Inspection TDM temps réel automatisée pour assurance qualité 100% connecteurs électroniques

L'automatisation peut produire de grandes quantités de produits rapidement, mais garantir la qualité des pièces finales est un défi critique. Les méthodologies visuelles, manuelles ou d'échantillonnage périodique peuvent être imprécises, lentes, ou intervenir trop tard pour déclencher un arrêt de ligne opportun une fois qu'une erreur de fabrication s'est produite, résultant en une forte proportion de pièces rejetées.

Un fabricant de connecteurs électroniques recherchait une solution automatisée pour effectuer efficacement l'inspection sur 100 % de ses produits directement sur la ligne de production. La pièce en question consistait en une petite plaque de base sur laquelle un grand nombre de broches métalliques étaient montées, puis surmoulées en plastique. Si les broches métalliques étaient déformées ou déplacées pendant la fabrication ou le moulage subséquent, l'équipement de production actuel ne pouvait pas le détecter avant que la pièce n'entre dans une machine d'insertion automatique. Le problème n'était pas le connecteur peu coûteux en lui-même — c'était le couplage potentiel d'un connecteur défectueux avec un autre ou même une machine à grande vitesse bloquée et un arrêt complet de la ligne. De tels scénarios pouvaient survenir si ne serait-ce qu'une seule broche sur une pièce était mal alignée.

La solution fut un système de tomodensitométrie (TDM) automatisé en ligne, couplé à un logiciel d'analyse de données de numérisation adapté aux métriques exactes de vitesse et d'efficacité du processus de production automatisé du fabricant de connecteurs (moins de 10 secondes par pièce). Situé au point où les pièces finies émergent sur un tapis convoyeur, le système scanne rapidement chaque pièce en TDM pour fournir des vues aux rayons X de surface et internes du volume complet de la pièce. Ces données sont ensuite transférées (sous forme de fichier STL) vers un ordinateur proche chargé du logiciel d'analyse Volume Graphics VGinLINE.

Le logiciel (préconfiguré avec les macros et paramètres du fabricant) compare la géométrie de chaque connecteur à un « maillage de référence » — une adaptation du design CAO original de la pièce qui tient compte des réalités du processus de fabrication des broches — et identifie toute variance dans la structure ou l'alignement des broches du connecteur. Si une seule broche est hors des limites de tolérance prédéterminées, le connecteur entier est rejeté par le logiciel et automatiquement écarté de la ligne d'assemblage.

Personnaliser le processus de numérisation TDM pour une ligne de production individuelle nécessite des réponses à des questions telles que : à quelle vitesse la ligne se déplace-t-elle et à quelle vitesse le scan doit-il être effectué ? Quel type d'information doit être extrait du scan et que fera-t-on de l'information ensuite ? Quelles sont les tolérances dans les pièces produites et quelle variance est acceptable ?

La capacité de la TDM à « voir » de manière non destructive à l'intérieur des objets permet à ce type de système d'être utilisé pour le contrôle qualité sur les lignes de fabrication dans de nombreuses industries. La configuration peut évaluer des pièces faites de presque n'importe quel matériau, quelle que soit la complexité de leur forme. VGinLINE peut être utilisé pour détecter la porosité, le délaminage, et une grande variété d'autres types de défauts n'importe où dans la pièce. Si l'on doit évaluer dans quelle mesure les variations de géométrie de la pièce affectent les performances, un logiciel connexe peut être utilisé pour effectuer une simulation micromécanique réaliste ou générer un maillage volumique tétraédrique de haute qualité pour une utilisation ultérieure dans un logiciel de simulation FEM tiers.

Alors que l'automatisation des usines continue de s'étendre, l'économie de la mise en œuvre d'un contrôle qualité fiable et reproductible directement sur la ligne de fabrication a de plus en plus de sens pour les entreprises de production de pièces à grand volume. Les systèmes TDM industriels et les logiciels associés sont installés dans le monde entier alors que de plus en plus de fabricants décident d'investir techniquement pour intégrer cette technologie aux lignes de production existantes. Un moteur significatif pour l'adoption du scan en ligne est le bond en avant des vitesses de traitement des données ; dans un cas, un système répond à une exigence de temps de cycle de 5 secondes par pièce (scan TDM, analyse, acceptation/rejet).

Cet article a été écrit par Peter Davis, Responsable Automatisation TDM et Jake Rickter, Spécialiste Automatisation chez Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Pour plus d'informations, visitez ici .