電子連接器的種類很多,但制造工藝基本相同。總的來說,可分為四個階段: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)由大型高速沖壓機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,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設(shè)備的過程中,銷釘會發(fā)生扭曲、碎裂或變形。本文所述的檢測技術(shù)可以很容易地檢測出這類質(zhì)量缺陷。
然而,對于大多數(shù)機器視覺系統(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系統(tǒng)的“禁區(qū)”。電子連接器制造商希望檢測系統(tǒng)能夠檢測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。雖然這些缺陷對于其他產(chǎn)品如鋁罐底或其他相對平坦的表面很容易識別。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,視覺檢測系統(tǒng)很難獲得識別這些細(xì)微缺陷所需的圖像。
由于某些類型的引腳涂有多層金屬,制造商還希望檢測系統(tǒng)能夠區(qū)分各種金屬涂層,以驗證它們的存在和比例。對于使用單色相機的視覺系統(tǒng)來說,這是一個非常困難的任務(wù),因為對于不同的鍍層,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,這是一個典型的缺陷,需要在注塑階段檢測。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別箱座的泄漏和插座的堵塞,因此用于注塑后質(zhì)量檢測的機器視覺系統(tǒng)相對簡單,易于實現(xiàn)。
4組裝。
電子連接器制造的最后一個階段是成品組裝。有兩種方法將電鍍銷連接到注塑箱座:單插銷或組合插銷。單次配合是指一次插入一個針腳。組合配合是將多個插腳同時連接到盒座上。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)與測量連接器配合面上的間隙有關(guān)。
與沖壓臺一樣,連接器的裝配也對自動檢測系統(tǒng)的檢測速度提出了挑戰(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的每個連接器完成幾種不同的檢測。因此,檢測速度再次成為系統(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數(shù)量級。這也給視覺檢測系統(tǒng)帶來了另一個問題。例如:一些連接器盒的尺寸超過一英尺,并有數(shù)百個引腳。每個引腳位置的檢測精度必須在千分之幾英寸之內(nèi)。顯然,一個一英尺長的連接器的檢測無法在一張圖像上完成,視覺檢測系統(tǒng)每次只能在一個小視野中檢測數(shù)量有限的引腳的質(zhì)量。有兩種方法可以完成整個連接器的檢查:使用多個攝像頭(增加系統(tǒng)成本)。或者當(dāng)連接器經(jīng)過鏡頭前時,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”,以判斷整個連接器的品質(zhì)是否合格。后一種方法是PPT視覺檢測系統(tǒng)在連接器組裝完成后通常采用的檢測方法。
“真位置”的檢測是對連接器總成檢測系統(tǒng)的另一個要求。這個“實際位置”指的是每個銷的尖端和指定的設(shè)計參考線之間的距離。視覺檢測系統(tǒng)必須在檢測圖像上繪制這一假想的基線,以測量每個引腳頂點的“實際位置”,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往往在實際的連接器上不可見,或者有時出現(xiàn)在另一個平面上,不能在同一個鏡頭中的同一時刻看到。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。這里確實出現(xiàn)了一個相關(guān)的話題--可探測性設(shè)計。
可檢測性設(shè)計(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,人們越來越熟悉這類檢測系統(tǒng)的特點,并學(xué)會在設(shè)計新產(chǎn)品時考慮產(chǎn)品質(zhì)量的可檢測性。例如,如果希望有一個參考線來檢測“實際位置”,則應(yīng)在連接器設(shè)計中考慮該參考線的可見性。
審核編輯?黃宇
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