電子連接器種類繁多,但製造過(guò)程是基本相同的。一般(bān)情況霞可分為四個階段:衝壓(Stamping)、電鍍(dù)(Plating)、注塑(Molding)和組裝(Assembly)。
1、衝壓
電子連接器的製造過程一(yī)般(bān)從衝壓插針開始。通過大型高速衝壓機,電子連接器(qì)(插針、端子)由薄金屬帶衝壓而成。大卷的金屬帶一端送入衝壓機前端,另一端穿過(guò)衝壓機液(yè)壓(yā)工作台纏入卷(juàn)帶(dài)輪,由(yóu)卷帶輪拉出金屬帶並卷好衝壓出成品。
2、電鍍(dù)
端子、插針衝壓完成後即應送去電鍍工段(duàn)。在此階(jiē)段,連接(jiē)器的電(diàn)子接(jiē)觸表麵將鍍上各種金屬塗層。插針的扭曲、碎裂或變形,在(zài)衝壓好的插針送入電鍍設備的過程中(zhōng)出現。通過本文所闡述的檢測技(jì)術,這類質量缺陷是很容易被檢測出來(lái)的。
然而對於多數機器視覺係統供應商而言,電鍍過(guò)程中所出現的許多質(zhì)量缺陷還屬於檢測係統的禁(jìn)區。電子連接器製造商希望檢(jiǎn)測係統能夠檢(jiǎn)測到連(lián)接器插針(zhēn)電鍍表(biǎo)麵上各種不(bú)一致的缺陷如細小劃痕和針孔(kǒng)。盡管這些缺(quē)陷對於其它(tā)產品(如鋁製罐頭底蓋或其它相對平坦的表麵)是很容易被識別出來的;但由(yóu)於大多數電子連接器不規則和含角度的表麵設計,視覺檢測係(xì)統很難得(dé)到足以識別出這些(xiē)細微缺陷所需的圖像。
由於(yú)某些類型的插針需(xū)鍍上多層金屬,製造商們還希望檢(jiǎn)測係統能夠分辨各種金屬塗層以便檢驗其是否到位(wèi)和比例正確。這對於(yú)使用黑白攝像(xiàng)頭的視覺係統(tǒng)來說是非常(cháng)困難的任(rèn)務,因為(wéi)不同金(jīn)屬塗層的圖像灰度級實際上相差無幾(jǐ)。雖然彩色視覺係統的攝像(xiàng)頭能夠(gòu)成功分辨這些不同的金屬塗層,但由於塗層表麵的不(bú)規則角度和(hé)反射影響,照明困難(nán)的問題依然存在。
3、注塑
電子連接器的塑料盒座在注塑階段製成。通常的工藝是將熔化的塑料注入金屬胎膜中,然後快速冷(lěng)卻成形。當熔化塑料未能完(wán)全注滿胎膜時(shí)出現所謂 “注(zhù)塑(sù)不滿”(Short Shots), 這是注塑階段需要(yào)檢(jiǎn)測的一種典型缺陷(xiàn)。 另一些缺陷包括接插孔的填滿或部分堵塞(這些(xiē)接插孔必須保(bǎo)持清潔暢通以便在最後組裝時與(yǔ)插針正確接插)。由於使用背光(guāng)能很方便地識別出盒座(zuò)漏缺和接插孔堵(dǔ)塞,所以用於注塑完成後質量檢測的機器視覺係統相對簡單易行。
4、組裝
電子連接器製造的最後階段是成品組裝。將電(diàn)鍍好的插針與注塑盒座接插的方式有兩種:單獨對插或(huò)組合(hé)對插。單獨對插是指每次接插一個插針;組合(hé)對插則一次將多個插針同時(shí)與盒座接插。不論采取哪種接插方式(shì),製造商都要求在組裝階段檢測所有的插針是否有缺漏和(hé)定位正確;另外一類常規性的(de)檢測任務則與連接器配合麵(miàn)上(shàng)間距的測量有關。
和衝壓階段一樣,連接器的組裝也對自動檢測係統提(tí)出了在檢測速度上的挑戰。盡管大多數組裝(zhuāng)線節拍為每秒一到兩件,但對於(yú)每個(gè)通過(guò)攝像頭的連(lián)接器,視覺係統通常都需完成多個不同的檢測項目(mù)。因而檢(jiǎn)測速度再次成為一個重要的係統性(xìng)能(néng)指標。
組裝完成後,連接器的外形尺寸在數量級上遠大於單個插針所允(yǔn)許的尺寸公差。這點(diǎn)也對(duì)視覺檢測係統帶來了另一個問題。例如:某(mǒu)些連接器(qì)盒座的尺寸超過一英尺 而擁(yōng)有幾百個插針(zhēn),每(měi)個插針位置的檢測精度都必須在幾千分之一英寸的尺(chǐ)寸範圍內。顯然,在一幅圖像上無法(fǎ)完成(chéng)一個一英尺長連接器的檢測,視(shì)覺檢測係統隻能(néng)每次在一較小視野內檢測有(yǒu)限數目(mù)的插針質量。為完成整個連接器的檢測有兩種方式:使用多個攝像頭(使係統耗費增加);或當連接器在一個鏡頭前通過時連續觸發相機,視覺係統將連續攝(shè)取的單禎圖像縫合起來,以判斷整個連接器質量是否合格。 後一(yī)種方式是PPT視覺檢測(cè)係統在連接器組裝完成後通常所采用的檢測方法。
實際位置(True Position)的檢測是連接器(qì)組(zǔ)裝對檢(jiǎn)測係統的另一(yī)要求。這個實際位置是指每個插針頂端到一(yī)條規定的設計基準線之間的距離。視覺檢(jiǎn)測係(xì)統必(bì)須(xū)在檢測圖像上作出這條假想的基準線以測量每個插針頂點的實際位置並判斷其是否達到質量標準。然而用(yòng)以劃定此(cǐ)基準線(xiàn)的基準點在實際的連接器(qì)上經常是不可(kě)見(jiàn) 的,或者有時出現在另外一個平麵上而無法在同(tóng)一鏡頭的(de)同一時刻內看到。甚至在某些(xiē)情況下不得不磨去連接器盒體上的塑料以確定這條基準線的(de)位(wèi)置(zhì)。這裏的確出現了一個與之相關的論(lùn)題——可(kě)檢測性設計。
可檢測性設計(Inspectablity)
由於製造廠(chǎng)商對提高生產效率和產品質量(liàng)並減少生(shēng)產成(chéng)本的不斷要求,新的機器(qì)視覺係統(tǒng)得到越來越廣泛的應用。當各(gè)種視覺係統日益普遍(biàn)時,人們越來越熟悉這(zhè)類檢測係統的特性,並學會了在設計新(xīn)產品時考慮產品質量的可檢測性。例如,如(rú)果希望有一條基(jī)準線用以檢測實際位置,則(zé)應在連接器設計上考慮到這條(tiáo)基準線的可見(jiàn)性。
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