Das Boundary-Scan-Testsystem JULIET im Praxiseinsatz

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Steckverbinder werden zur Herausforderung

Eine Anforderung an das Boundary-Scan-Testsystem war erst im Laufe der Projektierungsphase entstanden: Ursprünglich wollte man das bisherige Konzept eines autarken Boundary-Scan-Prüfplatzes beibehalten. Allerdings gab es Baugruppen, die über eine derart große Vielzahl von Steckverbindern verfügten, dass die Kontaktierung einen erheblichen Zeitaufwand darstellt, welche im Minutenbereich lag. Das Ziel war folglich eine schnellere Adaptierung aller Steckverbinder. Bislang hatte man bis zu zwei Minuten benötigt, um alle Steckverbinder auf den Platinen zu kontaktieren, um schließlich einen Test auszuführen, der nur wenige Sekunden dauerte. Im Falle des Findens eines Fehlers mussten alle Steckverbinder abgekoppelt und nach Beseitigung des Fehlers neu angesteckt werden, was wiederum einen enormen zeitlichen Aufwand bedeutete.

Hybrid-Lösung vereint Boundary Scan und analoge Tests

JULIET als Nadelprojekt bei Scheidt & Bachmann: JULIET steht für JTAG Unlimited Tester. Das Gerät vereint die Boundary-Scan-Testelektronik mit den Erweiterungskarten für analoge Tests.
(Bild: GÖPEL electronic)

Als passende Lösung für dieses Problem erwies sich der Boundary-Scan-Produktionstester JULIET (das Kürzel steht für „JTAG Unlimited Tester“), der im Frühjahr 2009 vorgestellt wurde. Die Konzeption des Auftischgerätes, das 2010 den „Best in Test Award“ der Fachzeitschrift „Test & Measurement World“ erhielt, entsprach den Anforderungen, die das Mönchengladbacher Unternehmen an ein Testsystem hatte. Das System vereint die gesamte Boundary-Scan-Testelektronik einschließlich der Erweiterungskarten für analoge Tests sowie die Grundmechanik in einem kompakten Gerät und besitzt ein definiertes Interface für Wechselkassetten.

Neben den schnellen Kontaktierungsmöglichkeiten bot JULIET den Vorteil der ähnlichen Bedienbarkeit eines In-Circuit-Testers, mit dem das Personal in der Testabteilung seit Jahren vertraut war. „Wir haben sehr schnell erkannt, dass JULIET genau die richtige Lösung war“, sagt Andreas Schemura.

Die richtige Hardware war damit schnell gefunden. Blieb nur noch, die software-seitigen Anforderungen speziell mit Hinblick auf die Einbindung in die vorhandene Scheidt-&-Bachmann-Infrastruktur umzusetzen. Man erstellte ein Pflichtenheft, welches vor allem den einheitlichen und vollautomatisierten Datenfluss als zentrales Element beinhaltete.

So mussten beispielsweise Reparaturdaten in die bestehende Infrastruktur einfließen und Bedienfehler durch eine entsprechende Prozessverriegelung minimiert werden. Außerdem galt es sicherzustellen, dass stets das Prüfprogramm mit den aktuellen Firmwareversionen genutzt wird, was beim Einsatz FPGA-basierender Lösungen entscheidend ist. Auch das Anfordern, Beziehen und Verbuchen einmaliger Daten, etwa einer MAC-Adresse (Media Access Control) vom Datenserver, gehörte zu den Grundanforderungen.

Ablauf eines Baugruppentests in der Praxis

JULIET als Universalkassettenprojekt: Dabei wird das komplette Pin-Interface des JULIET-Systems an der Oberseite der Kassette in Form von Steckeranschlüssen herausgeführt. Ein Prüfling wird anschließend auf die Universalkassette gelegt und mit prüflingsspezifischen Kabeln adaptiert.
(Bild: GÖPEL electronic)

Ein Testvorgang beginnt in der Regel mit dem Erstellen eines Auftragsblatts mit der Prüflingsbezeichnung und der freigegebenen Seriennummer. Der Prüfer legt die Baugruppe in das JULIET-System ein und scannt den Barcode. Die Software überprüft daraufhin, ob dieser gescannte Barcode zum Auftrag selbst gehört.

Wenn alle notwendigen Dateien verfügbar sind – möglicherweise müssen sie bei einem neuen Auftrag vom Server bezogen werden – wird der Testvorgang gestartet und ausgewertet. Dabei wird automatisch ein Fehlerprotokoll erzeugt und an das MES (Manufacturing Execution System) gesendet. Schließlich wird die im MES angelegte Diagnosedatei im ScanVisionIII − Layout Viewer in der Systemsoftware SYSTEM CASCON von GÖPEL electronic − angezeigt. SYSTEM CASCON bietet die Möglichkeit der Realisierung des reinen Reparaturplatzes. Dabei wird eine Liste aller Seriennummern, die geprüft wurden, nebst Prüfergebnis (PASS/FAIL) erstellt. Nach Auswahl einer entsprechenden Baugruppe werden alle aufgetreten Fehler angezeigt, welche daraufhin sofort behoben werden können. Ein Protokoll aller Vorgänge zur späteren Nachverfolgung ist selbstverständlich.

Die Realisierung des Projekts sowie die Implementierung der Anforderungen an das Testsystem wurden in enger Zusammenarbeit zwischen Scheidt & Bachmann und der GÖPEL electronic GmbH erfolgreich gestaltet. Aus dieser engen Zusammenarbeit entstanden sogar neue Produkte: Da sich bei geringen Losgrößen beziehungsweise Stückzahlen ein Nadelbettadapter nicht lohnt, wurde die Nutzbarkeit des JULIET-Geräts auch ohne Kontaktierungsvorrichtung besprochen.

Daraufhin entstand die Idee des Einsatzes einer sogenannten Universalkassette. Dabei wird das komplette Pin-Interface des JULIET-Systems an der Oberseite der Kassette in Form von Steckeranschlüssen herausgeführt. Ein Prüfling wird anschließend auf die Universalkassette gelegt und mit prüflingsspezifischen Kabeln adaptiert. Ergo verbindet man den Prüfling klassisch über Kabel, kann aber das JULIET-Grundgerät mit seiner vertrauten Bedienung weiter benutzen.

Zeit- und Kostenreduzierung führen zu hoher Akzeptanz

Das Projekt „Prüfstrategie und Equipment für die nächsten 10 Jahre“ war ein ehrgeiziges Ziel, welchem sich beide Partner Schritt für Schritt über einige Monate hinweg zielstrebig und in enger Zusammenarbeit aneinander annäherten. Beide Seiten profitierten dabei von den Entwicklungen. Nach Abschluss des Projekts konnte konstatiert werden, dass es gelungen war, den JULIET-Tester vollständig in die „Scheidt-&-Bachmann-Welt“ zu integrieren. Das System genießt seitdem eine hohe Akzeptanz beim Prüfpersonal, da es Zeit- und Kostenreduzierungen ermöglicht.

Aktuell sind zwölf Nadelbettprojekte und zehn Universalkassettenprojekte im Einsatz. Das Prüffeld ist in der Lage, ohne die Entwicklungsabteilung Programme selbst zu erweitern und zu pflegen. Die Fehlerlokalisierung ist nun denkbar einfach und der Datenfluss verläuft vollautomatisiert, was eine Fehlbedienung nahezu ausschließen lässt.

Andreas Schemura schließt: „Die Zusammenarbeit mit der Firma GÖPEL electronic war nicht nur erfolgreich, sondern hat auch viel Spaß gemacht. Sowohl bei der Projektplanung, der Projekterstellung als auch beim Support arbeitet man mit kompetenten Fachleuten zusammen. GÖPEL electronic ist für uns ein zuverlässiger Partner und hat unsere Erwartungen voll erfüllt.“

* * Mario Berger ist Vertriebsingenieur für optische und Röntgen-basierte Inspektionslösungen sowie für Boundary-Scan-Lösungen bei GÖPEL electronic.

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