Una planta que fabrica Diodos Emisores de Luz (LED) con base en Penang, Malasia, produce 800 millones de unidades por año. Con una exportación a nivel mundial, los componentes fabricados se utilizan principalmente en televisores LED y en iluminación para automóviles.

Varias etapas de producción, como el proceso de horno y las pruebas de circuito e integridad, se llevan a cabo en la línea de fabricación. Para verificar que todos los componentes terminados hayan atravesado cada etapa y hayan pasado las pruebas requeridas, el fabricante eligió un sistema confiable de trazabilidad que cuenta con los lectores de códigos de barras DataMan® que leen códigos 2-D marcados con láser en cada tira de LED en cada etapa de producción.

Desafíos

Los materiales que se utilizan para la producción de LED provienen de distintos proveedores y países. Cada proveedor utiliza un grado diferente de marcador láser para imprimir sus códigos 2-D, lo que resulta en una calidad de impresión muy variada. Los tipos de cerámica que se utilizan también pueden ser diferentes, lo que agrava aún más el problema. Debido a los tamaños demasiado pequeños de los componentes, cada código 2-D generalmente mide menos de dos milímetros.

Además, se hace pasar los LED a través de un proceso de horno donde los cables del componente eléctrico son unidos al panel a través de conexiones de las pastillas individuales, que se encuentran en la superficie del panel. El calor que se aplica (aproximadamente 300º C) para secar las conexiones soldadas a veces causa distorsión en los códigos.

El sistema de escaneo de códigos de barras existente del fabricante no pudo brindar una tasa de lectura 100% exitosa debido a estas dificultades. Parte del problema se puede atribuir al hecho de que algunos escáneres implementados al principio eran lectores manuales, que no estaban diseñados para una lectura de códigos de barras de alta velocidad.

Cuando ocurría un "error de lectura", los operadores tenían que ingresar la información de manera manual, lo que es perjudicial para todo el proceso de fabricación. Además, con el incremento del volumen de producción con el paso del tiempo, la necesidad de una solución confiable que pudiera manejar volúmenes a alta velocidad comenzaba a ser cada vez más evidente.

Solución:

La implementación inicial por parte del fabricante de los lectores de códigos de barras DataMan® alcanzó una exitosa tasa de lectura del 100 por ciento. Luego de la implementación inicial, se han instalado 15 lectores de códigos de barras adicionales, por lo que el fabricante de LED pudo lograr una completa trazabilidad de los componentes.

Los lectores de códigos de barras DataMan les permiten a los fabricantes lograr una completa trazabilidad de la producción, por lo que si un componente no pasa una prueba o si ocurre un error humano, el proceso puede rechazar una pieza o mostrar un error cuando el código de barras sea leído en la próxima etapa del proceso. Desde el punto de vista de la garantía de calidad, tener tal sistema de trazabilidad garantiza que cada componente que exista en la línea ya haya atravesado todas las etapas de pruebas requeridas.

Tecnología de lectura

Algunas de las características clave del lector de códigos de barras DataMan 300 que se eligieron para esta aplicación son su alta resolución (1.3 megapíxeles) y las opciones flexibles de iluminación. El entorno para esta aplicación requería imágenes de alta resolución para alcanzar el éxito, ya que los códigos de barras eran pequeños. Además, se utilizó una iluminación azul en la aplicación para asegurar velocidades óptimas de lectura. El lector de códigos de barra DataMan les permite a los usuarios controlar la intensidad de la luz, y tiene un banco de luz que se puede configurar para que se encienda de forma bidireccional, unidireccional, o desde todas las direcciones.

Luego de los ajustes, la imagen resultante era de mejor calidad y tenía el alto contraste que se necesitaba. Esto mejoró de un 90% a un 100% el rendimiento general de la operación de lectura.

Otro requisito era que el lector se tenía que implementar a una distancia "segura" de los artículos que estaba escaneando. La preocupación principal era que si el lector estaba ubicado demasiado cerca, la electricidad estática del lector podría dañar los circuitos electrónicos del LED. Una segunda consideración fue que el operador podría golpearse accidentalmente contra el lector al tratar de retirar manualmente un LED de la línea de producción.

Teniendo en cuenta estos dos factores, el fabricante ubicó al lector aproximadamente a ocho centímetros de distancia de los artículos escaneados. La resolución alta que ofrece DataMan facilitan esta opción, ya que puede producir imágenes aumentadas con la claridad necesaria, incluso a esta distancia.

"Puesto que los lectores tenían que implementarse en diferentes etapas de la producción, el equipo de implementación necesitaba trabajar con los proveedores del equipo y la tecnología correspondientes", dice el gerente de proyecto Lennard Lim. "Los lectores DataMan se debían montar en las máquinas suministradas por fabricantes como Siemens, por ejemplo. El equipo también tuvo que fijar los tiempos para la instalación y fabricar los soportes que sostienen a los lectores".

Optimizar capacidades

Para personalizar la solución para cada aplicación en la línea de producción, el equipo tuvo que experimentar con diferentes niveles de aumento del lente. Esto fue posible debido a que el lente del lector se puede ajustar. Otra cuestión que se tuvo que tratar era cómo hacer funcionar el lector para cada proceso individual. También era necesario determinar cómo se enviarían los datos del lector a la máquina o PC correspondientes.

Se tuvo que dedicar mucho esfuerzo a probar diferentes configuraciones para lograr un rendimiento óptimo. La intensidad de la luz, los valores de la exposición y la distancia del lente fueron solo algunos de los elementos que se tuvieron que considerar. También se estudiaron las muestras de los artículos de los distintos proveedores para comprender cómo afectaban a las capacidades de lectura.
 
"Estamos muy complacidos con el respaldo que nos ha proporcionado Cognex. Incluso en caso de obstáculos difíciles, ellos siguieron viniendo para encontrar soluciones útiles para nosotros. Estoy impresionado por su tenacidad para superar los problemas y crear soluciones que satisfacen nuestras necesidades personalizadas", resalta el Sr. Lim.

"Con la implementación de este sistema, nuestro rendimiento de producción ha subido y podemos alcanzar enormes reducciones en los desechos", dice el Sr. Lim.

To ensure maximum efficiency, operators and machine suppliers are trained to troubleshoot problems that may occur during the course of operations. These personnel form the first line of technical support. They also need to know how to re-configure the readers if the need arises.

“With the implementation of this system, our production yield has gone up and we are able to achieve massive reductions in waste,” says Mr Lim.