Inspección automatizada de datos de tomografía computarizada en línea de conectores electrónicos

La automatización puede producir grandes cantidades de producto rápidamente, pero garantizar la calidad de la pieza final es un desafío fundamental. Las metodologías de muestreo visual, manual o periódico pueden ser imprecisas, lentas o llegar demasiado tarde para provocar una detención oportuna de la línea una vez que se ha producido un error de fabricación, lo que da como resultado una alta proporción de piezas descartadas.

Un fabricante de conectores electrónicos buscaba una solución automatizada para realizar una inspección eficaz del 100 % de sus productos directamente en la línea de producción. La pieza en cuestión consistía en una pequeña placa base sobre la que se montaban una gran cantidad de pasadores metálicos y luego se sobremoldeaban con plástico. Si los pasadores de metal se deformaran o se movieran de alguna manera durante la fabricación o el proceso de moldeo posterior, el equipo de producción actual no podría detectarlo antes de que la pieza entrara en una máquina de inserción automática. El problema no era el conector de bajo costo en sí mismo:era el acoplamiento potencial de un conector defectuoso con otro o incluso una máquina atascada a alta velocidad y el cierre total de la línea. Tales escenarios podrían surgir si incluso un solo pin en una parte estuviera desalineado.

La solución fue un sistema de tomografía computarizada (TC) en línea automatizado, junto con un software de análisis de datos de escaneo adaptado a las métricas exactas de velocidad y eficiencia del proceso de producción automatizado del fabricante del conector (que es menos de 10 segundos por pieza). Ubicado en el punto donde las piezas terminadas emergen en una cinta transportadora, el sistema realiza un escaneo CT rápido de cada pieza para proporcionar vistas de rayos X internas y de la superficie del volumen completo de la pieza. Estos datos luego se transfieren (como un archivo STL) a una computadora cercana cargada con el software de análisis Volume Graphics VGinLINE.

El software (preconfigurado con las macros y los parámetros del fabricante) compara la geometría de cada conector con una "malla dorada", una adaptación del diseño CAD original de la pieza que tiene en cuenta las realidades del proceso de fabricación de clavijas, y identifica cualquier variación en la estructura o alineación del conector-pin. Si se encuentra que un solo pin está fuera de los límites de tolerancia predeterminados, el software rechaza todo el conector y lo saca automáticamente de la línea de ensamblaje.

Personalizar el proceso de escaneo CT para una línea de producción individual de esta manera requiere respuestas a preguntas como qué tan rápido se mueve la línea y qué tan rápido se debe realizar el escaneo. ¿Qué tipo de información debe tomarse del escaneo y qué se hará con la información después? ¿Cuáles son las tolerancias dentro de las piezas que se producen y cuánta variación se permite?

La capacidad de la tomografía computarizada para "ver" de forma no destructiva el interior de los objetos permite que este tipo de sistema se utilice para el control de calidad en las líneas de fabricación de muchas industrias. La configuración puede evaluar piezas hechas de casi cualquier material, sin importar cuán compleja sea su forma. VGinLINE se puede utilizar para detectar porosidad, deslaminación y una amplia variedad de otros tipos de defectos en cualquier parte de la pieza. Si es necesario evaluar hasta qué punto las variaciones en la geometría de la pieza afectan el rendimiento, se puede usar el software relacionado para realizar una simulación micromecánica realista o generar una malla de volumen tetraédrico de alta calidad para su uso posterior en el software de simulación FEM de terceros.

A medida que la automatización de las fábricas continúa expandiéndose, la economía de implementar un control de calidad confiable y repetible directamente en la línea de fabricación tiene cada vez más sentido para las empresas de producción de piezas de alto volumen. Los sistemas de TC industriales y el software asociado se están instalando en todo el mundo a medida que más fabricantes deciden realizar la inversión técnica para integrar esta tecnología con las líneas de producción existentes. Un impulsor significativo para la adopción del escaneo en línea es el salto en las velocidades de procesamiento de datos; en un caso, un sistema cumple con un requisito de tiempo de tacto de 5 segundos por parte (escaneo CT, análisis, aceptación/rechazo).

Este artículo fue escrito por Peter Davis, gerente de automatización de CT y Jake Rickter, especialista en automatización de Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Para obtener más información, visite aquí .