Flexibilität im Einsatz

Der Markt für Smartphones und Tablet-PCs wächst rasant. Allein im Jahr 2013 waren weltweit 1,4 Milliarden Smartphones im Einsatz. Die Zahl der Tablet-Computer wuchs von 17 Millionen im Jahr 2010 auf 195 Millionen Stück im letzten Jahr.

Dabei werden die mobilen Endgeräte mit ihren Touch-Displays und Audio- oder Videofunktionen immer komplexer. Entsprechend aufwändig ist auch eine 100-Prozent-Prüfung dieser Geräte. Die Funktionstests der Bedienoberfläche, die Wischtests der Touchscreens oder das Bedienen der Taster und Schalter an den Seiten der mobilen Endgeräte verlangen umfangreiche und qualitativ abgesicherte Verfahren.

Bisher haben Mitarbeiter der Endgeräte-Hersteller diese Tests manuell durchgeführt – mit entsprechenden Risiken für Qualität, Verlässlichkeit und Dokumentation. Und inzwischen wird sogar in Fernost das manuelle Testen immer unattraktiver. Das liegt nicht nur an möglichen Fehlerquellen in manuellen Testverfahren. Steigende Lohnkosten zwingen zu einem Umdenken und zum Umstieg auf wenigstens halbautomatisierte Abläufe. Wo bisher sechs Arbeiter damit beschäftigt waren, mobile Endgeräte manuell zu testen, könnte jetzt ein Arbeiter sechs Testgeräte bedienen.

„Heute kommt es darauf an, schlüsselfertige Testgeräte anbieten zu können, in denen man nur schnell den Adapter für die unterschiedlichen Formate der Endgeräte wechseln muss und quasi per Knopfdruck nur noch die richtige Software für die Test-Routine abruft“, erklärt Kimmo Hyrynkangas, Test Solution Business Area Manager bei PKC Electronics in Finnland. „Dieser Adapter- und der einhergehende Programmwechsel geschehen bei vielen Endanwendern im Durchschnitt zwei Mal am Tag“, so Hyrynkangas weiter.

Ein solch flexibles Gerät hat PKC unter dem Markennamen Chameleon entwickelt – und orientierte sich dabei an den Anforderungen des Anwenderunternehmens Elektrobit, einem Hersteller von mobilen Endgeräten und Infotainment-Systemen für Fahrzeuge. „Ausgestattet mit entsprechenden Adaptern lassen sich auch kleine und mittlere Serien mit 10 000 bis 100 000 Einheiten schnell und zuverlässig testen“, sagt Marko Anttila, Operation Manager bei Elektrobit.

Die hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Testgeräts ermöglicht es, auf die Variantenvielfalt und die kürzer werdenden Produktlebenszyklen mobiler Endgeräte zu reagieren. Damit verkürzen sich die Entwicklungszeiten ständig. Idealerweise können die Testsysteme sowohl in der Entwicklungsphase als auch in der Serienfertigung genutzt werden.

Weitere Anforderungen von Seiten des Endkunden: Mehrere Testfunktionen sollten in einer einzigen Testphase untergebracht sein, um den schnellen Durchsatz in der Volumenproduktion zu gewährleisten. Dazu zählen Display-/Touch-Tests, Funktionstests, Audiotests und Radio-Frequenz-Tests, aber auch gründliche Auswertungen wie die voll integrierte Analyse der Audio-Testergebnisse.

Das System Chameleon setzt damit einen neuen Standard für integrierte Testinstrumente, die Tests auf einer einzigen kompakten Plattform ermöglichen. Denn es zeichnet sich ein weiterer Trend in der Branche ab: Da die Testanlagen in die Produktionszellen integriert werden, müssen die Tester immer kleiner werden. Wichtig ist außerdem, genügend Testkapazitäten vorhalten zu können, da der Testprozess nicht zu Lieferengpässen führen darf.

Mit der Chameleon-Serie ist es laut Hyrynkangas möglich, die Analysen der Tests innerhalb des Geräts selbst durchführen. Andere Tester am Markt führen die Analyseverfahren außerhalb des eigentlichen Testgeräts durch, was externe Computersysteme stark mit Daten belastet.

Um auch in engen Umgebungen genau zu arbeiten, setzt PKC auf das Mini-H-Portal EXCM von Festo. „Mit diesem kompakten einbaufertigen Handhabungsportal ist präzises und schnelles Positionieren bei engen Einbauverhältnissen auf einfache Weise möglich“, berichtet Risto Mäkelä, Chefingenieur bei PKC.

Tatsächlich kann das kompakte Flächenportal jede beliebige Position in einem Arbeitsraum anfahren. Dafür benötigt es gerade einmal die Fläche eines DIN A4-Blattes.

Der umlaufende Zahnriemen bewegt den Schlitten in einem zweidimensionalen Raum (X-Y-Achse). Die feststehenden Motoren sind mit diesem gekoppelt. Durch das parallelkinematische Antriebskonzept bleiben die bewegten Massen gering. Das ermöglicht schnelles Positionieren mit Geschwindigkeiten von bis zu 500 mm/s und Wiederholgenauigkeiten im Bereich von ±0,05 mm.

Gering ist auch der Aufwand bei der Inbetriebnahme sowie bei der schnellen Maschinenintegration: Das vorparametrierte Antriebs- und Controllerpaket gibt den Anwendern das sichere Gefühl, sich ihren eigenen Kernkompetenzen widmen zu können, ohne sich in automatisierungstechnischen Details verlieren zu müssen.

Das Hardwarepaket von Festo beschränkte sich nicht nur auf die Lieferung des Mini-H-Portals EXCM. Dieses übernimmt die elektrische Positionierung in XY-Richtung, während die Z-Achse mit dem elektrischen Schlitten EGSL für die Testfunktionen der Touch- und Wischtests verantwortlich ist. Zusätzlich sind ein Mikrofon sowie ein Lichtwürfel am pneumatischen Schlitten DGSL angebracht. Dies ermöglicht Audio-, Kamera und Displaytests.

Fix und fertig zusammengebaut und geprüft, liefert Festo die einbaufertige Systemlösung direkt in die Testanlage. Dazu gehören alle Konstruktionsdaten und Schaltpläne sowie die umfassende Funktionsgarantie. Anwender erhalten mit nur einer Teilenummer nicht nur Hardware in Form einer anschlussfertigen Baugruppe oder eines Subsystems, sondern ein komplettes Wertschöpfungspaket. Komplettlösungen entlasten das Fachpersonal, halten den Konstruktionsaufwand gering, erleichtern den Beschaffungsprozess und senken die Prozesskosten.

Die Entwicklung von Chameleon und Mini-H-Portal verlief simultan und verzahnt. Damit flossen die Erfahrungen und Anforderungen des OEMs und des Endkunden direkt in die Entwicklung des Mini-H-Portals ein. ■