Produktionsprozess von Push-Pull-Steckverbindern? | MOCO-Steckverbinder

1. Stempeln

Die Herstellung von elektronischen Steckverbindern beginnt in der Regel mit dem Stanzen der Stifte. Diese werden aus dünnen Metallstreifen mithilfe großer, schneller Stanzmaschinen ausgestanzt. Ein Ende der großen Metallstreifenrolle wird an den vorderen Teil der Stanzmaschine geführt, das andere Ende durchläuft den hydraulischen Arbeitstisch und wird auf die Aufwickelrolle aufgewickelt.

2. Galvanisierung

Nach dem Stanzen der Steckerstifte werden diese zur Galvanisierung weitergeleitet. Dort werden die elektrischen Kontaktflächen der Stecker mit verschiedenen Metallbeschichtungen versehen. Ähnliche Probleme wie beim Stanzen, beispielsweise verdrehte, abgebrochene oder verformte Stifte, treten auch beim Galvanisieren auf. Solche Qualitätsmängel lassen sich mit den in diesem Artikel beschriebenen Verfahren leicht erkennen.

Für die meisten Anbieter von Bildverarbeitungssystemen gehören viele Qualitätsmängel im Galvanisierungsprozess jedoch nach wie vor zum Erfassungsbereich des Inspektionssystems. Hersteller von elektronischen Steckverbindern benötigten Inspektionssysteme, die eine Vielzahl von unregelmäßigen Defekten wie feine Kratzer und Nadellöcher auf der Oberfläche der Steckverbinderstifte erkennen können. Während diese Defekte bei anderen Produkten (z. B. Aluminiumdosenböden oder anderen relativ flachen Oberflächen) leicht zu identifizieren sind, ist die visuelle Inspektion aufgrund der unregelmäßigen und schrägen Oberflächenstruktur der meisten elektronischen Steckverbinder schwierig. Es ist schwierig, ausreichende Bilder für die Erkennung dieser subtilen Defekte zu erhalten.

Da bestimmte Stifttypen mit mehreren Metallschichten überzogen sind, benötigen Hersteller ein Inspektionssystem, das die verschiedenen Metallbeschichtungen unterscheiden kann, um deren Vorhandensein und Anteile zu überprüfen. Dies stellt für ein Bildverarbeitungssystem mit Monochromkamera eine große Herausforderung dar, da die Graustufen des Bildes für unterschiedliche Metallbeschichtungen praktisch identisch sind. Obwohl die Kamera eines Farbbildverarbeitungssystems diese unterschiedlichen Metallbeschichtungen erfolgreich unterscheiden kann, bestehen weiterhin Probleme mit der Beleuchtung aufgrund unregelmäßiger Winkel und Reflexionen auf der Beschichtungsoberfläche.

3. Spritzgießen

Der Kunststoff-Gehäusesitz des elektronischen Steckverbinders wird im Spritzgussverfahren hergestellt. Üblicherweise wird dabei geschmolzener Kunststoff in die Metallfolie eingespritzt und anschließend schnell abgekühlt. Eine sogenannte „Leckage“ tritt auf, wenn der geschmolzene Kunststoff die Form nicht vollständig ausfüllt. Dies ist ein typischer Fehler, der während des Spritzgussverfahrens erkannt werden muss. Weitere Fehler sind gefüllte oder teilweise verstopfte Buchsen (diese Buchsen müssen sauber und frei sein, um bei der Endmontage ein einwandfreies Einpassen der Pins zu gewährleisten). Da die Hintergrundbeleuchtung die Leckage des Gehäusesitzes und die Verstopfung der Buchse leicht erkennen lässt, ist das für die Qualitätskontrolle nach dem Spritzguss eingesetzte Bildverarbeitungssystem relativ einfach und leicht zu implementieren.

4. Montage

Der letzte Schritt in der Fertigung elektronischer Steckverbinder ist die Endmontage. Es gibt zwei Möglichkeiten, die galvanisierten Pins mit dem spritzgegossenen Gehäuse zu verbinden: Einzelsteckung oder kombinierte Steckung. Bei der Einzelsteckung wird jeweils ein Pin eingesetzt; bei der kombinierten Steckung werden mehrere Pins gleichzeitig mit dem Gehäuse verbunden. Unabhängig vom gewählten Steckverfahren muss der Hersteller während der Montage prüfen, ob alle Pins vorhanden und korrekt positioniert sind. Eine weitere routinemäßige Prüfmaßnahme ist die Messung des Abstands auf der Steckfläche des Steckverbinders.

Ähnlich wie beim Stanzvorgang stellt auch die Montage des Steckverbinders eine Herausforderung für das automatische Inspektionssystem hinsichtlich der Inspektionsgeschwindigkeit dar. Während die meisten Montagelinien ein bis zwei Teile pro Sekunde verarbeiten, müssen Bildverarbeitungssysteme oft mehrere verschiedene Prüfungen für jeden Steckverbinder durchführen, der die Kamera passiert. Daher ist die Erkennungsgeschwindigkeit erneut zu einem wichtigen Leistungsindikator des Systems geworden.

Nach der Montage sind die Außenabmessungen des Steckverbinders um Größenordnungen größer als die zulässige Toleranz für einen einzelnen Pin. Dies stellt das visuelle Inspektionssystem vor ein weiteres Problem. Beispielsweise sind manche Steckverbinderkästen über 30 cm lang und enthalten Hunderte von Pins. Die Genauigkeit der Pin-Positionserkennung muss im Bereich von wenigen Tausendstel Zoll liegen. Offensichtlich lässt sich ein 30 cm langer Steckverbinder nicht mit einem einzigen Bild erfassen, und das visuelle Inspektionssystem kann jeweils nur die Qualität einer begrenzten Anzahl von Pins in einem kleinen Sichtfeld prüfen. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Prüfung des gesamten Steckverbinders durchzuführen: den Einsatz mehrerer Kameras (was die Systemkosten erhöht) oder die kontinuierliche Auslösung der Kamera, sobald der Steckverbinder vor der Linse vorbeifährt. Das Bildverarbeitungssystem setzt die fortlaufend aufgenommenen Einzelbilder dann zu einem Gesamtbild zusammen, um die Qualität des gesamten Steckverbinders zu beurteilen. Letztere Methode wird üblicherweise vom PPT-Sichtinspektionssystem nach der Steckverbindermontage angewendet.

Die Erfassung der tatsächlichen Position ist eine weitere Anforderung an das Prüfsystem für die Steckverbindermontage. Diese tatsächliche Position ist der Abstand der Stiftspitze zu einer festgelegten Referenzlinie. Bildverarbeitungssysteme müssen diese gedachte Basislinie im Prüfbild einzeichnen, um die tatsächliche Position jeder Stiftspitze zu messen und festzustellen, ob sie den Qualitätsstandards entspricht. Der Referenzpunkt, der zur Abgrenzung dieser Referenzlinie verwendet wird, ist jedoch oft nicht am Steckverbinder selbst sichtbar oder liegt auf einer anderen Ebene und ist daher nicht gleichzeitig in derselben Aufnahme erkennbar. In manchen Fällen war es sogar notwendig, das Kunststoffgehäuse des Steckverbinders abzuschleifen, um diese Referenzlinie freizulegen.

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