Ein genauerer Blick auf den Herstellungsprozess elektronischer Steckverbinder

Elektronische Steckverbinder gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, von denen jede einem einzigartigen Zweck dient. Obwohl die Optionen vielfältig sein können, bleibt der Herstellungsprozess relativ einheitlich und kann grob in vier verschiedene Phasen eingeteilt werden:

1. Stempeln:

Die Produktion elektronischer Steckverbinder beginnt typischerweise mit dem Präzisionsstanzen der Steckerstifte. Diese Stifte, die eine entscheidende Rolle bei der Verbindung spielen, werden mit Hilfe fortschrittlicher Hochgeschwindigkeits-Stanzmaschinen sorgfältig aus dünnen Metallstreifen gefertigt. Ein Ende des Metallstreifens wird sanft in das vordere Ende der Stanzmaschine eingeführt, während das andere Ende durch die hydraulische Werkbank läuft und schließlich auf ein Aufnahmerad aufgewickelt wird. Dieser Prozess zieht das Metallband effizient, stanzt nacheinander die Stifte aus und wickelt sie als fertige Produkte auf.

2. Überzug:

Nachdem die Stifte perfekt gestanzt wurden, durchlaufen sie einen kritischen Schritt – die Beschichtung. Dabei werden auf die elektrischen Kontaktflächen des Steckverbinders verschiedene Metallbeschichtungen sorgfältig aufgetragen. Es ist erwähnenswert, dass ähnliche Probleme, die während der Stanzphase auftreten, wie z. B. Stiftverzerrungen, Brüche oder Verformungen, auch auftreten können, wenn die gestanzten Stifte der Galvanisierungsanlage zugeführt werden. Glücklicherweise haben Fortschritte in der Technologie die Erkennung solcher Qualitätsmängel ermöglicht.

Für viele Anbieter von Bildverarbeitungssystemen stellen jedoch bestimmte Qualitätsmängel, die während des Beschichtungsprozesses auftreten, erhebliche Herausforderungen für die Inspektionssysteme dar. Hersteller von elektronischen Steckverbindern suchen nach Inspektionssystemen, die in der Lage sind, subtile Unregelmäßigkeiten auf den beschichteten Oberflächen von Steckverbinderstiften, wie z. B. winzige Kratzer, zu erkennen. Obwohl diese Mängel bei anderen Produkten wie Dosendeckeln aus Aluminium oder relativ flachen Oberflächen leicht erkennbar sind, stellen sie für visuelle Inspektionssysteme aufgrund der unregelmäßigen und eckigen Oberflächengestaltung, die den meisten elektronischen Steckverbindern eigen ist, eine anspruchsvolle Aufgabe dar.

3. Spritzguss:

Beim Spritzgießen steht die Herstellung von Kunststoffgehäusen für elektronische Steckverbinder im Mittelpunkt. Bei diesem Verfahren wird typischerweise geschmolzener Kunststoff in Metallformen eingespritzt und anschließend schnell abgekühlt, um die gewünschte Form zu erreichen. Zu den häufigsten Fehlern, die in dieser Phase auftreten, gehört eine unzureichende Kunststofffüllung in den Formen, die erkannt werden muss. Darüber hinaus erfordern auch Probleme wie verstopfte Steckerlöcher, die für das ordnungsgemäße Einsetzen der Stifte bei der Endmontage von entscheidender Bedeutung sind, Aufmerksamkeit. Dank der Hintergrundbeleuchtung ist die Identifizierung von Gehäuselecks und verstopften Verbindungslöchern für Bildverarbeitungssysteme, die in der Qualitätskontrolle nach dem Spritzgießen eingesetzt werden, relativ einfach.

4. Montage:

Das letzte Kapitel auf dem Weg der Herstellung elektronischer Steckverbinder ist die Montage des fertigen Produkts. Typischerweise werden zwei Methoden zum Einsetzen der galvanisierten Stifte in das spritzgegossene Gehäuse eingesetzt: Einsetzen einzelner Stifte und Batch-Einsetzen. Unabhängig von der Vorgehensweise schreiben die Hersteller die Überprüfung aller Stifte vor, um sicherzustellen, dass sie während der Montage vorhanden und korrekt positioniert sind. Zu den routinemäßigen Inspektionsaufgaben gehört auch die Messung des Abstands auf der Kontaktfläche des Steckverbinders.

Ähnlich wie die Stanzphase stellt die Steckverbindermontage Herausforderungen hinsichtlich der Prüfgeschwindigkeit für automatisierte Erkennungssysteme dar. Während die Zykluszeiten am Fließband normalerweise zwischen einem und zwei Teilen pro Sekunde liegen, müssen Bildverarbeitungssysteme mehrere unterschiedliche Inspektionsaufgaben für jeden Steckverbinder durchführen, der die Kamera passiert. Daher bleibt die Inspektionsgeschwindigkeit ein entscheidender Leistungsindikator.

Darüber hinaus besteht eine besondere Prüfanforderung bei der Steckverbindermontage in der Überprüfung der „wahren Position“ – dem Abstand von der Spitze jedes Stifts zu einer festgelegten Design-Basislinie. Optische Inspektionssysteme müssen diese imaginäre Basislinie im Inspektionsbild erstellen, um die „wahre Position“ jeder Stiftspitze zu messen und sicherzustellen, dass sie den Qualitätsstandards entspricht. Die Definition dieser Grundlinie erweist sich jedoch oft als schwer zu erreichen, da Referenzpunkte möglicherweise auf dem eigentlichen Verbinder unsichtbar sind oder sich auf einer anderen Ebene befinden. In einigen Fällen ist sogar das Abschleifen von Kunststoff vom Steckergehäuse erforderlich, um die Position der Grundlinie festzulegen, was die Bedeutung des „Designs für Erkennbarkeit“ unterstreicht.

Entwerfen für Erkennbarkeit:

Da der Schwerpunkt immer stärker auf der Verbesserung der Produktionseffizienz, der Produktqualität und der Kosteneffizienz liegt, erfreuen sich Bildverarbeitungssysteme zunehmender Akzeptanz in der Fertigung. Mit zunehmender Vertrautheit mit diesen Systemen lernen Produktdesigner, bei der Entwicklung neuer Produkte die „Erkennbarkeit“ der Produktqualität zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise die Notwendigkeit einer Basislinie zur Messung der „wahren Position“ in Betracht gezogen wird, sollte die Sichtbarkeit dieser Basislinie ein zentraler Gesichtspunkt beim Steckverbinderdesign sein.