Inspeção Automatizada de Tomografia Computadorizada em Tempo Real para Garantia de Qualidade 100% de Conectores Eletrônicos

A automação pode produzir grandes quantidades de produto rapidamente, mas garantir a qualidade da peça final é um desafio crítico. Metodologias visuais, manuais ou de amostragem 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 alta proporção de peças descartadas.

Um fabricante de conectores eletrônicos procurava uma solução automatizada para realizar inspeção efetiva em 100% de seus produtos diretamente na linha de produção. A peça em questão consistia em uma pequena placa base na qual um grande número de pinos metálicos eram montados e depois sobremoldados com plástico. Se os pinos metálicos fossem de alguma forma deformados ou movidos de posição durante a fabricação ou o processo subsequente de moldagem, o equipamento de produção atual não podia detectar isso antes que a peça entrasse em 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 travada e desligamento completo da linha. Tais cenários poderiam surgir se até mesmo um único pino em uma peça estivesse fora de alinhamento.

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

O software (pré-configurado com macros e parâmetros do fabricante) compara a geometria de cada conector contra 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 dos pinos do conector. Se um único pino for encontrado fora dos limites de tolerância pré-determinados, o conector inteiro é rejeitado pelo software e automaticamente desviado da linha de montagem.

Personalizar o processo de escaneamento CT para uma linha de produção individual requer respostas a perguntas como: quão rápido a linha está se movendo e quão rápido a varredura precisa ser feita? Que tipo de informação precisa ser extraída da varredura e o que será feito com a informação depois? Quais são as tolerâncias dentro das peças produzidas e quanta variação é permitida?

A capacidade da tomografia computadorizada de "ver" não destrutivamente o interior profundo dos objetos permite que este tipo de sistema seja usado para controle de qualidade em linhas de fabricação em muitas indústrias. A configuração pode avaliar peças feitas de quase qualquer material, não importa quão complexas em forma. O VGinLINE pode ser usado para detectar porosidade, delaminação e uma ampla variedade de outros tipos de defeitos em qualquer lugar dentro da peça. Se for necessário avaliar até que ponto variações na geometria da peça afetam o desempenho, software relacionado pode ser usado para realizar uma simulação de micromecânica realista ou gerar uma malha de volume tetraédrica de alta qualidade para uso posterior em software de simulação FEM de terceiros.

À medida que a automação de fábricas continua a se expandir, a economia de implementar 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 CT e software associado estão sendo instalados em todo o mundo à medida que mais fabricantes decidem fazer o investimento técnico para integrar esta tecnologia com linhas de produção existentes. Um impulsionador significativo para a adoção de escaneamento em linha é o salto nas velocidades de processamento de dados; em um caso, um sistema atende a um requisito de tempo tático de 5 segundos por peça (varredura CT, análise, aceitar/rejeitar).

Este artigo foi escrito por Peter Davis, Gerente de Automação CT e Jake Rickter, Especialista em Automação na Pinnacle X-Ray Solutions, Suwanee, GA. Para mais informações, visite aqui .