Роботизированная система визуального контроля поверхностей изделий электронной техники и материалов к ним
Специалисты АО «ЦКБ «Дейтон», в составе группы компаний «Элемент», разрабатывают и изготавливают робототехнические комплексы по контролю качества изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры, технологических процессов и материалов к ним, использующие: компьютерное зрение, машинное обучение, нейронные сети, мехатронные системы манипулирования изделиями и датчиками контроля.
Разрабатываемые в АО «ЦКБ «Дейтон» робототехнические комплексы позволяют выявлять элементы изделий и получать свойства материалов, не отвечающие установленным требованиям, протоколировать процессы проверки и получать сводную информацию по обнаруженным бракам и дефектам, рассчитывать выход годных, проводить анализ роста или снижения качества изготавливаемых изделий, помогать выстраивать технологические процессы, обеспечивающие требуемое качество изделий.
Обнаружение бракованных и дефектных изделий (элементов), не соответствующих установленным требованиям, выполняется с помощью:
- камер, электронных микроскопов, в составе робототехнических комплексов, уже находящихся в эксплуатации на предприятиях промышленности. Проведенные исследования проблем обеспечения качества показали необходимость проводить автоматизированную или автоматическую визуальную инспекцию по обнаружению браков и дефектов на поверхностях изделий и материалов, а также обеспечивать их предотвращение на этапах межоперационного и выходного контроля. Используемые на предприятиях в этих процессах возможности человеческого зрения ограничены из-за малой разрешающей способности и контрастной чувствительности зрения в микрометрическом диапазоне размеров браков и дефектов. Робототехнический комплекс на предприятии нацелен на решение вышеперечисленных проблем и выполняет контроль качества изделий и материалов в движении по заданному маршруту с помощью камер, электронных микроскопов, вмонтированных в манипулятор, работающий синхронно с устройством отбора бракованных изделий и классификации дефектов. Является методом неразрушающего контроля;
- датчиков электромагнитного излучения, в составе робототехнических комплексов, уже находящихся в эксплуатации на предприятиях промышленности. Проведенные исследования проблем обеспечения качества микросварки показали необходимость измерения электромагнитных излучений в процессах микросварки и оценки их параметром для прогнозирования качества сварки и отбора элементов изделий с вероятными дефектами сварки. Результаты (протоколы) микросварки позволяют доводить технологические процессы до уровня минимизации браков, возникающих при микросварке, элементов изделий. Робототехнические комплексы с датчиками электромагнитных излучений позволяют контролировать не только качество сварки, но и информировать о необходимости проведения регламентных работ на сварочных аппаратах, информировать о запасе ресурсов (износе) комплектующих частей аппаратов микросварки;
- рентгеновского исследования, находящегося в разработке. Исследования по обеспечению качества изделий электроники и радиоэлектронной аппаратуры показали необходимость обнаружения дефектов и неоднородностей внутри различных элементов изделий. Это метод неразрушающего контроля основан на использовании рентгеновского излучения, которое проходит через элемент изделия и регистрируется с помощью цифровой системы. Все применяемые далее технологии аналогичные работе робототехнических комплексов с камерами и электронными микроскопами;
- ультразвукового исследования, находящегося в разработке; методов неразрушающего контроля. Используется свойство ультразвука распространяться в однородной среде направленно, а на границе раздела двух сред (например, кремний – воздушная полость) – почти полностью отражаться, что позволит применять ультразвуковые колебания для выявления дефектов (раковины, трещины, расслоения и т.п.) в изделиях электронной техники без их разрушения.
Полученная информация от датчиков обрабатывается с помощью систем искусственного интеллекта и нейронных сетей, и позволяет сформировать протоколы обнаружения браков и дефектом по конкретному изделию, группе изделий, технологическому процессу (ответственному исполнителю), временному периоду.
Идентификация изделий, партий изделий проводится с помощью привязки по QR-кодам, штрих-кодам, ручного ввода номеров, используемых в системах документооборота предприятия.
В процессе внедрения робототехнических комплексов проводится машинное обучение, прописываются образы дефектов как в графическом виде, так и описательно, используются различные модели изделий электронной техники и элементов к ним такие как STEP, SPICE, IBIS.
Робототехнические комплексы имеют несколько вариантов конфигурации, каждый из которых включает датчики с необходимыми свойствами (разрешение, отношение сигнал-шум и пр.). Заказчику предоставлена возможность скомпоновать конфигурацию робототехнического комплекса на основе требований к определению дефектов конкретного изделия (элемента, материала) и позиции робототехнического комплекса в технологическом процессе.
Компьютерные программы робототехнического комплекса содержат модули, построенные на запатентованных, ранее разработанных в АО «ЦКБ «Дейтон» программных средствах и библиотеках с моделями изделий. Имеется возможность проводить постоянное машинное обучение систем робототехнического комплекса с учетом расширения номенклатуры изделий, изменения требований к их качеству силами персонала предприятия (интерфейс машинного обучения позволяет выполнять такую функцию).
Робототехнический комплекс автоматизирует процессы контроля качества изделий (элементов, материалов), снижает нагрузку на работников, исключает использование в процессе поиска дефектов человеческого зрения, зависящее в том числе и от состояния человека, ограничения разрешающей способности и контрастной чувствительности зрения человека, создает условия для разработки более совершенных изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры.
Объем, время и стоимость работ по разработке, изготовлению, установке и обучению работе с робототехническими комплексами определяется в процессе формирования технического задания.
Акционерное общество «Центральное конструкторское бюро «Дейтон» (АО «ЦКБ «Дейтон»), в составе ГК «Элемент», Россия, 124681, Москва, Зеленоград, корп. 100, контактный телефон/факс +7 (499) 735-13-19/+7 (499) 734-02-77, e-mail info@deyton.ru, адрес сайта в Интернете http://www.deyton.ru.
Узнать подробнее о внедрении робототехнических комплексов по контролю качества изделий электронной техники и радиоэлектронной аппаратуры можно по ссылке.
