淺談電子連接器的制造技術(shù)

電子連接器的種類很多，但制造工藝基本相同?？偟膩碚f，可分為四個(gè)階段：沖壓、電鍍、成型及組裝。

1沖壓。

電子連接器的制造過程一般從沖壓插針開始。電子連接器（插針、端子）由大型高速?zèng)_壓機(jī)從薄金屬條沖壓而成。大卷金屬帶的一端送至沖床的前端，另一端通過沖床的液壓工作臺(tái)，卷繞到收線輪上。

2電鍍

端子和插針沖壓完成后，應(yīng)送至電鍍工段。在此階段，連接器的電接觸表面鍍有各種金屬涂層。在將沖壓好的銷釘送入電鍍?cè)O(shè)備的過程中，銷釘會(huì)發(fā)生扭曲、碎裂或變形。本文所述的檢測(cè)技術(shù)可以很容易地檢測(cè)出這類質(zhì)量缺陷。

然而，對(duì)于大多數(shù)機(jī)器視覺系統(tǒng)供應(yīng)商來說，電鍍過程中的許多質(zhì)量缺陷仍然屬于檢測(cè)系統(tǒng)的“禁區(qū)”。電子連接器制造商希望檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)出各種不一致的缺陷，如連接器引腳電鍍表面上的細(xì)小劃痕和針孔。雖然這些缺陷對(duì)于其他產(chǎn)品如鋁罐底或其他相對(duì)平坦的表面很容易識(shí)別。但由于大多數(shù)電子連接器的不規(guī)則和有角度的表面設(shè)計(jì)，視覺檢測(cè)系統(tǒng)很難獲得識(shí)別這些細(xì)微缺陷所需的圖像。

由于某些類型的引腳涂有多層金屬，制造商還希望檢測(cè)系統(tǒng)能夠區(qū)分各種金屬涂層，以驗(yàn)證它們的存在和比例。對(duì)于使用單色相機(jī)的視覺系統(tǒng)來說，這是一個(gè)非常困難的任務(wù)，因?yàn)閷?duì)于不同的鍍層，圖像的灰度幾乎是相同的。雖然彩色視覺系統(tǒng)的攝像機(jī)可以成功地區(qū)分這些不同的金屬涂層，但由于涂層表面的不規(guī)則角度和反射效應(yīng)，仍然存在照明困難的問題。

3注塑。

用于電子連接器的塑料盒支架是在注塑階段制造的。通常的過程是將熔化的塑料注入金屬膜中，然后快速冷卻成一定形狀。所謂的“注塑不滿”（Short Shots）發(fā)生在熔融塑料未能完全填充膜時(shí)，這是一個(gè)典型的缺陷，需要在注塑階段檢測(cè)。其他缺陷包括填充或部分阻塞的插座（這些插座必須保持清潔和自由，以便在最終裝配過程中與引腳正確匹配）。由于背光可以很容易地識(shí)別箱座的泄漏和插座的堵塞，因此用于注塑后質(zhì)量檢測(cè)的機(jī)器視覺系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

4組裝。

電子連接器制造的最后一個(gè)階段是成品組裝。有兩種方法將電鍍銷連接到注塑箱座：?jiǎn)尾邃N或組合插銷。單次配合是指一次插入一個(gè)針腳。組合配合是將多個(gè)插腳同時(shí)連接到盒座上。無論采用哪種連接方式，制造商都要求在裝配階段檢測(cè)所有引腳是否缺失并正確定位。另一類例行檢查任務(wù)與測(cè)量連接器配合面上的間隙有關(guān)。

與沖壓臺(tái)一樣，連接器的裝配也對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)速度提出了挑戰(zhàn)。雖然大多數(shù)裝配線的速度為每秒1至2件，但視覺系統(tǒng)通常必須為通過相機(jī)的每個(gè)連接器完成幾種不同的檢測(cè)。因此，檢測(cè)速度再次成為系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。

組裝后，連接器的外部尺寸比單針允許的尺寸公差大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這也給視覺檢測(cè)系統(tǒng)帶來了另一個(gè)問題。例如：一些連接器盒的尺寸超過一英尺，并有數(shù)百個(gè)引腳。每個(gè)引腳位置的檢測(cè)精度必須在千分之幾英寸之內(nèi)。顯然，一個(gè)一英尺長(zhǎng)的連接器的檢測(cè)無法在一張圖像上完成，視覺檢測(cè)系統(tǒng)每次只能在一個(gè)小視野中檢測(cè)數(shù)量有限的引腳的質(zhì)量。有兩種方法可以完成整個(gè)連接器的檢查：使用多個(gè)攝像頭（增加系統(tǒng)成本）?；蛘弋?dāng)連接器經(jīng)過鏡頭前時(shí)，攝像頭不斷被觸發(fā)，視覺系統(tǒng)將連續(xù)捕捉到的單幀圖像“縫合”，以判斷整個(gè)連接器的品質(zhì)是否合格。后一種方法是PPT視覺檢測(cè)系統(tǒng)在連接器組裝完成后通常采用的檢測(cè)方法。

“真位置”的檢測(cè)是對(duì)連接器總成檢測(cè)系統(tǒng)的另一個(gè)要求。這個(gè)“實(shí)際位置”指的是每個(gè)銷的尖端和指定的設(shè)計(jì)參考線之間的距離。視覺檢測(cè)系統(tǒng)必須在檢測(cè)圖像上繪制這一假想的基線，以測(cè)量每個(gè)引腳頂點(diǎn)的“實(shí)際位置”，并確定其是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。然而，用來劃定這條參考線的參考點(diǎn)往往在實(shí)際的連接器上不可見，或者有時(shí)出現(xiàn)在另一個(gè)平面上，不能在同一個(gè)鏡頭中的同一時(shí)刻看到。在某些情況下，甚至需要磨掉連接器外殼上的塑料，以確定該參考線的位置。這里確實(shí)出現(xiàn)了一個(gè)相關(guān)的話題--可探測(cè)性設(shè)計(jì)。

可檢測(cè)性設(shè)計(jì)（可檢查性）。

由于制造商不斷要求提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，新型機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)各種視覺系統(tǒng)越來越普遍時(shí)，人們?cè)絹碓绞煜み@類檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)考慮產(chǎn)品質(zhì)量的可檢測(cè)性。例如，如果希望有一個(gè)參考線來檢測(cè)“實(shí)際位置”，則應(yīng)在連接器設(shè)計(jì)中考慮該參考線的可見性。

審核編輯?黃宇