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電子連接器的制造技術(shù)
2018-09-06 22:36:07
電子連接器種類繁多,但制造過(guò)程是基本相同的。一般情況霞可分為四個(gè)階段：沖壓(Stamping)、電鍍(Plating)、注塑(Molding)和組裝(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、端子）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
端子、插針沖壓完成后即應(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。插針的扭曲、碎裂或變形,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)本文所闡述的檢測(cè)技術(shù),這類質(zhì)量缺陷是很容易被檢測(cè)出來(lái)的。
然而對(duì)于多數(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)的許多質(zhì)量缺陷還屬于檢測(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)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)于其它產(chǎn)品（如鋁制罐頭底蓋或其它相對(duì)平坦的表面）是很容易被識(shí)別出來(lái)的;但由于大多數(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。
由于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)于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,但由于涂層表面的不規(guī)則角度和反射影響,照明困難的問(wèn)題依然存在。
3 注塑
電子連接器的塑料盒座在注塑階段制成。通常的工藝是將熔化的塑料注入金屬胎膜中,然后快速冷卻成形。當(dāng)熔化塑料未能完全注滿胎膜時(shí)出現(xiàn)所謂 “注塑不滿”(Short Shots), 這是注塑階段需要檢測(cè)的一種典型缺陷。 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后組裝時(shí)與插針正確接插）。由于使用背光能很方便地識(shí)別出盒座漏缺和接插孔堵塞,所以用于注塑完成后質(zhì)量檢測(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后階段是成品組裝。將電鍍好的插針與注塑盒座接插的方式有兩種：?jiǎn)为?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)于每個(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)項(xiàng)目。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)。
組裝完成后,連接器的外形尺寸在數(shù)量級(jí)上遠(yuǎn)大于單個(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內(nèi)檢測(cè)有限數(shù)目的插針質(zhì)量。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)連接器質(zhì)量是否合格。 后一種方式是PPT視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)在連接器組裝完成后通常所采用的檢測(cè)方法。
"實(shí)際位置"（True Position）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)到質(zhì)量標(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料以確定這條基準(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)。
可檢測(cè)性設(shè)計(jì)（Inspectablity）
由于制造廠商對(duì)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量并減少生產(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)品質(zhì)量的可檢測(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。