AOI fuera de línea vs en línea vs 3D: cómo elegir la máquina correcta

Elija una AOI fuera de línea cuando su mezcla de productos cambia con frecuencia, las corridas son cortas o necesita inspección para NPI y retrabajo lejos de la línea SMT. Elija una AOI 2D en línea cuando el volumen justifique inspeccionar cada tarjeta a la velocidad de la línea sin que un operador la cargue, y elija una AOI 3D en línea cuando los defectos que se escapan son los relacionados con la altura, como terminales levantadas, coplanaridad y volumen de soldadura. A partir de ahí, el tamaño de la tarjeta, el número de carriles del transportador y si usted procesa componentes through-hole acotan la elección.

¿Cuál es la diferencia entre la AOI fuera de línea, en línea y 3D?

Las tres categorías de inspección óptica automatizada (AOI) difieren en cómo llega la tarjeta a la cámara y en qué mide la cámara. La lógica de inspección, al menos en las máquinas DaoAI, es el mismo software en todas ellas.

• La AOI fuera de línea se ubica junto a la línea. Un operador carga cada tarjeta a mano, la máquina la sujeta, la inspecciona y la devuelve. No se necesita integración con el transportador.
• La AOI 2D en línea se ubica en el transportador de la línea SMT, normalmente después del reflujo. Las tarjetas entran y salen automáticamente, y las tarjetas rechazadas se pueden desviar sin un operador.
• La AOI 3D en línea es una AOI en línea con un sensor de altura agregado. Mide la altura de los componentes y de las juntas en lugar de inferirla a partir de la luz reflejada.

Las líneas through-hole agregan un cuarto caso: la inspección antes y después de la soldadura por ola, que se trata al final de esta guía.

¿Cómo cambian la respuesta el volumen de producción y la mezcla de productos?

El volumen decide si la carga manual es aceptable. Si una línea fabrica unas cuantas docenas de tarjetas por trabajo, un operador puede cargar cada tarjeta en una máquina fuera de línea sin convertirse en el cuello de botella. Cuando la línea corre cientos o miles de tarjetas idénticas por turno, el manejo en línea elimina esa mano de obra y mantiene la inspección al ritmo de la línea.

La mezcla decide cuánto tiempo de programación puede permitirse. En una AOI basada en reglas, cada nueva variante de tarjeta necesita horas de programación y ajuste, y por eso muchos talleres de alta mezcla (high-mix) terminan usando la AOI solo en sus trabajos más grandes. Con la autoprogramación con IA a partir de una tarjeta patrón (golden board) en 30 segundos a 5 minutos, la programación deja de ser el factor decisivo, y la elección entre fuera de línea o en línea se reduce al rendimiento y al espacio en piso.

Una regla práctica útil:

• Alta mezcla, bajo volumen, NPI, laboratorios: fuera de línea. La máquina también sigue trabajando cuando la línea está detenida o en cambio de modelo.
• Volumen medio a alto, productos estables: 2D en línea.
• Alta confiabilidad, paso fino o componentes sensibles a la altura: 3D en línea.
• Taller mixto: en línea en la línea de alto volumen, más una máquina fuera de línea para NPI y corridas cortas. La programación fuera de línea le permite crear un programa en una máquina e importarlo en otra.

¿Qué tamaño y espesor de tarjeta necesita cubrir?

Anote la tarjeta y el panel más grandes que fabrica hoy y los más grandes que espera cotizar en los próximos años. El tamaño máximo de tarjeta no se puede compensar con ajustes, así que revíselo primero. Las cifras de hardware publicadas por DaoAI son valores de referencia; confírmelas con sus propias tarjetas.

En la gama DaoAI, la P1 y la P2 aceptan tarjetas desde 50 × 50 mm hasta 470 × 330 mm. La P1L extiende la inspección fuera de línea a 680 × 510 mm para tarjetas grandes. En línea, la P3 y la P5 de carril sencillo aceptan hasta 500 × 600 mm, mientras que la P3D de doble carril acepta hasta 500 × 325 mm por carril y la P5D hasta 500 × 300 mm por carril.

Revise también el espesor y los espacios libres. La P3 y la P3D aceptan tarjetas de 0.3 a 6 mm de espesor con 30 mm de espacio libre arriba y 20 mm abajo; la P5 y la P5D aceptan de 0.6 a 5 mm con altura de componentes de hasta 50 mm arriba y 40 mm abajo. Los backplanes gruesos y los capacitores electrolíticos altos son los casos límite habituales.

¿Cuándo necesita la medición de altura de la AOI 3D?

Una máquina 2D infiere la altura a partir de cómo se refleja la luz multiángulo en un componente. Eso funciona bien para presencia, desplazamiento, polaridad, puentes y la mayoría de los filetes de soldadura, pero es una inferencia.

La AOI 3D proyecta patrones de luz estructurada y mide un mapa de alturas. Eso convierte las terminales levantadas, los cuerpos inclinados, la coplanaridad y el volumen de soldadura en valores medidos. La P5 y la P5D de DaoAI usan cuatro unidades de proyección de luz estructurada Scheimpflug, una por dirección, con una precisión de altura de 6 µm o mejor usando la herramienta de calibración y un rango de medición de 25 mm.

La 3D vale la pena cuando:

• Fabrica CI de paso fino tipo ala de gaviota, conectores u otros componentes donde una terminal levantada puede pasar una verificación 2D.
• Sus clientes están en el sector automotriz, industrial u otros mercados de alta confiabilidad donde la coplanaridad se debe demostrar, no suponer.
• Las devoluciones de campo o las fallas en ICT se rastrean hasta juntas que se veían bien desde arriba.

Si nada de eso aplica, una máquina 2D con buena iluminación y un modelo bien entrenado normalmente cubre la lista de defectos a menor costo. En cualquier caso, la programación con tarjeta patrón y el aprendizaje por retroalimentación funcionan igual en los modelos 2D y 3D.

¿Carril sencillo o doble carril?

Las máquinas de doble carril inspeccionan dos carriles de tarjetas con una sola máquina. Tienen sentido cuando su línea de colocación ya es de doble carril, o cuando una AOI de un solo carril se convertiría en el paso más lento de la línea.

La contrapartida es el tamaño de tarjeta. La P3D usa la misma óptica que la P3, pero acepta hasta 500 × 325 mm por carril en lugar de 500 × 600 mm. Lo mismo aplica a la P5D frente a la P5. Si una tarjeta grande corre en su línea de doble carril, verifíquela contra el límite por carril.

¿Qué máquina DaoAI encaja en cada escenario?

Para chips 0201 o 01005 (tamaños imperiales), las máquinas 2D en línea indican como componentes más pequeños el 0201 y los CI de paso de 0.3 mm, con el 01005 como opción. Las máquinas 3D indican 0603 métrico (0201 en pulgadas). Todos los modelos incluyen de serie autoprogramación, aprendizaje por retroalimentación, entrenamiento de modelos y operación sin conexión; las máquinas difieren en óptica y manejo.

Las máquinas 3D en línea P5 y P5D están disponibles para entrega ahora. Sus especificaciones publicadas, como las de todos los modelos de la gama, son valores de referencia y no límites garantizados.

¿Y las tarjetas through-hole y soldadas por ola?

Los ensambles through-hole necesitan dos verificaciones que la AOI de SMT no cubre: antes de la ola, que cada componente esté presente, sea correcto, esté en la orientación correcta y esté insertado; después de la ola, que cada junta esté bien soldada y sin puentes.

La A3 de DaoAI está hecha para esto. Una sola A3 realiza la inspección antes y después de la ola y puede inspeccionar ambos lados de la tarjeta. Se instala como una unidad de mesa tipo puente sobre la línea de ola existente, con altura y ancho ajustables, así que no se necesita modificar la línea. La P3 y la P5 también admiten inspección DIP/through-hole.

¿Cómo debe influir el presupuesto en la elección?

El precio del hardware es solo una parte del costo. En general, las máquinas fuera de línea cuestan menos que las de en línea, y la 3D cuesta más que la 2D. Las variables más grandes son la mano de obra y el tiempo de ingeniería.

• Mano de obra de carga: una máquina fuera de línea necesita un operador en la máquina para cada tarjeta. Compare ese costo con el de un transportador en línea.
• Tiempo de programación: las horas por tarjeta nueva en una máquina basada en reglas, multiplicadas por sus números de parte nuevos al mes, a menudo superan la diferencia de precio entre modelos.
• Revisión de falsos rechazos: cada falso rechazo (falsa alarma) cuesta tiempo del operador, y una máquina que da falsas alarmas a cada rato termina siendo ignorada.
• Opciones de pago: pregunte qué funciones de software cuestan extra. En las máquinas DaoAI, la autoprogramación, el aprendizaje por retroalimentación y la operación totalmente local están incluidos en todos los modelos, no se venden como complementos.

Nuestra guía de ROI y periodo de recuperación de la AOI explica los cálculos con sus propios números.

Preguntas frecuentes

¿La AOI fuera de línea es suficiente para producción?

Sí, cuando el volumen permite que un operador cargue cada tarjeta. La AOI fuera de línea es común en producción de alta mezcla y bajo volumen, NPI, prototipos y verificación de retrabajo, y en la gama DaoAI ejecuta el mismo software de inspección que las máquinas en línea.

¿Necesito AOI 3D si ya tengo SPI?

La SPI mide la pasta de soldadura antes de la colocación; la AOI 3D mide los componentes y las juntas después del reflujo. Detectan defectos diferentes, así que la SPI no reemplaza a la AOI 3D para terminales levantadas o coplanaridad.

¿Cuál es la diferencia entre una AOI de carril sencillo y una de doble carril?

Una máquina de doble carril inspecciona dos carriles de tarjetas con una sola máquina para lograr mayor rendimiento. El tamaño máximo de tarjeta se define por carril, así que normalmente es menor que en el modelo de carril sencillo.

¿Puedo programar una AOI en línea sin detener la línea?

Sí. DaoAI admite la programación fuera de línea: cree el programa en una máquina fuera de la línea, expórtelo e impórtelo en la máquina de producción.

El tamaño de la tarjeta, la mezcla y el tiempo de ciclo deciden la máquina correcta mejor que cualquier tabla. Envíenos una de sus propias tarjetas y la probaremos por usted, sin costo, o agende una demostración y un ingeniero le dirá qué máquina necesita.