电子连接器的制造过程是怎样的?

电子连接器种类繁多,但制造工艺基本一致,一般分为以下四个阶段:



一是冲压(Stamping)。


电子连接器的制造过程通常从冲压插头开始。通过大型高速冲压机,电子连接器(插头)由薄金属带冲压而成。大卷金属带的一端送到冲压机的前端,另一端通过冲压机的液压工作台缠绕在卷轮上,卷轮拉出金属带,卷出成品。


二是电镀(Plating)。


连接器插头冲压完成后,应送至电镀阶段。在这个阶段,连接器的电子接触表面将镀上各种金属涂层。类似于冲压阶段的问题,如插头的扭曲、破碎或变形,也会在冲压插头送入电镀设备的过程中出现。通过本文阐述的技术,这种质量缺陷很容易被检测出来。


但是,对于大多数机器视觉系统供应商来说,电镀过程中的许多质量缺陷仍然属于检测系统的“禁区”。电子连接器制造商希望检测系统能够检测到连接器插入电镀表面的各种不一致的缺陷,如小划痕和针孔。虽然这些缺陷很容易被识别出来,因为其他产品(如铝罐底盖或其他相对平坦的表面),但是由于大多数电子连接器的不规则和角度表面设计,视觉检测系统很难识别这些细微缺陷所需的图像。


因为某些类型的插针需要镀上多层金属,制造商也希望检测系统能够区分各种金属涂层,以检测其是否到位,比例是否正确。对使用黑白相机的视觉系统来说,这是一项非常困难的任务,因为不同金属涂层的图像灰度等级实际上差别不大。尽管彩色视觉系统的摄像机能成功地区分这些不同的金属涂层,但是由于涂层表面的不规则角度和反射作用,仍然存在着照明困难的问题。


三是注塑(Molding)。


电子连接器的塑料箱座是在注射阶段制作的。通常的技术是将熔融的塑料注入金属胎膜中,迅速冷却成形。熔融塑料未能完全注入胎膜时,会发生所谓的“泄漏”(ShortShots),这是注射阶段需要检查的典型缺陷。其他缺陷包括插入孔的填充和部分堵塞(这些插入孔必须保持清洁,最后组装时必须正确插入插入针)。使用背光可以简单地识别箱座的泄漏和插入孔的堵塞,因此注射完成后进行质量检查的机械视觉系统比较简单。


四是组装(Assembly)


电子连接器制造的最后阶段是成品组装。电镀插头和注塑盒插头有两种连接方式:单独插头或组合插头。单独插头是指每次插入一个插头;组合插头一次将多个插头同时插入盒座。无论采用哪种连接方式,制造商都需要在组装阶段检查所有插头是否有缺陷,定位是否正确;另一种常规检测任务与连接器配合面间距的测量有关。


就像冲压阶段一样,连接器的装配也给自动检测系统带来了检测速度的挑战。虽然大部分装配线的节拍是每秒一到两个,但是对于每一个通过摄像头的连接器,视觉系统通常需要完成多个不同的检测项目。因此,检测速度再次成为系统性能的重要指标。


装配完成后,连接器的外形尺寸在数量级上远远大于单个插头允许的尺寸公差。这也给视觉检测系统带来了另一个问题。例如,一些连接器盒座的尺寸超过1英尺,并且有数百个插头,每个插头位置的检测精度必须在几千分之一英寸的尺寸范围内。显然,一个图像不能完成一英尺长的连接器的检测,视觉检测系统只能每次在较小的视野中检测有限数量的插头质量。有两种方法可以完成整个连接器的检测:使用多个摄像头(增加系统成本);或者当连接器在一个镜头前通过时,连续触发相机,视觉系统会“缝合”连续摄图像,以判断整个连接器的质量是否合格。后者是PT视觉检测系统在连接器装配完成后通常采用的检测方法。


“实际位置”(TruePosition)的检测是连接器组装对检测系统的另一个要求。这个“实际位置”是指从每个插头顶部到指定设计基准线之间的距离。视觉检测系统必须在检测图像上制作这个假设的基准线,以测量每个插头顶部的“实际位置”,并判断它是否达到质量标准。然而,在实际连接器上,用于识别该基准线的基准点往往是不可见的,或者有时出现在另一个平面上,不能在同一个镜头的同一时刻看到。在某些情况下,连接器盒上的塑料必须磨掉,以确定该基准线的位置。这里确实出现了一个相关的话题—可检测设计。


由于制造商不断要求提高生产效率和产品质量,降低生产成本,新的机器视觉系统得到了越来越广泛的应用。随着各种视觉系统的日益普及,人们越来越熟悉这种检测系统的特点,学会了在设计新产品时考虑产品质量的可检测性。例如,如果你想要一条基准线来检测“实际位置”,你应该在连接器设计中考虑这条基准线的可见性。