Lückenlose 3D-Bilder
Hochauflösende 3D-Inline-Inspektion von Kleinstbauteilen
Nach wie vor stellt die 3D-Inspektion von Kleinstbauteilen wie Stecker-Komponenten, Mikro-Spritzgussteilen, elektronischen SMD-Bauteilen oder Lötstellen aktuell verfügbare 3D-Sensoren vor hohe Herausforderungen. Daher wurde jetzt eine neuartige 3D-Inline-Kamera nach dem Prinzip Depth-from-Focus auf den Markt gebracht.
Bild: Senswork GmbHZFokus ist eine 3D-Kamera die nach dem Verfahren Depth-from-Focus arbeitet und in getakteten Inline-Prozessen oder bei der Offline-Prüfung in der hochauflösenden 3D-Bewertung von Klein- und Kleinstbauteilen seine Anwendung findet. Zur Berechnung der 3D-Bildinformation werden vom System mehrere hundert Bilder in unterschiedlichen Abstandspositionen zum Bauteil in kürzester Zeit aufgezeichnet (typischerweise 1 bis 2 Sekunden), um daraus - basierend auf ortsabhängigen Fokuswerten im Bild - eine 3D-Höhenkarte des Bauteils zu berechnen. Um die vorschubsynchrone Aufzeichnung kümmert sich der Controller, die Berechnung der 3D-Daten erfolgt auf einem handelsüblichen Embedded-PC nahezu in Echtzeit zur Bildaufnahmesequenz. Mit integriert ist eine interne LED-Beleuchtung, die bei Bedarf (und abhängig von den Reflexionseigenschaften des Bauteils) um weitere Beleuchtungen ergänzt werden kann.
Bild: Senswork GmbH
Bild: Senswork GmbHAnwendungsbereiche
Das System findet in diversen Industrien Anwendung, wobei das Ziel der Entwicklung bei der Prüfung von Steckermodulen, Elektronikbauteilen oder Mikro-Spritzgussteilen lag. Die Koplanaritätsprüfung von SMD-Baugruppen oder die Pin-Höhenprüfung sind zwei Anwendungen, die beispielhaft mit ZFokus gelöst werden. Durch die 3D-Höheninformation können Kontaktflächen relativ zu umliegenden Referenzflächen in Z-Richtung vermessen werden. Dies garantiert im Nachgang einen sauberen Kontaktschluss im Lötprozess. Bei der Lötstellen-Inspektion erlaubt das System die Bestimmung des Lötvolumens, der Detektion von Lücken in der Lötstelle sowie der Bewertung der Form einer Lötstelle. Auch bei der Inspektion von Mikro-Spritzgussteilen zeigt das System seine Stärken.
Spezielle Kalibrierung
Jedes System wird im Rahmen eines Kalibrierprozesses überprüft und kalibriert. Hierzu wurde eigens ein Kalibriernormal entwickelt, welches die ermittelten Z-Werte im Arbeitsbereich des Systems überprüft und sicherstellt. Die aktuell erzielbare Auflösung in Z-Richtung liegt bei 10µm bei einem maximalen Blickfeld von 12x12mm. Die Scan-Dauer ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren, und beträgt typischerweise 1 bis 3 Sekunden. Eine Weiterentwicklung der Kamera hin zu noch größeren Blickfeldern ist aktuell in Planung.
Nach wie vor stellt die 3D-Inspektion von Kleinstbauteilen wie Stecker-Komponenten, Mikro-Spritzgussteilen, elektronischen SMD-Bauteilen oder Lötstellen aktuell verfügbare 3D-Sensoren vor hohe Herausforderungen. Daher wurde jetzt eine neuartige 3D-Inline-Kamera nach dem Prinzip Depth-from-Focus auf den Markt gebracht.
Bild: Senswork GmbHZFokus ist eine 3D-Kamera die nach dem Verfahren Depth-from-Focus arbeitet und in getakteten Inline-Prozessen oder bei der Offline-Prüfung in der hochauflösenden 3D-Bewertung von Klein- und Kleinstbauteilen seine Anwendung findet. Zur Berechnung der 3D-Bildinformation werden vom System mehrere hundert Bilder in unterschiedlichen Abstandspositionen zum Bauteil in kürzester Zeit aufgezeichnet (typischerweise 1 bis 2 Sekunden), um daraus - basierend auf ortsabhängigen Fokuswerten im Bild - eine 3D-Höhenkarte des Bauteils zu berechnen. Um die vorschubsynchrone Aufzeichnung kümmert sich der Controller, die Berechnung der 3D-Daten erfolgt auf einem handelsüblichen Embedded-PC nahezu in Echtzeit zur Bildaufnahmesequenz. Mit integriert ist eine interne LED-Beleuchtung, die bei Bedarf (und abhängig von den Reflexionseigenschaften des Bauteils) um weitere Beleuchtungen ergänzt werden kann.Bild: Senswork GmbH
Bild: Senswork GmbHAnwendungsbereiche
Das System findet in diversen Industrien Anwendung, wobei das Ziel der Entwicklung bei der Prüfung von Steckermodulen, Elektronikbauteilen oder Mikro-Spritzgussteilen lag. Die Koplanaritätsprüfung von SMD-Baugruppen oder die Pin-Höhenprüfung sind zwei Anwendungen, die beispielhaft mit ZFokus gelöst werden. Durch die 3D-Höheninformation können Kontaktflächen relativ zu umliegenden Referenzflächen in Z-Richtung vermessen werden. Dies garantiert im Nachgang einen sauberen Kontaktschluss im Lötprozess. Bei der Lötstellen-Inspektion erlaubt das System die Bestimmung des Lötvolumens, der Detektion von Lücken in der Lötstelle sowie der Bewertung der Form einer Lötstelle. Auch bei der Inspektion von Mikro-Spritzgussteilen zeigt das System seine Stärken.
Spezielle Kalibrierung
Jedes System wird im Rahmen eines Kalibrierprozesses überprüft und kalibriert. Hierzu wurde eigens ein Kalibriernormal entwickelt, welches die ermittelten Z-Werte im Arbeitsbereich des Systems überprüft und sicherstellt. Die aktuell erzielbare Auflösung in Z-Richtung liegt bei 10µm bei einem maximalen Blickfeld von 12x12mm. Die Scan-Dauer ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren, und beträgt typischerweise 1 bis 3 Sekunden. Eine Weiterentwicklung der Kamera hin zu noch größeren Blickfeldern ist aktuell in Planung.
senswork GmbH
Dieser Artikel erschien in inVISION 4 2017 - 14.09.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.invision-news.de
