AOI-Qualitätskontrolle: Die Backplane-Produktion absichern

04. 07.2024 | E‑Blog

AOI-Qualitätskontrolle: Die Backplane-Produktion absichern

4.07.2024 | E‑Blog

Fehler in der Backplane-Fertigung? Sind in jedem Fall ein „No-Go“! Schließlich stellten die produzierten Steckverbindungen so etwas wie ein Herzstück der jeweiligen Anwendung dar – beispielsweise im Hochstrom-Bereich. Aber wie lassen sich die dazugehörigen Schrauben, Pins, Kodierungen und Co. überprüfen? Kraus Hardware setzt mit Erfolg auf AOI. 

Zuver­läs­sige Ver­bin­dun­gen, die sich unter rauen Bedin­gun­gen und bei hohen Tem­pe­ra­tu­ren bewäh­ren – unter die­sen Vor­zei­chen ist die Back­plane-Tech­nik aus vie­len moder­nen Anwen­dun­gen kaum weg­zu­den­ken. Typi­sche Bei­spiele dafür sind die Sicher­heits- und Bahn­tech­nik, die Hoch­strom­tech­nik inner­halb der rege­ne­ra­ti­ven Ener­gie oder die Bat­te­rie­steue­rung von Elek­tro­au­tos. Und das heißt im Umkehr­schluss: Hier geht es immer um sehr zen­trale Funk­tio­nen im Gesamt­sys­tem, was direk­ten Ein­fluss auf die Qua­li­täts­si­che­rung hat – „Feh­ler­to­le­ranz Null“ ist die Maß­gabe bei jeder Backplane-Fertigung!

Warum jede Schraube wich­tig ist
Was heißt das nun aber für den Pro­duk­ti­ons­pro­zess? Zu den Anfor­de­run­gen des dazu­ge­hö­ri­gen Ein­pres­sens (auf Basis einer prä­zi­sen Kraft-Weg-Auf­zeich­nung) haben wir hier bereits alles Wich­tige auf­ge­schrie­ben – ebenso inter­es­sant sind die dazu­ge­hö­ri­gen elek­tri­schen und opti­schen Test­ver­fah­ren, denn jede Back­plane-Fer­ti­gung hat eine Reihe von „Haken und Ösen“. So kom­men zum Bei­spiel an den Steck­an­schlüs­sen diverse Schrau­ben, Nie­ten, Kodie­run­gen und Ver­sie­ge­lun­gen zum Ein­satz, die eine spe­zi­fi­sche Qua­li­tät auf­wei­sen müs­sen. „Ihre Über­prü­fung hat mit dem eigent­li­chen Ver­pres­sen nichts zu tun. Nichts­des­to­trotz ist sie unver­zicht­bar – zum Bei­spiel, um eine kor­rekte Lack-Ver­sie­ge­lung an den Schrau­ben sicher­stel­len zu kön­nen: Die Mar­kie­rung fixiert die Schrau­ben und dient zugleich als Kon­trolle dafür, dass sie nicht gelo­ckert wurde. Dabei muss der Lack ein Teil der Schraube und anschlie­ßende Berei­che bede­cken“, erklärt Andreas Kraus, Gesell­schaf­ter von Kraus Hard­ware. „Viele die­ser und ähn­li­cher Ele­mente, zu denen etwa auch genie­tete Steck­ver­bin­der oder die Nie­ten an Rück­wän­den gehö­ren, unter­su­chen wir per Auto­ma­ti­scher Opti­scher Inspek­tion (AOI). Sie kommt ins­ge­samt sehr regel­mä­ßig zum Einsatz.“

Codier-Strei­fen im Fokus
Wie man sich das genau vor­stel­len kann, zei­gen diverse Auf­nah­men von Kraus Hard­ware (siehe Fotos). Neben der Schrau­ben-Ver­sie­ge­lung geht es dabei bei­spiels­weise um Codier-Strei­fen. „Dazu muss man wis­sen, dass diese Strei­fen voll­be­stückt mit 16 klei­nen Plätt­chen ange­lie­fert wer­den. Je nach Appli­ka­tion bre­chen wir ein­zelne die­ser Plätt­chen her­aus, wodurch ein spe­zi­fi­scher Code ent­steht, den man neben den Ste­cker­ver­bin­der auf­schraubt. Der dazu­ge­hö­rige Ste­cker hat einen nega­ti­ven Code und kann des­halb nicht falsch ange­bracht wer­den “, erklärt Andreas Kraus. „Wir sind in der Lage, diese Art von Mus­ter per AOI zu che­cken, was auch des­halb wich­tig ist, weil sich unter Umstän­den viele unter­schied­li­che Code­strei­fen auf der Bau­gruppe befin­den. Eine ein­fa­che Sicht-Über­prü­fung würde viel zu lange andauern.“

Qua­li­tät in jedem Detail
Ähn­lich inter­es­sant sind AOI-Über­prü­fun­gen von diver­sen Mon­tage-Ele­men­ten. So gibt es am Rand der Steck­ver­bin­der kleine Sechs­kant­bol­zen, die nicht in den Steck­be­reich hin­ein­ra­gen dür­fen – sonst lässt sich das Gegen­stück nur noch schwer auf­ste­cken. Selbst mini­male Fehl­stel­lun­gen in die­sen Bereich detek­tiert die AOI. Glei­ches gilt für Ein­press­feh­ler: Feh­lende Ein­press­stifte deckt das Sys­tem in Sekun­den­bruch­tei­len auf. „Wir sind über­zeugt davon, dass auch und gerade die Back­plane-Fer­ti­gung in die­ser Weise abge­si­chert wer­den muss“, sagt Andreas Kraus abschlie­ßend. „Schließ­lich stel­len die Bau­grup­pen so etwas wie das Herz­stück eines grö­ße­ren Sys­tems dar, das unter Umstän­den rauen Bedin­gun­gen wie Vibra­tio­nen aus­ge­setzt ist. Jeder nicht erkannte Feh­ler stellt dann ein Risiko dar. Folg­lich sor­gen wir für höchste Qua­li­tät in jedem Detail. Die AOI ist hier­bei ein unver­zicht­ba­rer Teilprozess.“

Automatische Optische Inspektion (AOI) in der Backplane-Fertigung
  • Göpel Vario Line 3D
  • Bau­grup­pen­größe 810 x 470 mm²
  • OCR-Schrift­er­ken­nung und Dokumentation
  • 3D-Inspek­tion Messmodul
  • 2D-Inspek­tion mit 360° Schräg­blick­ka­me­ras in 1°-Schritten
  • Anbin­dung an Traceability
  • Ball-Inspek­tion
Die korrekte Lack-Versiegelung von Schrauben (Bildmitte) wird bei Kraus Hardware per AOI überprüft.
Eine korrekte und eine fehlerhafte Sicherheitslackierung nebeneinander: Auf dem rechten Motiv ist deutlich zu erkennen, dass der Lack am Sechskantbolzen unterbrochen ist..
Der Sechskantbolzen ragt minimal in den Steckverbinder (und würde in dieser Form das Einstecken des Gegenstücks verhindern).
Fehlende Pins (rechts) deckt das System in Sekundenbruchteilen auf.
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