Intelligente Zwerge: Kleine ID-Lesegeräte ermöglichen Rückverfolgbarkeit von Produkten

Die Miniaturisierung elektronischer Geräte schreitet unaufhaltsam fort, und auch die Fertigungsanlagen können erheblich kompakter gestaltet werden. Das senkt die Anlagenkosten und reduziert die Aufstellfläche. Das ist letztlich ein weiterer Beitrag zur Kostenreduzierung. Diese Entwicklungen und daraus folgenden Anforderungen müssen auch die benötigten Komponenten der Fertigung erfüllen. Ob MP3-Player, DVD-Player oder Notebook: Klein und schlank im Format müssen sie sein. Daher müssen auch Leiterplatten (PCBs), die in diese elektronischen Geräte eingebaut werden, sowohl in der Gesamtausführung als auch im Hinblick auf Formfaktoren gezwungenermaßen kleiner werden. Im Zuge einer effizienteren Gestaltung der Fertigung suchte die Beyonics Technology, ein führender Hersteller von elektronischen Fertigungsanlagen und Lohnfertiger, nach Komponenten, welche die ID-Lesesituation wesentlich komfortabler und besser lösen. Innerhalb seiner Produktion verfügt Beyonics über zahlreiche automatische Schaltkreis- und Funktionstester mit unterschiedlichen Lesekonfigurationen. Die vorhandenen Lesegeräte waren nicht mehr in einem zeitgemäßen Zustand und konnten keine 2D-Codes lesen. Viele der Systeme erforderten eine anwenderspezifische Verkabelung, um mit den verschiedenen Trigger-Eingängen von PCs und E/A-Modulen zurechtzukommen. Einige waren konfiguriert, um mit unterschiedlichen Protokollen für nicht standardmäßige Ausgänge zu kommunizieren. Es lag auf der Hand, dass Beyonics für seine Anlagen ein neues Lesegerät benötigte, das die zukunftsorientierten hohen Anforderungen erfüllen konnte. Außerdem musste die Umstellung mit möglichst geringem Aufwand erfolgen. Zwei Problemfelder beheben Zwei wesentliche Problemfelder galt es zu beheben: – Kleinere Leiterplatten bedeuten weniger Platz für Barcodes. – Die zunehmenden Auflagen für Produktrückverfolgbarkeit machen es notwendig, dass noch mehr Herstellungsdaten auf jeder Leiterplatte angebracht werden müssen. Informationen wie etwa Losnummer, Lieferanten-ID, Produktnummer, Seriennummer und vieles mehr müssen auf diesen kleinformatigen Bauteilen mittels Code Platz finden. Beyonics und seine Anwender lösten dieses Problem durch eine generelle Umstellung von eindiminsionalen linearen Stapelcodes auf die leistungsfähigeren 2D-Data-Matrix-ID-Codes. Zwar wussten die Unternehmen, wie vorzugehen war, doch die wirkliche Herausforderung bestand in der tatsächlichen Umsetzung. Zuverlässige Datenkommunikation Nach einigen Fehlerdiagnosen und Testläufen vor Ort konnte das Technikteam von Cognex überzeugende Ergebnisse vorlegen. Sie nahmen mit dem DataMan 100 den direkten Austausch der verwendeten stationären Lesegeräte bei Beyonics vor, ohne dabei an bestehenden Softwareprogrammen oder Hardwarekonfigurationen viel zu verändern. Die Prozessingenieure von Beyonics benötigten nur wenig Zeit für diese Migration, sodass sie sich auch weiterhin auf ihre Hauptaufgabe, d.h. auf die Aufrechterhaltung des Betriebs der Produktionslinien konzentrieren konnten. Sie wollten keine Neuverkabelung oder Neuprogrammierung der bestehenden Einrichtungen vornehmen. Das Erstellen einer neuen Dokumentation wurde als nicht akzeptabel gewertet. Die neuen Lesegeräte mussten also Plug&Play-tauglich sein. Aufgrund der Dekodiersofteware IDMax können Qualitätsverluste der Codes beim Lesen ausgeglichen werden, die sich aufgrund von Verschmutzungen, unterschiedlichen Materialtypen und problemhaften Oberflächen ergeben. Die geringen Abmessungen des DataMan ermöglichten eine kompakte Anordnung mehrerer ID-Lesegeräte innerhalb der bestehenden Fertigungslinie. Auch die Neujustierung der Lesegeräte auf neue Produktvarianten wurde schnell und einfach bewerkstelligt. Erhöhter Produktionsdurchsatz Mit dem DataMan 100 von Cognex konnte ebenfalls ein bislang bestehendes Problem eliminiert werden. Vor der Installation der DataMan-Lesegeräte war man oft mit ungenügenden Leseraten konfrontiert. Das Personal musste die Leiterplatten oft neu laden, wenn der Lesevorgang fehlerhaft verlief. Das führte zum Stillstand der SMT-Maschinen, bis schließlich eine manuelle Intervention erfolgte. Nachdem die DataMan 100-Lesegeräte installiert waren, konnte man eine etwa 10%ige Erhöhung des Produktionsdurchsatzes verzeichnen. Durch die Umstellung auf 2D-Codes konnte auch die Dokumentation um weitere wichtige Daten problemlos ergänzt werden. Wichtige Produktinformationen Die mit unterschiedlichen Verfahren direkt auf dem Produkt angebrachten Informationen wie Serien-, Los- und Chargennummern, Datumsangaben über Herstellung und Haltbarkeit/Produktverfall sind Bestandteil von vielen Richtlinien, Normen und gesetzlichen Verordnungen quer durch alle Branchen. Die Data-Matrix ID-Codes erwiesen sich auch als Schlüssel einer betriebsinternen effektiveren Fertigungsorganisation und einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit der Produkte. Letztendlich auch ein Qualitätsvorteil für die Kunden und der Berücksichtigung von rechtlichen Aspekten der Produkthaftung. Einsatz auch bei anderen Abläufen Neben dem Einsatz in den SMT-Maschinen entschied sich Beyonics dazu, seine bestehenden tragbaren ID-Lesegeräte gegen den DataMan der Serie 700 auszutauschen. Dadurch konnte man eine weitere Standardisierung in den Komponenten erzielen. Der DataMan 750 verwendet die gleiche Setup-Tool-Software wie die DataMan 100-Serie. Dadurch wird die Installation vereinfacht, da keine Produktschulungen nötig sind. Darüber hinaus ist der DataMan 750 im Gegensatz zu bislang verwendeten tragbaren Lesegeräten ein ESD-sicheres Gerät, das den Spezifikationen gemäß der Norm IEC61340 entspricht. Zuvor behalf man sich teilweise damit, dass die tragbaren Scanner mit einer ESD-sicheren Hülle umwickelt wurden, was umständlich und auch IEC-normwidrig war. Kasten: Mächtige Winzlinge Für das schnelle Lesen von 1D- und 2D-Codes wurden die bildbasierten ID-Lesegeräte der Produktfamilie DataMan von Cognex entwickelt. Nur in der Größe einer Streichholzschachtel präsentiert sich das stationäre Lesegerät mit integrierter Beleuchtung, Laserausrichtung, Ethernet-Anschluss und Wechseloptik. Hinzu kommen die sicher und schnell arbeitenden für das Codelesen entwickelten Bildverarbeitungsalgorithmen. Der DataMan 200 ist mit einer Flüssiglinsen-Technologie ausgestatten. Diese optionale Ausstattung ergibt für den Anwender unterschiedliche Vorteile. Bei dieser Technologie wird der Autofokus des Objektivs direkt per Softwarebefehl gesteuert. Durch die Einwirkung einer elektrischen Ladung auf die Flüssiglinse kann die Brennweite laufend angepasst werden. Die Linse bietet einen außergewöhnlichen Feldtiefen- und Sichtfeldbereich. Da sie über keine beweglichen Teile verfügt, die im Einsatz versagen oder kaputt gehen könnten, ist sie extrem robust und resistent gegen Stöße, Vibrationen und Verschleiß. Zwei Laser-Ausrichter vereinfachen das Setup. Die Laser sind über die gesamte Feldtiefe sichtbar und rationalisieren das Einrichten von Code und Lesegerät. Das Codelesegerät hat eine standardisierte Schnittstelle für das Setup der Anwendung und unterstützt viele 1D- und 2D-Codes einschließlich UPC/EAN/JAN, Code 39, Code 128, Code 93, Interleaved 2 aus 5, Data Matrix, QR Code und Micro QR Code. Damit erfüllt das ID-Lesegerät die Anforderungen unterschiedlicher Branchen wie der Automatisierung-, Kraftfahrzeug-, Luft- und Raumfahrt-, Verpackungs-, ­Elekt­ronik-, Lebensmittel-, Pharma-, Verteidigungsindustrie bis hin zur Medizintechnik.