Inspección Automatizada TC en Tiempo Real para Garantía de Calidad 100% de Conectores Electrónicos

La automatización puede producir grandes cantidades de producto rápidamente, pero garantizar la calidad del producto final es un desafío crítico. Las metodologías visuales, manuales o de muestreo periódico pueden ser imprecisas, lentas o llegar demasiado tarde para activar una parada oportuna de la línea una vez que ha ocurrido un error de fabricación, resultando en una alta proporción de piezas desechadas.

Un fabricante de conectores electrónicos buscaba una solución automatizada para realizar eficazmente inspección en el 100% de sus productos directamente en la línea de producción. La pieza consistía en una pequeña placa base sobre la que se montaban numerosos pines metálicos y luego se sobremoldeaban con plástico. Si los pines metálicos estaban de alguna manera deformados o desplazados durante la fabricación o el posterior proceso de moldeo, el equipo de producción actual no podía detectar esto antes de que la pieza entrara en una máquina de inserción automática. El problema no era el conector de bajo costo en sí —era el posible acoplamiento de un conector defectuoso con otro o incluso una máquina de alta velocidad atascada y parada completa de línea. Tales escenarios podrían surgir si incluso un solo pin en una pieza estaba fuera de alineación.

La solución fue un sistema automatizado de tomografía computarizada (TC) en línea, acoplado con software de análisis de datos de escaneo adaptado a las exactas métricas de velocidad y eficiencia del proceso de producción automatizado del fabricante de conectores (menos de 10 segundos por pieza). Ubicado en el punto donde las piezas terminadas emergen en una cinta transportadora, el sistema escanea rápidamente cada pieza por TC para proporcionar vistas de rayos X tanto de superficie como internas del volumen completo de la pieza. Estos datos se transfieren (como archivo STL) a un ordenador cercano cargado con software de análisis Volume Graphics VGinLINE.

El software (preconfigurado con macros y parámetros del fabricante) compara la geometría de cada conector contra una "malla dorada" —una adaptación del diseño CAD original de la pieza que tiene en cuenta las realidades del proceso de fabricación de pines— e identifica cualquier varianza en la estructura o alineación de pines del conector. Si se encuentra un solo pin fuera de los límites de tolerancia predefinidos, el conector completo es rechazado por el software y automáticamente desviado de la línea de montaje.

Personalizar el proceso de escaneo TC para una línea de producción individual requiere responder preguntas como: qué tan rápido se mueve la línea y qué tan rápido debe hacerse el escaneo. Qué tipo de información se necesita extraer del escaneo y qué se hará con la información después. Cuáles son las tolerancias dentro de las piezas producidas y cuánta varianza es permitible.

La capacidad del escaneo TC para "ver" no destructivamente en el interior de objetos permite usar este tipo de sistema para control de calidad en líneas de fabricación en muchas industrias. La configuración puede evaluar piezas hechas de casi cualquier material, sin importar cuán complejas en forma. VGinLINE puede usarse para detectar porosidad, deslaminación y una amplia variedad de otros tipos de defectos en cualquier parte de la pieza. Si se requiere evaluar hasta qué punto las variaciones en la geometría de la pieza afectan el rendimiento, software relacionado puede usarse para realizar una simulación micromecánica realista o generar una malla volumétrica tetraédrica de alta calidad para uso posterior en software de simulación FEM de terceros.

A medida que la automatización de fábricas continúa expandiéndose, la economía de implementar control de calidad fiable y repetible directamente en la línea de fabricación cada vez tiene más sentido para empresas de producción de piezas de alto volumen. Sistemas TC industriales y software asociado se están instalando en todo el mundo a medida que más fabricantes deciden invertir técnicamente para integrar esta tecnología con líneas de producción existentes. Un impulsor significativo para la adopción de escaneo en línea es el salto en velocidades de procesamiento de datos; en un caso, un sistema cumple un requisito de tact-time de 5 segundos por pieza (escaneo TC, análisis, aceptación/rechazo).

Este artículo fue escrito por Peter Davis, Gestor de Automatización TC y Jake Rickter, Especialista en Automatización en Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Para más información, visite aquí .