flexibel und können an beliebige Systemumgebungen angepasst werden.
Ein weiterer Erfolgsfaktor war die technische Unterstützung vor Ort durch Fainstec, AT und dem Vertriebshändler von Euresys in Korea.

„Diese Anwendung ist ein perfektes Beispiel des Mehrwerts von Open eVision von Euresys für Inline-Qualitätsinspektionen, ob in 2D oder 3D“, so Dave Park, Sales & Support Manager bei Euresys in Südkorea. „Von Open eVision werden die wesentlichen Bildverarbeitungsaufgaben durchgeführt, sodass sich der Endnutzer oder Systemintegrator auf die anwendungsspezifischen Analysen konzentrieren, auf robuste, einsatzbereite Daten aufbauen und wertvolle Entwicklungszeit einsparen kann.“