Automatisierte Röntgenprüfung
Die automatisierte Röntgenprüfung (AXI – Automated X-ray Inspection) bezeichnet den industriellen Einsatz von Röntgensystemen, die in Produktionslinien integriert sind und Bauteile automatisch, ohne manuelle Bedienung, prüfen. Ziel ist die 100%-Prüfung in der Serienfertigung bei hohem Durchsatz und reproduzierbarer Bildauswertung.
Aufbau von Inline-Röntgensystemen
Inline-AXI-Systeme sind direkt in den Fertigungstakt integriert. Typische Komponenten sind:
- Röntgenquelle: Mikrofokus- oder Nanofokusröhren für hohe Ortsauflösung, je nach Anwendung mit 80–450 kV Röhrenspannung
- Detektor: Flachbilddetektoren oder Zeilendetektoren für schnelle Bilderfassung
- Handlingsystem: Förderbänder, Roboter oder Drehtische führen das Bauteil automatisch durch den Strahlengang
- Strahlenschutzkabine: Vollständige Abschirmung für den Dauerbetrieb ohne Personengefährdung
Serienprüfung und Durchsatz
Moderne AXI-Systeme können mehrere Hundert bis Tausend Teile pro Stunde prüfen. In der Elektronikindustrie (SMT-Fertigung) prüfen AXI-Anlagen Leiterplatten auf Lötfehler, Void-Anteil in BGA-Verbindungen und Bauteilbestückung. In der Gießereiindustrie werden Aluminium-Druckgussteile auf Poren, Lunker und Einschlüsse untersucht. Die Integration in MES-Systeme (Manufacturing Execution System) ermöglicht die lückenlose Rückverfolgbarkeit jedes Prüfergebnisses.
KI-gestützte Bildauswertung
Künstliche Intelligenz revolutioniert die automatisierte Röntgenprüfung. Neuronale Netzwerke, insbesondere Convolutional Neural Networks (CNN), werden auf großen Fehlerdatensätzen trainiert und können Defekte wie Poren, Risse, Delamination und Lötfehler zuverlässig und reproduzierbar klassifizieren:
- Fehlerdetektion: Anomalieerkennung durch Vergleich mit einem gelernten Gut-Muster
- Fehlerklassifikation: Unterscheidung von Fehlertypen (Pore, Schrumpfung, Fremdeinschluss) mit Angabe von Wahrscheinlichkeiten
- Adaptivität: Lernende Systeme passen sich an veränderte Produktionsbedingungen an
- Reduzierung von Fehlalarmen: KI reduziert die False-Positive-Rate gegenüber klassischer Schwellenwertauswertung erheblich
Normen und Qualitätssicherung
Für die automatisierte Röntgenprüfung gelten je nach Branche unterschiedliche Normen: EN ISO 10675 für Schweißnähte, EN 12681 für Gusskontrolle sowie branchenspezifische Vorgaben aus der Luft- und Raumfahrt (NAS 410, EN 4179) und der Automobilindustrie. Die Systemqualifizierung umfasst Nachweis der Detektionssicherheit über statistische Auswertungen (POD – Probability of Detection).