
科普:電子連接器的生產(chǎn)制造過(guò)程
電子連接器種類繁多,但制造過(guò)程基本可分為下面四個(gè)階段:·沖壓(Stamping)、電鍍(Plating)、注塑(Molding)、組裝(Assembly)。
1、沖壓
電子連接器的制造過(guò)程一般從沖壓插針開(kāi)始。通過(guò)大型高速?zèng)_壓機(jī),電子連接器(插針)由薄金屬帶沖壓而成。大卷的金屬帶一端送入沖壓機(jī)前端,另一端穿過(guò)沖壓機(jī)液壓工作臺(tái)纏入卷帶輪,由卷帶輪拉出金屬帶并卷好沖壓出成品。
2、電鍍
連接器插針沖壓完成後即應(yīng)送去電鍍工段。在此階段,連接器的電子接觸表面將鍍上各種金屬涂層。與沖壓階段相似的一類問(wèn)題,如插針的扭曲、碎裂或變形,也同樣會(huì)在沖壓好的插針?biāo)腿腚婂冊(cè)O(shè)備的過(guò)程中出現(xiàn)。通過(guò)本文所闡述的技術(shù),這類品質(zhì)缺陷是很容易被檢測(cè)出來(lái)的。
然而對(duì)於多數(shù)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)供應(yīng)商而言,電鍍過(guò)程中所出現(xiàn)的許多品質(zhì)缺陷還屬於檢測(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)到連接器插針電鍍表面上各種不一致的缺陷如細(xì)小 劃痕和針孔。盡管這些缺陷對(duì)於其他產(chǎn)品(如鋁制罐頭底蓋或其他相對(duì)平坦的表面)是很容易被識(shí) 別出來(lái)的,但由於大多數(shù)電子連接器不規(guī)則和含角度的表面設(shè)計(jì),視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)很難得到足以識(shí)別 出這些細(xì)微缺陷所需的圖像。
由於某些類型的插針需鍍上多層金屬,制造商們還希望檢測(cè)系統(tǒng)能夠分辨各種金屬涂層以便檢驗(yàn)其是否到位和比例正確。這對(duì)於使用黑白攝像頭的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是非常困難的任務(wù),因?yàn)椴煌饘偻繉拥膱D像灰度級(jí)實(shí)際上相差無(wú)幾。雖然彩色視覺(jué)系統(tǒng)的攝像頭能夠成功分辨這些不同的金屬涂層,但由於涂層表面的不規(guī)則角度和反射影響,照明困難的問(wèn)題依然存在。
3、注塑
電子連接器的塑膠盒座在注塑階段制成。通常的工藝是將熔化的塑膠注入金屬胎膜中,然後快速冷卻成形。當(dāng)熔化塑膠未能完全注滿胎膜時(shí)出現(xiàn)所謂”漏?quot; (Short shots),這是注塑階段需要檢測(cè)的一種典型缺陷。
電子連接器的塑膠盒座在注塑階段制成。通常的工藝是將熔化的塑膠注入金屬胎膜中,然後快速令卻成形。當(dāng)熔化塑膠未能完全注滿胎膜時(shí)出現(xiàn)所謂”漏?quot; (Short shots),這是注塑階段需要 檢測(cè)為一種典型缺陷。
另一些缺陷包括接插孔的填滿或部分堵塞(這些接插孔必須保持清潔暢通以 便在最後組裝時(shí)與插針正確接插)。由於使用背光能很方便地識(shí)別出盒座漏缺和接插孔堵塞,所以用於注塑完成後品質(zhì)檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單易行。
4、組裝
電子連接器制造的最後階段是成品組裝。將電鍍好的插針與注塑盒座接插的方式有兩種:單獨(dú)對(duì)插或組合對(duì)插。單獨(dú)對(duì)插是指每次接插一個(gè)插針;組合對(duì)插則一次將多個(gè)插針同時(shí)與盒座接插。不論采取哪種接插方式,制造商都要求在組裝階段檢測(cè)所有的插針是否有缺漏和定位正確;另外一類常規(guī)性的檢測(cè)任務(wù)則與連接器配合面上間距的測(cè)量有關(guān)。 和沖壓階段一樣,連接器的組裝也對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)提出了在檢測(cè)速度上的挑戰(zhàn)。
盡管大多數(shù)組裝線 節(jié)拍為每秒一到兩件,但對(duì)於每個(gè)通過(guò)攝像頭的連接器,視覺(jué)系統(tǒng)通常都需完成多個(gè)不同的檢測(cè)專案。因而檢測(cè)速度再次成為一個(gè)重要的系統(tǒng)性能指標(biāo)。組裝完成後,連接器的外形尺寸在數(shù)量級(jí)上遠(yuǎn)大於單個(gè)插針?biāo)试S的尺寸公差。這點(diǎn)也對(duì)視覺(jué)檢測(cè) 系統(tǒng)帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題。例如:某些連接器盒座的尺寸超過(guò)一英尺而擁有幾百個(gè)插針,每個(gè)插針位 置的檢測(cè)精度都必須在幾千分之一英寸的尺寸范圍內(nèi)。
顯然,在一幅圖像上無(wú)法完成一個(gè)一英尺長(zhǎng) 連接器的檢測(cè),視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)只能每次在一較小視野為檢測(cè)有限數(shù)目的插針品質(zhì)。為完成整個(gè)連接 器的檢測(cè)有兩種方式:使用多個(gè)攝像頭(使系統(tǒng)耗費(fèi)增加);或當(dāng)連接器在一個(gè)鏡頭前通過(guò)時(shí)連續(xù) 觸發(fā)相機(jī),視覺(jué)系統(tǒng)將連續(xù)攝取的單禎圖像”縫合”起來(lái),以判斷整個(gè)連接器品質(zhì)是否合格。
后一種方式是 PPT視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)在連接器組裝完成後通常所采用的檢測(cè)方法。”實(shí)際位置”(TruePpsition)的檢測(cè)是連接器組裝對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的另一要求。這個(gè)”實(shí)際位置”是指 每個(gè)插針頂端到一條規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線之間的距離。
視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)必須在檢測(cè)圖像上作出這條假想的基準(zhǔn)線以測(cè)量每個(gè)插針頂點(diǎn)的”實(shí)際位置”并判斷其是否達(dá)到品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。然而用以劃定此基準(zhǔn)線的 基準(zhǔn)點(diǎn)在實(shí)際的連接器上經(jīng)常是不可見(jiàn)的,或者有時(shí)出現(xiàn)在另外一個(gè)平面上而無(wú)法在同一鏡頭的同 一時(shí)刻內(nèi)看到。甚至在某些情況下不得不磨去連接器盒體上的塑膠以確定這條基準(zhǔn)線的位置。這里的確出現(xiàn)了一個(gè)與之相關(guān)的論題-可檢測(cè)性設(shè)計(jì)??蓹z測(cè)性設(shè)計(jì)(lnspectablity) 由於制造廠商對(duì)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)并減少生產(chǎn)成本的不斷要求,新的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)得到越來(lái) 越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)各種視覺(jué)系統(tǒng)日益普遍時(shí),人們?cè)絹?lái)越熟悉這類檢測(cè)系統(tǒng)的特性,并學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)考慮產(chǎn)品品質(zhì)的可檢測(cè)性。例如,如果希望有一條基準(zhǔn)線用以檢測(cè)”實(shí)際位置”,則應(yīng)在連接器設(shè)計(jì)上考慮到這條基準(zhǔn)線的可見(jiàn)性。
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