Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Umsetzung eines modellbasierten, robotergestützten Prüfkonzepts für die Elektronikfertigung.

Motivation

Fertigungsdienstleister für elektronische Komponenten (EMS) haben aufgrund der kundenbedingten Produktvarianz in Verbindung mit oftmals  kleinen Losgrößen großen Bedarf an intelligenten Automatisierungslösungen. Dies betrifft besonders den Bereich der Qualitätssicherung und der elektrischen Funktionsprüfung. Um Mitarbeiter:innen bei diesen bislang manuell durchgeführten Tätigkeiten zu entlasten sowie Durchsatz und Genauigkeit der Prüfstationen zu erhöhen, soll ein neuartiges Prüfkonzept unter Nutzung von Mensch-Roboter-Kooperationsformen (MRK) entwickelt werden. Die Integration eines Robotersystems mit flexibler Greiftechnik soll die Handhabung von Baugruppen unterschiedlicher Form und Größe ermöglichen, so dass diese palettiert bzw. depalettiert, in die Prüfstationen eingelegt und Prüfabläufe automatisch initiiert werden können. Um robust gegenüber Toleranzen und anderer Störeinflüsse auf den Prüfablauf zu sein, soll ein fehlertoleranter Regelungsansatz zum Einsatz kommen, der verschiedene Betriebsarten von der vollautomatisierten Prüfung über den kooperativen Betrieb bis zum manuellen Eingriff sicher ermöglicht. Zur synchronen Entwicklung und Wertsteigerung im betrieblichen Ablauf werden zudem digitale Zwillinge für Produkt, Prozess und Produktionssystem modelliert. Dadurch soll die Prozesssicherheit durch virtuelle Absicherungen und intelligente Datenfusion gesteigert und gleichzeitig die Entwicklungszeit reduziert werden.

Ziele und Vorgehen

Um Leiterplatten sicher und zuverlässig handhaben zu können, müssen flexible Greifersysteme für den Einsatz an kollaborativen Robotern entwickelt und mit bildgebender Sensorik (3D) überwacht werden. Zudem sollen Prüfstationen für Funktionstests und Inspektionsaufgaben modular aufgebaut werden, um verschiedene Produktgruppen je nach Auftragsvolumen prüfen zu können. Hierzu müssen die einzelnen Funktionstester ebenso wie der zu prüfenden Baugruppen eindeutig identifiziert werden. Die robotergestützte Handhabungseinheit muss präzise auf das modulare Prüfstationslayout kalibriert werden. 3D-Messtechnik und Bildverarbeitung kommt dabei nicht nur für die Bewegungsplanung, sondern auch zur Überwachung von Kooperationsräumen im kollaborativen Betrieb von Mensch und Maschine zum Einsatz. Weiterhin ist eine durchgängige Vernetzung in die Hard- und Softwareumgebung des Prozessumfeldes vorgesehen, welche durch die Datenfusion und den Aufbau eines durchgängigen, Feedbackschleifen enthaltenden digitalen Zwillings für Produkt, Prozess und Prüfstation erreicht werden soll.