Fremdcodes in der Elektronikfertigung lesen: Wareneingang, Lieferantenetiketten und schwankende Codequalität

Am Wareneingang eines Elektronikwerks steht fast nie ein Code, den das Werk selbst aufgebracht hat. Die Leiterplatte kommt vom Bestücker, der Nutzen vom Leiterplattenhersteller, das Etikett auf der SMD-Rolle folgt der Vorgabe eines Endkunden, und die Umverpackung trägt den Barcode eines Dritten. Gelesen werden muss trotzdem jeder davon, meist an einer Station, deren Geometrie längst feststeht. Dieser Leitfaden beschreibt, wie eine Lesestation für fremd erzeugte Codes ausgelegt wird: wie stark die Codeausführung zwischen Lieferanten und Losen schwankt, welcher Teil des Problems optisch und welcher inhaltlich ist, wie sich ein grenzwertiger Code mit einer Zahl belegen lässt und wie am Ende nur der Inhalt die Station verlässt, den die Fertigung wirklich braucht.

Wichtige Punkte im Überblick

Am Wareneingang eines Elektronikwerks steht fast nie ein Code, den das Werk selbst aufgebracht hat, und weil Kontrast, Zellgröße und Ruhezone bei einem Lieferanten oder einem Endkunden festgelegt wurden, wird die Lesestation nach dem schlechtesten dokumentierten Los ausgelegt und nicht nach einem sauberen Referenzmuster.
Dieselbe Baugruppe erreicht die Linie in drei Codeausführungen, gedruckt auf einem mal glänzenden und mal matten Aufkleber, dunkel gelasert auf grünem Grund und in den weißen Bestückungsdruck gelasert, und weil jede anders scheitert, fährt ein AI-Codeleser der Modellreihe SR-X mit dem Reihenwechsel mehrere hinterlegte Parameterreihen in einer Lesung nacheinander durch.
Die optische Hälfte der Aufgabe entscheidet sich an der Einbaulage: in dokumentierten Anwendungen standen 50 bis 700 mm Arbeitsabstand und in einem Fall nur 120 mm Einbautiefe zur Verfügung, und gegen die Spiegelung auf reflektierenden Platinen hat sich ein leichter Blickwinkel von 15 bis 20 Grad bewährt.
Ein Teil der schwierigen Codes war beim Aufbringen in Ordnung und wurde erst danach durch Lack, Beschichtung, Silikonverguss oder Lotpaste beschädigt, und genau dort greift der AI-Filter des Codelesers der Modellreihe SR-X auf eine Datenbank von mehr als 100.000 Bildern zurück, um beschädigte Codes noch zu erkennen.
Ein Ja oder Nein aus dem Lesegerät sagt nichts darüber, wie knapp die Entscheidung war, während der Übereinstimmungswert auf einer Skala von 1 bis 100 die verbliebene Reserve zeigt und eine Drift sichtbar macht, bevor sie zur Störung wird.

Der Code kommt von außen: was das für die Lesestation bedeutet

Wer den Code selbst erzeugt, kann an Kontrast, Zellgröße und Ruhezone drehen, bis das Lesen sicher wird. Diese Stellschraube fehlt hier vollständig. Angelieferte Platinen, Nutzen und Baugruppen bringen ihre Kennzeichnung mit, und wenn der nächste Liefertermin eine andere Codeausführung bringt, muss die Station das ohne Eingriff verkraften.

Daraus folgt eine Auslegungsregel, die in den Projekten immer wieder den Ausschlag gibt: Nicht das saubere Referenzmuster entscheidet über den Leser, sondern das schlechteste Los, das die Fertigung bisher gesehen hat. Ein Lesetest an frisch produzierten Vorzeigeteilen beantwortet eine Frage, die im Betrieb nie gestellt wird. Sammeln Sie deshalb vor der Auswahl die Teile ein, an denen die vorhandene Technik gescheitert ist, und testen Sie in der Einbaulage, die die Anlage tatsächlich hergibt.

Der andere Fall, das Rücklesen einer frisch gelaserten Leiterplatten-DMC direkt hinter der eigenen Markierzelle, folgt anderen Regeln und ist im Beitrag „Gelaserte DMC auf Leiterplatten zuverlässig lesen: Kontrast, Zellgröße, Leseabstand" beschrieben.

Ein Bauteil, drei Codeausführungen: Aufkleber, gelasert, in den Bestückungsdruck gelasert

Wie groß die Schwankung wird, zeigt ein dokumentierter Fall aus der Leiterplattenmontage. Dieselbe Baugruppe erreicht die Linie in drei Varianten, je nachdem, welcher Lieferant sie gefertigt hat. Erstens als Data-Matrix-Code, der auf einen weißen Aufkleber gedruckt ist, und dieser Aufkleber ist mal glänzend und mal matt. Zweitens als gelaserter Code auf einer freien Fläche der Platine, also dunkel auf grünem Grund. Drittens als Code, der in den weißen Bestückungsdruck gelasert wurde und dort verhältnismäßig tiefe Vertiefungen hinterlässt.

Jede Variante scheitert anders. Der glänzende Aufkleber wirft das Licht der Beleuchtung zurück, der gelaserte Code auf Grün liefert wenig Kontrast, und die Vertiefungen im Bestückungsdruck werden ausgerechnet dann unlesbar, wenn schräg gelesen wird, weil die Zellen sich gegenseitig verschatten. Eine Station, die nur eine dieser drei Varianten beherrscht, meldet in der vierten Lieferwoche Ausschuss. Der kompakte Codeleser der Modellreihe SR-X ist in diesen Fällen das Arbeitspferd, weil sich mehrere Parameterreihen hinterlegen lassen, die der Reihenwechsel innerhalb einer Lesung nacheinander durchfährt, statt für jede Lieferantenvariante eine eigene Station zu bauen.

Wareneingang, erste Station oder Prüfplatz: wo gelesen wird

Drei Orte kommen in Frage, und sie schließen sich nicht aus. Am Wareneingang wird gebucht, was ins Haus kommt, häufig noch gegen einen Laufzettel, der später abgetippt wird. An der ersten Station der Linie wird die Identität in die Prozessdaten übernommen, bevor der erste Arbeitsschritt läuft. Am Prüfplatz wird geprüft, ob das richtige Teil im richtigen Auftrag liegt.

Wo eine Vorrichtung möglich ist, gehört der Leser fest an die Station. Wo Teile einzeln auf Blistern ankommen oder der Werker das Teil ohnehin in der Hand hält, bleibt das Handgerät die ehrlichere Antwort; der Beitrag „Handarbeitsplatz und mobile Erfassung in der Elektronikfertigung" behandelt diese Seite ausführlich. Für die feste Station lohnt eine kleine, oft übersehene Einstellung: Verweilt ein Teil länger im Sichtfeld, verhindert die Einstellung Doppellesung verhindern, dass derselbe Code innerhalb der eingestellten Zeit ein zweites Mal als neues Teil gebucht wird.

Glanz, Winkel und Beleuchtung: die optische Hälfte des Problems

Die Einbaulage ist selten frei wählbar. In dokumentierten Anwendungen standen zwischen 50 mm und 700 mm Arbeitsabstand zur Verfügung, in einem Fall nur 120 mm Einbautiefe, und der Blickwinkel war durch die Maschine auf etwa 45 Grad festgelegt. Auf stark reflektierenden Platinen mit inhomogenem Hintergrund hat sich in der Anwendungspraxis ein leichter Winkel von 15 bis 20 Grad als bester Kompromiss erwiesen: genug, um die direkte Spiegelung aus dem Bild zu nehmen, wenig genug, um die Zellen nicht zu verzerren.

Für den kurzen Abstand im engen Maschinenraum liest der Codeleser der Modellreihe SR-X 2D-Zellen ab 0,024 mm bei Leseabständen von 70 bis 1000 mm, mit der Variante SR-XHR ab 0,010 mm. Wandert der Code im Feld oder muss der Leser weiter zurückstehen, ist der 1D- und 2D-Codeleser der Modellreihe SR-2000 mit 0,040 mm kleinster Zelle und 100 bis 2000 mm Leseabstand die passende Klasse. Auf glänzenden Etiketten und hellen Kunststoffgehäusen hilft zusätzlich eine diffuse Beleuchtung, die das Licht flächig statt gerichtet auf die Oberfläche bringt.

Nachträglich beschichtete und verschmutzte Codes zurückgewinnen

Ein Teil der schwierigen Codes war beim Aufbringen in Ordnung. Beschädigt wurden sie danach: Leiterplatten werden nach dem Lasern lackiert oder beschichtet, DCB-Substrate laufen durch den Ofen und werden mit Silikon vergossen, Lotpaste und Prozessrückstände decken Zellen teilweise ab. Optisch bleibt ein Muster übrig, in dem einzelne Module fehlen oder verwaschen sind, während die Struktur des Codes noch erkennbar ist.

Genau dort greift der AI-Filter des Codelesers der Modellreihe SR-X. Beim Lesen von QR- und DataMatrix-Codes greift er auf eine Datenbank von mehr als 100.000 Bildern zurück und erkennt darüber beschädigte Codes, etwa bei rauer Oberfläche, ungleichmäßiger Zellfarbe, Verschmutzung und Beschädigung. Die Dekodierzeit steigt dabei, das gehört vor der Inbetriebnahme gegen die Taktzeit geprüft. In realen Projekten war das der Punkt, an dem eine bestehende Anlage ohne mechanischen Umbau wieder auf eine brauchbare Leserate kam. Muss neben dem Code zusätzlich Klarschrift erfasst werden, etwa eine Losnummer neben dem DMC, ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS mit AI-OCR der dokumentierte Weg.

Grenzwertige Codes bewerten: Übereinstimmungswert, Leserate und Bewertungsgrundlage

Ein Ja oder Nein aus dem Lesegerät sagt nichts darüber, wie knapp die Entscheidung war. Der Codeleser der Modellreihe SR-X und der Codeleser der Modellreihe SR-2000 geben zum Inhalt einen Übereinstimmungswert auf einer Skala von 1 bis 100 aus. In der Anwendungspraxis kommen Stationen vor, die bei Werten unter zehn Punkten noch lesen, aber ohne jede Reserve: Das nächste Los mit etwas mehr Streuung steht dann still. Wer diesen Wert je Teil mitschreibt, sieht eine Drift, bevor sie zur Störung wird.

Manche Kunden rechnen zusätzlich mit PPC, also mit der Zahl der Bildpunkte je Codezelle. Der Wert wird im Lesetest der Modellreihe SR-X als Näherung aus den Bilddaten angezeigt; er beschreibt die Auslegung der Station und ist keine Leistungsangabe des Geräts. In den Projekten tauchen Werte um 1,9 bis 2,6 als Arbeitsgröße auf. Praktisch nützlich ist außerdem ein bewusst kurzes Timeout beim Dekodieren, denn nach dessen Ablauf beginnt der nächste Lesevorgang, statt dass ein hoffnungsloser Code den Takt blockiert. Sollen viele Codes zugleich bewertet werden, liefert der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 pro Code Eckkoordinaten und Leserate, was den Blick von der Einzelqualität auf die Verteilung über den Nutzen verschiebt. Für die normgerechte Bewertung gilt: direktmarkierte Codes werden nach ISO/IEC TR 29158 beurteilt, gedruckte Codes und Etiketten nach ISO/IEC 15415, lineare Codes nach ISO/IEC 15416.

Codeinhalt filtern: nur weitergeben, was gebraucht wird

Auf angelieferten Kartons und Baugruppen stehen oft mehrere Codes nebeneinander, interne Codes des Lieferanten und der Code, den der eigene Kunde vorgeschrieben hat. Für die Buchung ist nur einer davon richtig. Statt die Trennung nachgelagert in der Software zu bauen, lässt sich der Leser selbst per Skript so einrichten, dass er interne Inhalte anhand fester Merkmale erkennt und zurückhält und mehrere Nutzinhalte durch ein definiertes Trennzeichen getrennt ausgibt.

Das spart eine Schnittstelle und macht die Station bei einem Produktwechsel umschaltbar, weil die Regel im Gerät liegt und nicht in einer gewachsenen Auswertung. Für die Anbindung an die Steuerung stehen neben der nativen EtherNet/IP-Schnittstelle die Kommunikationseinheiten SR-EC1 für EtherCAT und SR-PN1 für PROFINET zur Verfügung.

Fazit: das schlechteste Los als Maßstab

Eine Lesestation für Fremdcodes wird nicht nach dem Katalogwert ausgelegt, sondern nach der Streuung, die der Wareneingang tatsächlich liefert. Testen Sie an den schlechten Teilen, wählen Sie Abstand und Winkel nach der realen Einbaulage, holen Sie beschädigte Codes über den AI-Filter zurück, und schreiben Sie den Übereinstimmungswert mit, damit ein Gespräch mit dem Lieferanten auf Messwerten statt auf Eindrücken beruht. Wie sich mehrere Codes eines Nutzens in einer Lesung erfassen lassen, zeigt der Beitrag „Mehrere Codes in einem Bild". Wie Trägercode und Bauteilcode verheiraten, behandelt der Beitrag zu Werkstückträgern und Behältern, und für Kassetten, Boxen und Trays in der Halbleiterlogistik gibt es einen eigenen Beitrag.

Häufige Fragen

F Wie geht man mit Codes um, deren Qualität von Lieferung zu Lieferung schwankt?

Legen Sie die Lesestation nach dem schlechtesten dokumentierten Los aus, nicht nach einem sauberen Referenzmuster. Sammeln Sie Teile aus den Lieferungen, an denen die bisherige Technik gescheitert ist, und testen Sie in der Einbaulage, die die Anlage hergibt. Mehrere hinterlegte Parameterreihen in einem Leser fangen unterschiedliche Codeausführungen ab, ohne dass je Variante eine eigene Station nötig wird.

F Lässt sich ein Code lesen, der nachträglich lackiert oder beschichtet wurde?

Häufig ja. Der AI-Filter des Codelesers der Modellreihe SR-X greift beim Lesen von QR- und DataMatrix-Codes auf eine Datenbank von mehr als 100.000 Bildern zurück und gewinnt darüber Codes zurück, die eine klassische Aufbereitung verwirft. Sicherheit gibt nur ein Lesetest an Teilen, die den echten Prozess mit Beschichtung, Ofen und Reinigung durchlaufen haben.

F Welcher Leseabstand und welcher Winkel sind an einer Platinenstation sinnvoll?

Auf reflektierenden Leiterplatten mit inhomogenem Hintergrund hat sich in der Anwendungspraxis ein leichter Winkel von 15 bis 20 Grad bewährt, weil er die direkte Spiegelung aus dem Bild nimmt, ohne die Zellen zu verzerren. Der Abstand richtet sich nach dem Einbauraum: Der Codeleser der Modellreihe SR-X arbeitet von 70 bis 1000 mm, der Codeleser der Modellreihe SR-2000 von 100 bis 2000 mm.

F Woran erkennt man, dass ein Code zu schlecht ist und der Lieferant nachbessern muss?

Der Übereinstimmungswert von 1 bis 100, den der Codeleser der Modellreihe SR-X und der Codeleser der Modellreihe SR-2000 zum Inhalt ausgeben, macht die Reserve sichtbar: Wird noch gelesen, aber nur knapp, ist das ein Warnsignal und kein Erfolg. Für die normgerechte Bewertung gilt ISO/IEC TR 29158 für direktmarkierte Codes und ISO/IEC 15415 für gedruckte Codes und Etiketten.

F Kann der Leser interne Lieferantencodes ausblenden und nur den Kundencode ausgeben?

Ja. Der Leser lässt sich per Skript so einrichten, dass er interne Inhalte anhand fester Merkmale erkennt und unterdrückt und die gewünschten Inhalte durch ein definiertes Trennzeichen getrennt ausgibt. Damit liegt die Regel im Gerät, die Station bleibt bei einem Produktwechsel umschaltbar, und die nachgelagerte Software bekommt genau den Datensatz, den sie buchen soll.

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