プッシュプルコネクタの製造工程とは？ | MOCOコネクタ

1. スタンピング

電子コネクタの製造工程は、一般的にピンの打ち抜き加工から始まります。電子コネクタ（ピン）は、大型の高速プレス機を用いて薄い金属帯から打ち抜かれます。大きな金属帯ロールの一端はパンチングマシンの前端に送られ、他端はパンチングマシンの油圧ワークテーブルを通過して巻き取りホイールに巻き取られます。

2.電気めっき

コネクタピンは打ち抜き加工後、電気めっき工程に送られます。この工程では、コネクタの電気接触面に様々な金属コーティングが施されます。打ち抜き加工工程と同様に、ピンのねじれ、欠け、変形といった問題は、打ち抜き加工されたピンがめっき装置に投入された際にも発生します。このような品質欠陥は、本稿で紹介する技術によって容易に検出できます。

しかし、ほとんどのマシンビジョンシステムサプライヤーにとって、電気めっき工程における多くの品質欠陥は、依然として検査システムの「禁断の領域」に属しています。電子コネクタメーカーは、コネクタピンのめっき面の微細な傷やピンホールなど、様々な不均一な欠陥を検出できる検査システムを求めていました。これらの欠陥は他の製品（アルミ缶の底やその他の比較的平坦な表面など）では容易に識別できますが、ほとんどの電子コネクタの表面は不規則で角度が付いているため、目視検査システムではこれらの微細な欠陥を識別するのに十分な画像を得ることが困難です。

特定の種類のピンは多層金属コーティングが施されているため、メーカーは検査システムにおいて、それぞれの金属コーティングの有無や割合を検証するために、それぞれのコーティングを区別できることを求めています。しかし、画像のグレーレベルは金属コーティングの種類によって実質的に同じであるため、モノクロカメラを用いたビジョンシステムでは、この作業は非常に困難です。カラービジョンシステムのカメラはこれらの異なる金属コーティングを問題なく識別できますが、コーティング面の不規則な角度や反射の影響により、照明条件が悪くなるという問題が依然として存在します。

3. 射出成形

電子コネクタのプラスチック製ボックスシートは、射出成形工程で製造されます。通常の工程では、溶融プラスチックを金属フィルムに注入し、急速冷却して成形します。溶融プラスチックがソケット内部を完全に充填できない場合、いわゆる「リーク」が発生します。これは、射出成形工程で検出する必要がある典型的な欠陥です。その他の欠陥としては、レセプタクルの充填や一部閉塞などが挙げられます（これらのレセプタクルは、最終組立時にピンと正しく嵌合するために、清潔で自由な状態に保たれなければなりません）。バックライトを用いることで、ボックスシートのリークやソケットの閉塞を容易に特定できるため、射出成形後の品質検査に使用されるマシンビジョンシステムは比較的シンプルで導入が容易です。

4. 組み立て

電子コネクタ製造の最終段階は、完成品の組み立てです。電気メッキされたピンを射出成形されたボックスシートに接続する方法は、単嵌合と複合嵌合の2種類があります。単嵌合とは、一度に1本のピンを挿入することを指し、複合嵌合とは、複数のピンを同時にボックスシートに接続することを意味します。どのようなプラグイン方式を採用する場合でも、メーカーは組み立て段階ですべてのピンが欠落しているか、正しく配置されているかを検出する必要があります。また、コネクタの嵌合面における間隔の測定も、日常的な検出作業の一つです。

スタンピング工程と同様に、コネクタの組み立て工程も、検査速度の点で自動検査システムにとって課題となっています。ほとんどの組み立てラインでは1秒あたり1～2個の検査速度ですが、ビジョンシステムでは、カメラを通過するコネクタ1つにつき複数の異なる検査を実行しなければならないことがよくあります。そのため、検出速度は再び重要なシステム性能指標となっています。

組み立てが完了すると、コネクタの外形寸法は、1本のピンに許容される寸法公差を桁違いに大きくします。これは、外観検査システムに新たな問題をもたらします。例えば、コネクタボックスの中には、1フィート以上の大きさで数百本のピンを持つものがあります。各ピンの位置検出精度は、数千分の1インチ以内である必要があります。当然のことながら、1フィートの長さのコネクタの検出を1枚の画像で完了することはできず、外観検査システムは狭い視野内で限られた数のピンの品質しか毎回検出できません。コネクタ全体の検査を完了するには、複数のカメラを使用する方法（システムコストが増加）と、コネクタがレンズの前を通過する際にカメラを連続的にトリガーし、ビジョンシステムが連続的に撮影した単一フレーム画像を「つなぎ合わせる」ことで、コネクタ全体の品質が適格かどうかを判断する方法の2つがあります。後者の方法は、コネクタ組み立て完了後のPPT外観検査システムで通常採用されている検出方法です。

「実際の位置」の検出は、コネクタ組立てにおける検出システムのもう一つの要件です。この「実際の位置」とは、各ピンの先端から指定された設計基準線までの距離です。ビジョン検査システムは、検査画像上にこの仮想的な基準線を描画することで、各ピンの頂点の「実際の位置」を測定し、品質基準を満たしているかどうかを判定する必要があります。しかし、この基準線を描くために使用される基準点は、実際のコネクタ上では見えない場合が多く、場合によっては別の平面上に表示され、同じショット内で同時に確認できないこともあります。場合によっては、この基準線を見つけるために、コネクタハウジングのプラスチックを削り取る必要さえありました。

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