Een optical encoder meet contactloos posities, lengtes en verplaatsingen. Vaak worden ze ingezet als feedback loop op de positionering in een besturing van een machine. Deze positiesensor werkt op basis van licht en een liniaal met een reflectiepatroon. Ze positioneren met een lage resolutie, tot wel 1,2 nm nauwkeurig! Bovendien heeft deze technologie een laag stroomverbruik, waardoor de optical encoder geschikt is voor toepassingen in vacuüm omgevingen.

Je wil een verplaatsing maken in een machine. Met een encoder weet je waar het object is, en welke afstand het object moet afleggen om op de gewenste positie te komen. Vraagt jouw toepassing om positiecontrole met een lage resolutie en hoge snelheden?

Ook als het gaat om een vacuüm omgeving, kan de optical encoder de uitkomst zijn. Lees alles over de mogelijkheden van deze positiesensor.

Hoe werkt een optical encoder?

Zoals bij magnetische en inductieve encoders, werken ook optical encoders met een liniaal. Bij optische technologie bestaat de liniaal uit een patroon van reflectoren, oftewel de lichtgevoelige laag. Als een object beweegt, wordt de encoder verplaatst over de liniaal. Deze linialen zijn er in zowel rechte als ronde uitvoeringen.

Peter Verstappen, Account Manager bij Sentech legt uit: “De zender van een optical encoder is een lichtbron. Vaak is dit een VCSEL, een stuk silicium dat licht geeft. Zodra de liniaal wordt verlicht door de zender, weerkaatst het patroon van reflectoren het licht terug naar de ontvanger. Hieruit ontstaat een golfbeweging, een amplitude. Deze beweging wordt omgezet in een sinus en een cosinus, die worden vertaald naar een signaal. Dit signaal vertelt de besturing van een motor wat de werkelijke positie is van een object.”

Feedback loop op positionering

Encoders worden vaak gebruikt als feedback loop op de positioning in een machine. Hoe ziet zo een positiecontrole eruit?

“Een motor krijgt de opdracht om een object van A naar B te verplaatsen. Om te weten waar het object zich bevindt in de beweging tussen A en B, heb je een meting nodig. Deze meting is de feedback loop naar de besturing van de motor. Als de besturing van de motor weet waar het object is, kan de motor de juiste hoeveelheid vermogen leveren om het object op de gewenste positie te brengen”, aldus Verstappen.

Incrementeel of absoluut

Optical encoders zijn verkrijgbaar als incrementele en absolute systemen. Wat is het verschil tussen deze twee soorten encoders?

Incrementele encoders

Een incrementele encoder meet stap voor stap. Ze meten namelijk de verandering en richting van de beweging. Bij het opstarten moet een incrementeel systeem ‘homen’ om de index – oftewel de nulpositie – te vinden.

Absolute encoders

Een absolute encoder geeft direct de werkelijke positie. Dit encodertype hoeft niet te ‘homen’. Het systeem ziet iedere positie als een uniek signaal.

Ten opzichte van incrementele encoders, zijn absolute encoders complexer en hebben en hogere latentiewaarde, waardoor er een vertraging is in de dataoverdracht.

Als componentgrootte een grote rol speelt, is precieze plaatsing van groot belang. Hierbij is ook de plaatsingssnelheid cruciaal. Zo kan je eindproducten met concurrerende prijzen aanbieden.

5 voordelen van een optical encoder

1. Erg nauwkeurigMet een resolutie tot 1,2 nm zijn optical encoders één van meest nauwkeurige meetsystemen op het gebied van positioneren.
2. Kleine bouwvormDoor de kleine bouwvorm, is de optical encoder gemakkelijk te integreren in compacte machines. Zo zijn er behuizingen verkrijgbaar van 9 x 7 x 1,2 mm.
3. Hoge snelhedenDankzij zijn geavanceerde techniek, zijn optical encoders geschikt voor toepassingen met hoge snelheden. Van 3 meter per seconde bij instapsystemen en 10 meter per seconde bij geavanceerde systemen.
4. Geschikt in vacuümOmdat de lichtbron van de optical encoder een VCSEL is, hebben ze minder stroom nodig waardoor ze veel minder warm worden. Dit maakt deze technologie ook geschikt voor vacuüm omgevingen.
5. Ongevoelig voor elektronische storingenZe zijn ongevoelig voor elektronische storingen van buitenaf. Optische systemen werken namelijk met een gebalanceerd A en B signaal. Als dit signaal wordt verstoord, blijven de verschillen tussen het A en B signaal in stand. Hierdoor blijft er een goed signaal over.

Wanneer gebruik je een encoder?

Voordat je een specifiek type encoder selecteert, is het belangrijk om te weten wat een encoder doet. Met een encoder meet je posities, lengtes en verplaatsingen. Ze worden vaak gebruikt om een positie te controleren, oftewel als terugkoppel lus of feedback loop op de positionering in een besturing van motor of machine.

Afhankelijk van de eisen en omgevingsfactoren, bepaal je welk type encoder het beste past in jouw toepassing. Zo past een inductive encoder of magnetische encoder beter bij een vervuilde omgeving.

Optical encoders van Celera Motion met MicroE-technologie zijn gebouwd van materialen die geschikt zijn voor vacuüm omgevingen.

Positiecontrole in vacuüm

In vacuüm omgevingen zijn geen luchtmoleculen. Zonder luchtmoleculen, kunnen elektronica systemen hun warmte niet of moeilijk kwijt. “Voor optical encoders met een lens betekent dit dat ze te warm worden, waardoor ze snel kapotgaan. Omdat de MicroE-encoders een VCSEL bevatten, verbruiken ze minder stroom én worden ze veel minder warm. Dit maakt deze encoder geschikt voor vacuüm omgevingen”, legt Verstappen uit.

Wil je toch een systeem gebruiken die te warm wordt voor een vacuüm ruimte? Verbind het systeem met een geleidend materiaal. Dit is de enige manier om warmte te verliezen in vacuüm.

Uiterst nauwkeurig verplaatsingen meten

Een optical encoder meet verplaatsingen tot wel 1,2 nm nauwkeurig. Echter wordt de daadwerkelijke nauwkeurigheid bepaald door verschillende factoren, wat ook invloed heeft op de prijs van het systeem. Het is dus belangrijk om te weten welke mate van nauwkeurigheid jouw toepassing écht nodig heeft.

Absolute en herhaalnauwkeurigheid

Encoder systemen zijn opgebouwd uit twee factoren die de precisie van jouw meting bepalen. Namelijk absolute nauwkeurigheid en herhaalnauwkeurigheid. Bij het selecteren van een positiesensor, is het goed om te weten in welke mate deze factoren van belang zijn voor jouw toepassing.

Absolute nauwkeurigheid is de werkelijke positie in de ruimte, zonder vooraf te kalibreren of een referentiesignaal op te roepen. Bij herhaalnauwkeurigheid is er een indexsignaal aanwezig. Als de machine start, gaat de encoder altijd eerst naar dit vooraf ingestelde punt. Dat punt is altijd hetzelfde. Vervolgens worden vanaf de index alle bewegingen gemaakt.

Tolerantieveld

Zowel absolute nauwkeurigheid als herhaalnauwkeurigheid kennen gradaties in precisie. Hoe kleiner het tolerantieveld, hoe preciezer de meting. Stel de absolute nauwkeurigheid is 10 mu, en de herhaalnauwkeurigheid is 1 mu. Dan mag de encoder maximaal 1 mu afwijken van het referentiepunt. Deze marge mag 10 mu afwijken van de werkelijke (absolute) positie.

De mate van de absolute nauwkeurigheid heeft een grote invloed op de prijs van een encoder systeem. Als vooral herhaalnauwkeurigheid belangrijk is, kom je meestal uit op een betaalbaarder systeem. Vaak is een hoge herhaalnauwkeurigheid al voldoende voor een betrouwbare meting.

Materiaal liniaal

Ieder materiaal heeft een eigen uitzettingscoëfficiënt. Zo zet een metalen liniaal zich uit bij hoge temperaturen en temperatuurveranderingen. Daarentegen heeft glas geen uitzettingscoëfficiënt, waardoor een glazen liniaal betrouwbaarder is bij hogere temperaturen.

Interpoleren: een nóg lagere resolutie

Wil je een lagere resolutie? Dat kan! Door het signaal te interpoleren, kan je meer stapjes per seconden meten. Het oorspronkelijke signaal wordt in nóg kleinere stapjes opgedeeld. Hoeveel je kan interpoleren, is afhankelijk van de capaciteit van je besturing: de ingangsfrequentie moet de pulstrein wel kunnen verwerken. Zorg ervoor dat de ingangsfrequentie van de besturing hoger is dan de uitgangsfrequentie van de encoder.

Zo voorkom je een vervuilde encoder

Omdat optische systemen werken met licht, zijn stof en vuil funest voor de meetresultaten. Om vervuiling te beperken, kan je hier bij de integratie van de encoder rekening mee houden.

De Account Manager licht toe: “In het ontwerp zijn er mogelijkheden die ervoor zorgen dat het systeem minder snel vuil wordt. Zo kan je het ondersteboven monteren of onder een kapje plaatsen. Denk ook aan vingerafdrukken. In bepaalde posities zal de liniaal sneller in contact komen met vingers. Bovendien zijn optische systemen geschikt om te reinigen. Het is ook raadzaam om hier in het ontwerp ruimte voor vrij te houden.”

Hoe selecteer je de juiste optical encoder?

Onder de optical systemen, zijn er uiteenlopende varianten verkrijgbaar. Om de juiste optical encoder te selecteren, is het belangrijk om te weten welke eisen en omgevingsfactoren van belang zijn. Hierbij is het belangrijk om specifiek te zijn.

Als je bijvoorbeeld weet dat een lage resolutie voor jouw applicatie belangrijk is, wil je ook weten hoe nauwkeurig jouw systeem precies moet zijn. Én of de besturing van jouw systeem dat aan kan.

Breng samen met onze sensorexpert in kaart welke specificaties écht nodig zijn voor jouw toepassing.

In veel hightech toepassingen is gewone lucht eerder een last dan een hulp. In de halfgeleiderindustrie, precisie-instrumentatie en labautomatisering wordt daarom gewerkt in vacuümomgevingen. In deze ruimtes zijn bijna geen luchtdeeltjes meer aanwezig. Dat voorkomt vervuiling en verstoring, maar stelt ook extreme eisen aan componenten zoals sensoren die daar hun werk moeten doen. In deze blog duiken we in de wereld van sensoren in vacuüm: wat maakt meten in zo’n omgeving zo uitdagend, en welke oplossingen zijn er?

In een normale omgeving heerst een atmosferische druk die typisch zo’n 1000 millibar (of 100 kilopascal) bedraagt. Dat is de waarde die je afleest op een barometer, waarmee kenners het weer kunnen voorspellen. Voor veel (hightech) toepassingen is het noodzakelijk om in een speciale geconditioneerde vacuümomgeving te werken. Denk aan de semiconindustrie, waar het gebruikte EUV-licht door de lucht geabsorbeerd wordt. Of aan hoognauwkeurige positiemetingen, waarvoor verstoringen door luchtstromingen en turbulentie tot een absoluut minimum moeten worden beperkt.

Rondvliegende stofdeeltjes en moleculen kunnen in dat soort applicaties een vervuilende en zelfs belemmerende factor vormen die – zeker als ze beginnen op te hopen – het proces onmogelijk maakt.

Tussen de atmosferische druk en het – alleen theoretisch haalbare – perfecte vacuüm van 0 Pa zijn er heel wat gradaties. Of het nu gaat om de halfgeleiderindustrie, (medische) instrumenten, labautomatisering of nanomaterialen, elk toepassingsgebied heeft zijn eigen specifieke eisen aan hoe hoog het vacuüm moet zijn, aan welke mate van vervuiling nog toelaatbaar is en aan welke moleculen het meest kritiek zijn. Voor specialisten in vacuümtechnologie is het heel gebruikelijk om te werken met vacuümomgevingen tot zo’n 3 Pa.

Een omgeving met die miniem luchtdruk is niet eenvoudig te realiseren en stelt daarom hoge eisen aan alle objecten en materialen die je in zo’n vacuümkamer wil plaatsen. Dat geldt ook voor de gewenste sensoren. En die zijn vrijwel altijd nodig. Denk aan een druksensor om te bepalen hoe hoog het vacuüm in de kamer daadwerkelijk is, een temperatuursensor of afstandsmetingen om het proces te monitoren, of aan encoders om bewegingen in het vacuüm te kunnen reguleren. In deze blog bespreken we de uitdagingen en de oplossingen, en laten we zien welke mogelijkheden er zijn.

Sensoren in vacuümomgevingen: uitdagingen en oplossingen

Meten in vacuümomgevingen brengt unieke uitdagingen met zich mee. Materialen kunnen uitgassen, warmte kan nergens heen en niet elk component is bestand tegen het luchtledige. Toch moeten sensoren onder deze omstandigheden betrouwbaar blijven presteren. Welke uitdagingen en oplossingen kom je tegen bij sensoren in vacuümomgevingen?

Uitgassen

Een van de grote uitdagingen is dat alle materialen in een vacuüm ‘uitgassen’ (Eng: outgassing). Via verdamping of sublimatie geven ze in een vacuümomgeving kleine hoeveelheden gas af die niet of nauwelijks met een vacuümpomp kunnen worden weggezogen en dus de vacuümkamer vervuilen. Bij verontreinigingen zoals restanten vocht, kit of smeermiddel, of als verkeerde lijmen en epoxy’s worden gebruikt, is dat goed voor te stellen. Maar ook heel wat harde materialen zoals metalen of glas stoten in een vacuüm kleine hoeveelheden gas uit.

De eerste stap is vanzelfsprekend om sensoren en materialen te kiezen die zo min mogelijk last hebben van uitgassing, bijvoorbeeld omdat ze goed kunnen worden voorbehandeld. Een goede selectie is essentieel. Zo helpt het om sensorkoppen in keramiek uit te voeren. En voor pottingen is bijvoorbeeld Tra-Con Bipax een veel gebruikte materiaal. Pottingen worden gebruikt voor de afwerking van componenten en voor de opvulling van lege ruimtes in een systeem die anders lastig vacuüm getrokken kunnen worden.

De tweede stap in het minimaliseren van outgassing is om alle componenten extreem goed schoon te maken voordat ze het vacuüm ingaan. Want hoe minder vervuiling er wordt geïntroduceerd, hoe hoger het haalbare vacuümniveau wordt. Dat betekent een scherp ingericht productieproces en uiteraard gewoon heel goed poetsen met de juiste reinigingsmiddelen. Maar het gaat verder. Ook de bouwvorm van een systeem is belangrijk. Diepe hoeken of een profiel op een onderdeel kunnen handig zijn in de productie, of esthetisch interessant, maar het zijn plekken waar contaminaties zich kunnen ophopen. Denk dus altijd goed na over hoe essentieel en functioneel designkeuzes zijn want ze kunnen een vacuümomgeving beïnvloeden.

Bake-out oven

Ultra cleanliness bereik je natuurlijk door alle componenten goed voor te behandelen voordat ze de vacuümruimte ingaan. Dat kan onder meer door het uitgasproces vooraf te laten plaatsvinden in een zogenaamde bake-out oven. Door de hitte verdampen en sublimeren alle ‘losse’ deeltjes, zodat je daar geen last meer van hebt als dat component of die module later in een vacuüm wordt geplaatst. Bij Sentech hebben we een bake-out oven om onze sensormodules ultraschoon te kunnen aanleveren.

Hoe lang en bij welke temperatuur een component de bake-out oven in moet, is afhankelijk van hoe hoog de eisen zijn aan het vacuüm waar het voor is bedoeld. Er zitten wel limieten aan hoe hoog de temperatuur kan worden opgestookt. Alle sensoren hebben een maximale temperatuur waartegen ze bestand zijn. En omdat het proces ook duurder wordt als de oven langer of op hogere temperatuur aanstaat, is het zaak om steeds de juiste balans te vinden.

Steekproefsgewijs moet een productieproces worden gecontroleerd. Dat gebeurt voor deze stap aan de hand van een restgasanalyse (RGA). Omdat we niet ons eigen vlees willen keuren, laten we die extern uitvoeren door een gekwalificeerde partij. Dat soort controles is in de hele keten nodig. Als namelijk achteraf blijkt dat er ergens een foutje is gemaakt en het niveau van verontreiniging te hoog is, is het heel ingewikkeld om de root cause te achterhalen. Door continu te blijven valideren en monitoren, kunnen we eventuele problemen vroegtijdig afvangen.

Bake-out is een proces waarbij materialen worden verhit om gassen, vocht, oplosmiddelen of andere verontreinigingen te verwijderen. 

Temperatuur en koeling

Een vacuüm heeft als nadeel dat er letterlijk niets is om eventuele warmte van het proces of van de (elektronica)componenten af te voeren. Koeling aan de hand van luchtconvectie behoort dus niet tot de mogelijkheden. Dat maakt dat je goed over de temperatuurhuishouding moet nadenken. Als een systeem opwarmt, kan temperatuurdrift een sensormeting nadelig beïnvloeden; warmteontwikkeling gaat ten koste van de nauwkeurigheid. Kies daarom voor sensoren met een laag energieverbruik, zodat de opwarming minimaal is. Want ook hier geldt het cliché: voorkomen is beter dan genezen.

Als het toch echt noodzakelijk is, en het ontwerp daar ruimte voor laat, bestaat de optie om actieve koeling toe te voegen. Bijvoorbeeld door de warmte af te voeren via waterleidingen. Zo’n oplossing zorgt er wel voor dat een ontwerp gelijk een stuk complexer wordt.

Vacuümbestendige componenten

Het ligt voor de hand, maar alle componenten, elektronische onderdelen en sensoren die in een vacuümkamer worden gebruikt, moeten ook bestand zijn tegen het luchtledige. Communicatie en ervaring zijn daarbij ontzettend belangrijk, want vacuümbestendigheid is een eigenschap die over het algemeen niet in een spec sheet staat. Als modulebouwer of systeemleverancier moet je voortdurend in gesprek blijven met fabrikanten én met opdrachtgevers. Het is een ketenverantwoordelijkheid. En omdat het bovendien een vakgebied is dat zich blijft ontwikkelen, leert iedereen van elkaar en tillen toeleveranciers, specialisten en eindgebruikers de vacuümontwikkelingen als partners naar een hoger niveau.

Signaaloverdracht

Het meetsignaal van een sensor moet worden verwerkt. Zeker bij nauwkeurige metingen is het belangrijk dat ook de verwerking nauwkeurig gebeurt. Het is verstandig die processing unit buiten de vacuümkamer te plaatsen, want de benodigde elektronica genereert meer warmte dan in die omgeving wenselijk is, en neemt bovendien kostbare ruimte in beslag.

Er zijn heel wat zogenaamde feed-through-oplossingen beschikbaar die kunnen zorgen voor de signaaloverdracht van binnen naar buiten de vacuümkamer. Het maakt daarbij niet uit welke sensortechnologie wordt gekozen – optisch, inductief, capacitief. Uiteraard is het ook weer zaak om kabels te selecteren die geschikt zijn voor gebruik in vacuüm.

7 tips voor sensoren in vacuüm 

1. Kies materialen die goed te reinigen zijn en die zo min mogelijk uitgassen;
2. Pas de bouwvorm aan, zodat er geen verborgen hoeken en gaten zijn;
3. Gebruik low-powercomponenten, omdat warmteafvoer een uitdaging is;
4. Plaats de signaalverwerking buiten de vacuümkamer;
5. Maak gebruik van geschikte kabeldoorvoer voor de overgang van vacuüm- naar atmosferische omgeving;
6. Test modules onder realistische omstandigheden, zodat niemand aan het eind voor verrassingen komt te staan;
7. Werk samen met een specialist in vacuümintegratie; samen weet je meer.

Hulp bij jouw sensorintegratie in vacuüm

Sensorintegratie in vacuüm vraagt om meer dan het juiste component. Het vraagt om de juiste materiaalkeuze, een doordacht ontwerp, grondige validatie en, afhankelijk van je applicatie, de juiste sensortechnologie. Disciplines die wij bij Sentech in eigen huis hebben: van applicatieanalyse en engineering tot productie, validatie en doorlopende supply. 

Wil je sparren over sensorintegratie in jouw vacuümtoepassing? Vul het contactformulier in, dan nemen we zo snel mogelijk contact met je op.

Om onze klanten sneller te kunnen helpen, hebben we bij Sentech een belangrijke stap gezet: we voeren de bake-out van sensoren voortaan zelf uit. Bij sensoroplossingen waarvoor bake-out nodig is, verkorten we de doorlooptijd met minimaal twee weken doordat we deze processtap intern uitvoeren. 

Wat is bake-out? 

Bake-out is een proces waarbij materialen worden verhit om gassen, vocht, oplosmiddelen of andere verontreinigingen te verwijderen. Dit gebeurt in een vacuümgecontroleerde omgeving. Het doel is om deze stoffen vóór gebruik of montage uit het materiaal te verwijderen, zodat ze later geen problemen veroorzaken, bijvoorbeeld prestatieverlies of moleculaire contaminatie. 

Voor toepassingen in vacuümomgevingen, zoals de halfgeleiderindustrie, is deze reiniging belangrijk. Achtergebleven gassen kunnen niet alleen het vereiste vacuüm verstoren, maar ook reacties veroorzaken die de werking van systemen beïnvloeden of gevoelige onderdelen vervuilen. 

Reinheid op cleanroom-niveau 

Onze reinigingsprocessen voldoen aan strenge normen voor outgas rates van water (H₂O), vluchtige en niet-vluchtige koolwaterstoffen (CXHY v en CXHY nv). Daarmee behalen we hetzelfde reinheidsniveau als gerenommeerde marktstandaarden, waaronder de GSA-07-2220 ‘Grade 2: Vacuum cleanliness’ uit de semiconductormarkt. 

One-stop-shop voor sensorintegratie 

Sentech bood bake-out al langer aan als dienst voor klanten. Voorheen besteedden we dit proces uit aan externe partners. Met de komst van onze eigen bake-out oven kunnen we deze dienst in-house uitvoeren. Dat werkt veel efficiënter. We hebben niet alleen meer grip op kwaliteit en planning, maar ook verkorten we de doorlooptijd met minimaal twee weken. Zo zorgen we voor een efficiënter traject naar jouw eindproduct. 

Flexibele bake-out service 

Bij de integratie van een sensor in een applicatie, draait het om meer dan alleen de juiste sensortechnologie. Ook processen zoals bake-out zijn belangrijk om te voldoen aan de omgevingseisen van vacuümtoepassingen.  

Standaard bieden we bake-out aan als onderdeel van het totale productieproces rondom sensorintegratie in de semicon- en ruimtevaartindustrie. Heb je alleen behoefte aan een betrouwbare bake-out van losse componenten? Ook dan helpen we je graag verder! We denken mee over de juiste aanpak voor jouw situatie: welke onderdelen hebben bake-out nodig, welke parameters zijn belangrijk en hoe past dit in jouw productieproces. 

Ben je benieuwd naar de mogelijkheden voor jouw toepassing? Vul het contactformulier in en wij nemen snel contact met je op. 

ASML bestaat in 2024 40 jaar! Reden genoeg voor Bits&Chips om een ASML-special uit te brengen. Omdat Sentech al vanaf haar oprichting sensoroplossingen levert aan ASML, mag een bijdrage van ons (in co-creatie met ASML geschreven) natuurlijk niet ontbreken.

Voor verschillende sensoruitdagingen doet Mario Creemers, Component Engineer/Manager een beroep op Sentech, sinds de oprichting in 2000 een leverancier van ASML. “Ze zijn innovatief en oplossingsgericht. Voor sensorgebaseerde assemblages ben ik ze gaan beschouwen als een co-maker.”

In de loop der jaren heeft Sentech veel sensoroplossingen geleverd aan ASML. Accountmanager Peter Verstappen: “We hebben sensorassemblages gebouwd voor alle systemen, van de PAS 5500 tot de nieuwste EXE EUV-machine”.

Lees hier het volledige artikel: https://hubs.ly/Q02d9q3m0

Denk jij dat de ISO 9001-kwaliteitsnorm voldoende is om een duurzame sensoroplossing te ontwikkelen? Voor industrieën zoals Automotive gaat dit niet op. Zij gaan een stap verder en werken met IATF 16949. Ook in jouw markt zorgt deze hoge kwaliteitsnorm voor een betrouwbaar en duurzaam eindproduct. Zo’n proces pas je volledig aan op jouw kwaliteitsbehoefte. Lees in dit artikel wat IATF inhoudt en hoe je dit toepast op jouw project.

IATF 16949 is een trap hoger dan ISO 9001. Maar hoe verhouden ze zich tot elkaar? Volgens Marco Leeggangers, Operations Director bij Sentech kan je het zo vergelijken: “ISO 9001 staat gelijk aan de eredivisie, en IATF aan de Champions League”.

Kwaliteit bewaken op hoogste niveau

Bij de 9001-norm registreren bedrijven nauwkeurig hoe ze werken. Door het volgen van processen, staat het resultaat vast en bewaken zij kwaliteit. Voor de Automotive industrie is dat niet voldoende. Daar ligt de lat een stuk hoger. “Er zijn flinke eisen toegevoegd om kwaliteit nog beter te kunnen verzekeren. Zoals de manier van ontwikkelen en produceren, de werkprocessen, de ontwikkeling van je mensen en het continu verbeteren”, aldus Leeggangers.

Als je onderdelen aan de Automotive-industrie wilt leveren, moet je IATF 16949-gecertificeerd zijn. De samenwerking met DAF was voor Sentech de aanleiding om zo’n certificaat te bemachtigen. Het laatste certificaat is geldig tot 9 juli 2021. De Operations Director vertelt hoe dat ging: “Het duurde ongeveer anderhalf jaar om te voldoen aan de strenge normen van IATF. Werken volgens IATF betekent het vastleggen van je ontwikkelproces via Advanced Product Quality Planning (APQP). Zo zorgt de norm ervoor dat je via een doordacht stappenplan een product en productieproces ontwikkelt.”

Uiteindelijk gaat het om de klantvraag. “Bij de start van een samenwerking bespreek je onder andere de performance van de levering, logistieke inrichting, garantie en levensduur. Door het volgen van de processen binnen de strenge Automotive-norm, voldoen we aan die klantwensen”, aldus Leeggangers.

Hoe werkt IATF 16949?

IATF 16949 verplicht bedrijven om gebruik te maken van zogenaamde ‘core tools’. Dit zijn voorgeschreven methodes, gereedschappen en documenten die in alle ontwikkelfases terugkomen. Leeggangers legt uit hoe zo’n proces eruitziet: “De eerste fase van een sensorintegratieproject bestaat uit een haalbaarheidsonderzoek. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) is hier een onderdeel van, waarmee wij nauwkeurig risico’s in kaart brengen.”

Ook het analyseren en elimineren van risico’s vang je af met het proces. “Het proces dwingt je om vast te leggen hoe je een risico beperkt. Als een risico echt te groot is, onderzoek je of het design überhaupt haalbaar is. Zo heb je in een vroeg stadium helder of de eisen reëel zijn binnen de afgesproken kaders. Daarnaast kan je op deze manier in je productieproces, op de juiste momenten, controles inrichten”, licht de Operations Director toe.

Documenteren voor kwaliteitsgarantie

Continu monitoren staat centraal bij de Automotive-norm. Zo ook het bewaken van de verwachte levensduur. Leeggangers geeft een voorbeeld: “Als een sensoroplossing één miljoen kilometer mee moet gaan, ontwikkelen wij daar en testopstelling en -proces voor. Met die tests en checks verzamelen wij belangrijke input voor het productieproces.”

Bij het monitoren hoort ook documenteren volgens de voorwaarden van IATF. Hoewel regels, documenten en procedures vaak niet tot de favoriete bezigheid hoort van een Engineer, is het volgens Leeggangers wel erg noodzakelijk: “Naast het bedenken van een technische oplossing, moet je ook aantonen dat jouw idee overeenkomt met wat je met de klant hebt afgesproken. Hierbij speelt kwaliteit een belangrijke rol. Door het controleren van je eigen werk, zorg je ervoor dat je uiteindelijk de kwaliteit levert die de klant verwacht.”

Semicon ook geholpen met IATF

Het traject om IATF-gecertificeerd te worden was een behoorlijke investering. Zeker als je bekijkt dat Sentech in die tijd slechts één Automotive-klant had, namelijk DAF. “Toch merkten we snel dat het kwaliteitssysteem ook bij andere industrieën waarde toevoegt. Steeds vaker vragen klanten uit andere markten naar documenten en procedures. Binnen IATF is dit volledig ingebakken”, legt de Operations Director uit.

Een goed voorbeeld is de halfgeleiderindustrie, waar kwaliteit en betrouwbaarheid centraal staan. Deze bedrijven in de Semicon besteden vaak projecten uit. Voor hun partners is het daarom nóg belangrijker om aan te tonen dat ze doen wat ze beloven.

Efficiënte controles

Veel processen in de halfgeleiderwereld vinden plaats in vacuüm. Zo weet Johan van den Biggelaar, Senior Project Engineer bij Sentech, dat materialen in deze toepassingen niet mogen uitgassen: “Met de opdrachtgever maken we afspraken over hoe vaak we een uitgassingsrapport delen. Soms leggen ze vast dat we voor elk exemplaar een restgasanalyse moeten doen. Natuurlijk is dat mogelijk, daar tegenover staat wel dat de kosten hierdoor oplopen.”

Toch is een periodieke controle voldoende als je verzekert dat het proces hetzelfde blijft. “Onze sensoroplossing is vaak onderdeel van een grotere module, die ook weer wordt onderworpen aan een restgasanalyse. Doordat onze processen tot in details zijn doordacht, kiezen veel van onze klanten voor een halfjaarlijkse of jaarlijkse check”, vertelt Van den Biggelaar.

Nauwkeurig opvolgen van werkinstructies

Als er iets in het proces wijzigt, moet je dat registreren. John van Schaik, Production Engineer bij Sentech, vertelt dat een detail bij componenten voor cleanrooms van Grade 2 al gevolgen kan hebben: “Zoals bij het schoonmaken van een lijmoppervlak. Als je de voorgeschreven alcohol vervangt door aceton, kan dat later in het proces voor problemen zorgen.”

Het is ontzettend belangrijk dat productiemedewerkers de werkinstructies nauwkeurig op volgen. “Ook moeten zij bij twijfel altijd navragen. Hoe onbelangrijk het detail ook lijkt. In zo’n situatie handelen we snel en overleggen we met de klant als dat nodig is. Zo nemen we de juiste beslissing en voorkomen we fouten. Zeker bij industrieën zoals Automative en Semicon is dat van groot belang”, aldus van Schaik.

Een proces aanpassen doe je niet zomaar. De Production Engineer vertelt hoe dat gaat: “Iedere aanpassing aan het proces toets je opnieuw met een FMEA. Als er door die aanpassing nieuwe risico’s ontstaan, traceren we die op dat moment. Door de core tools van IATF leeft de waakzaamheid door onze hele organisatie.”

Kwaliteitsniveau aanpassen op jouw behoeften

Niet voor alle projecten zijn de bijzonder hoge normen van IATF essentieel. Voor veel klanten zijn de richtlijnen van ISO 9001 voldoende. Leeggangers bekent dat hij en zijn collega’s het een uitdaging vonden om daarin de juiste afweging te maken: “We willen kwaliteit leveren. Maar als we bij ieder project de enorm uitgebreide IATF-procedure volgen, zijn we voor sommige opdrachtgevers niet toegankelijk genoeg.”

Toch ligt de oplossing wel bij IATF. “Ieder project starten we met de eerste fase, namelijk de haalbaarheidsstudie. Op dat punt bepalen we welke stappen van het proces we wel en niet uitvoeren. Dit is hoe we het kwaliteitsniveau aanpassen op de behoeften van de klant”, aldus Leeggangers.

Welke 5 fases doorloop je bij een sensorintegratieproject?

Iedere sensorintegratie vraagt om een bepaalde kwaliteit. Dit leg je vast bij de start van een project. In welke markt je ook actief bent, het aanpasbare stappenplan van de kwaliteitsnorm IATF 16949 zorgt bij ieder sensorintegratieproject voor een betrouwbare en duurzame oplossing.

Het doordachte stappenplan is verdeeld in 5 fases. Naast het in kaart brengen van risico’s, dwingen deze stappen jou om de balans te vinden tussen kwaliteit, kosten en doorlooptijd. Hoe ontwikkel jij een betrouwbare sensoroplossing die naadloos aansluit bij jouw toepassing?

Doorloop in 5 fases het stappenplan van een sensorintegratieproject.

Dit artikel verscheen in Mechatronica & Machinebouw nr.4 2020 en is geschreven door Alexander Pil