Inspeção automática de dados de tomografia computadorizada em linha de conectores eletrônicos

A automação pode produzir grandes quantidades de produtos rapidamente, mas garantir a qualidade da peça final é um desafio crítico. Metodologias de amostragem visual, manual ou periódica podem ser imprecisas, lentas ou chegar tarde demais para acionar uma parada de linha oportuna após a ocorrência de um erro de fabricação, resultando em uma alta proporção de peças descartadas.

Um fabricante de conectores eletrônicos procurava uma solução automatizada para realizar a inspeção de forma eficaz em 100% de seus produtos diretamente na linha de produção. A peça em questão consistia em uma pequena placa de base na qual um grande número de pinos de metal foi montado e depois moldado com plástico. Se os pinos de metal fossem de alguma forma deformados ou movidos para fora de posição durante a fabricação ou o processo de moldagem subsequente, o equipamento de produção atual não poderia detectar isso antes que a peça fosse para uma máquina de inserção automática. O problema não era o conector de baixo custo em si - era o potencial acoplamento de um conector defeituoso com outro ou até mesmo uma máquina de alta velocidade emperrada e o desligamento completo da linha. Tais cenários podem surgir se até mesmo um único pino em uma peça estiver desalinhado.

A solução foi um sistema automatizado de tomografia computadorizada (CT) em linha, acoplado a um software de análise de dados de varredura adaptado às métricas exatas de velocidade e eficiência do processo de produção automatizado do fabricante do conector (que é inferior a 10 segundos por peça). Localizado no ponto em que as peças acabadas emergem em uma esteira transportadora, o sistema faz uma tomografia computadorizada rapidamente de cada peça para fornecer visualizações de raios X da superfície e interna do volume completo da peça. Esses dados são então transferidos (como um arquivo STL) para um computador próximo carregado com o software de análise Volume Graphics VGinLINE.

O software (pré-configurado com macros e parâmetros do fabricante) compara a geometria de cada conector com uma “malha dourada” — uma adaptação do projeto CAD original da peça que leva em conta as realidades do processo de fabricação dos pinos — e identifica quaisquer variações na estrutura ou alinhamento do pino do conector. Se um único pino estiver fora dos limites de tolerância pré-determinados, todo o conector será rejeitado pelo software e automaticamente excluído da linha de montagem.

Personalizar o processo de digitalização de TC para uma linha de produção individual dessa maneira requer respostas para perguntas como a rapidez com que a linha está se movendo e a rapidez com que a digitalização precisa ser feita. Que tipo de informação precisa ser retirada da varredura e o que será feito com a informação posteriormente? Quais são as tolerâncias dentro das peças que estão sendo produzidas e quanta variação é permitida?

A capacidade da tomografia computadorizada de “ver” objetos profundos de forma não destrutiva permite que esse tipo de sistema seja usado para controle de qualidade em linhas de fabricação em muitos setores. A configuração pode avaliar peças feitas de praticamente qualquer material, não importa quão complexo seja o formato. O VGinLINE pode ser usado para detectar porosidade, delaminação e uma ampla variedade de outros tipos de defeitos em qualquer parte da peça. Se for necessário avaliar até que ponto as variações na geometria da peça afetam o desempenho, o software relacionado pode ser usado para realizar uma simulação micromecânica realista ou para gerar uma malha de volume tetraédrica de alta qualidade para uso posterior em software de simulação FEM de terceiros.

À medida que a automação das fábricas continua a se expandir, a economia de implementar um controle de qualidade confiável e repetível diretamente na linha de fabricação faz cada vez mais sentido para empresas de produção de peças de alto volume. Sistemas industriais de TC e software associado estão sendo instalados em todo o mundo à medida que mais fabricantes decidem fazer o investimento técnico para integrar essa tecnologia às linhas de produção existentes. Um fator importante para a adoção da digitalização em linha é o salto nas velocidades de processamento de dados; em um exemplo, um sistema está atendendo a um requisito de tempo de tato de 5 segundos por peça (tomografia computadorizada, análise, aceitação/rejeição).

Este artigo foi escrito por Peter Davis, gerente de automação de CT e Jake Rickter, especialista em automação da Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Para mais informações, visite aqui .