劉向禹

(泰州航宇電器有限公司，江蘇泰州，225300)

1 引言

電連接器是電路連接中不可缺少的元器件，而連接器的可靠性將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的功能。分離力是表現(xiàn)產(chǎn)品連接可靠性的最直接的參數(shù)，分離力測(cè)試作為電連接器可靠性研究中一項(xiàng)重要指標(biāo)被廣泛的研究。在國內(nèi)外市場(chǎng)中，無論是軍用還是民用電連接器對(duì)分離力測(cè)試都有著百分之百合格的要求。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中在出廠前會(huì)設(shè)置分離力檢測(cè)工序以保證產(chǎn)品接觸可靠性。但對(duì)于多芯數(shù)連接器來說百分之百的逐芯檢測(cè)分離力無疑要消耗大量的時(shí)間。為了解決這一問題，本文介紹了一種可以同時(shí)快速測(cè)試多芯連接器所有接觸件分離力是否合格的工裝。具體以某款矩形連接器為例。

2 需求分析

2.1 產(chǎn)品的生產(chǎn)需求

本公司某種矩形連接器每周有十萬級(jí)的交付量，為保證其接觸可靠性在入庫前需要對(duì)其所有彈性插孔進(jìn)行逐個(gè)單孔分離力測(cè)試。十萬以上的多芯連接器每周需要上百萬次的測(cè)試，即每天近15萬次的測(cè)試。按照每只接觸件2s的測(cè)試時(shí)間計(jì)算則需要10個(gè)人8小時(shí)不停的工作才能完成。測(cè)試過程的勞動(dòng)強(qiáng)度如此之大，而且低效的測(cè)試方法消耗了大量的人工。

2.2 產(chǎn)品的測(cè)試需求

在大批量生產(chǎn)中，分離力失效的隱患主要來源于混料及彈性零件的時(shí)效回彈，即可能會(huì)有未進(jìn)行處理的無分離力接觸件或分離力變化后的接觸件被裝入產(chǎn)品。故出廠前的分離力檢測(cè)控制點(diǎn)在于是否所有接觸件均能達(dá)到最小分離力的控制要求。

3 工裝的三大功能結(jié)構(gòu)

3.1 分離力測(cè)試機(jī)構(gòu)

分離力測(cè)試機(jī)構(gòu)是整個(gè)工裝的核心部分，分離力測(cè)試的功能實(shí)現(xiàn)便集中于此，如圖1。

分離力測(cè)試機(jī)構(gòu)主要由對(duì)接傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)、放大機(jī)構(gòu)、配重機(jī)構(gòu)三部分組成。對(duì)接傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)與待測(cè)產(chǎn)品順利對(duì)接并將分離力傳導(dǎo)入測(cè)試機(jī)構(gòu)。其中，模擬對(duì)接外殼起導(dǎo)向功能，考慮測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)接針選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)插針。放大機(jī)構(gòu)的作用是將密集的型譜按倍數(shù)放大以有足夠的空間進(jìn)行配重。三個(gè)機(jī)構(gòu)間使用柔性耐磨絲線牽引連接實(shí)現(xiàn)整體傳導(dǎo)?？紤]到放大機(jī)構(gòu)使絲線產(chǎn)生一定的角度，從而造成系統(tǒng)誤差，放大機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)及放大機(jī)構(gòu)與對(duì)接傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)的間距選擇尤為重要。

圖1

3.2 數(shù)據(jù)判別及顯示電路

被測(cè)試產(chǎn)品經(jīng)過對(duì)接傳導(dǎo)、放大、配重三個(gè)機(jī)構(gòu)后完成了測(cè)試的過程，這時(shí)候還需要一個(gè)判別系統(tǒng)來快捷的反饋給測(cè)試者測(cè)試結(jié)構(gòu)是否合格。在本測(cè)試工裝內(nèi)使用了一個(gè)很簡(jiǎn)單的測(cè)試電路，通過行程開關(guān)的通斷及LED指示燈來判別顯示測(cè)試的結(jié)果。電路圖如圖2所示。

圖2 測(cè)試電路示意圖

3.3 半自動(dòng)測(cè)試輔助機(jī)構(gòu)

由于此工裝是用在多芯連接器上，多芯連接器的整體分離力一般在0.5KG以上長期操作人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大。為了減輕人工勞動(dòng)的強(qiáng)度在工裝的基礎(chǔ)功能結(jié)構(gòu)上又添加了半自動(dòng)的輔助機(jī)構(gòu)，采用氣動(dòng)自動(dòng)插拔代替人工，如圖3所示。

圖3 測(cè)試示意圖

4 工裝的工作過程

4.1 調(diào)試測(cè)試位置

在使用工裝測(cè)試產(chǎn)品前首先要調(diào)節(jié)產(chǎn)品裝夾處的位置，使其與產(chǎn)品測(cè)試端準(zhǔn)確相對(duì)，以免影響測(cè)試時(shí)產(chǎn)品的對(duì)插。在對(duì)插位置準(zhǔn)確后，調(diào)節(jié)汽缸的豎直位置及行程，以確保汽缸運(yùn)動(dòng)的初末位置滿足產(chǎn)品的對(duì)插長度及分離長度。

4.2 裝夾測(cè)試

將待測(cè)產(chǎn)品裝入待測(cè)裝夾處，然后觸發(fā)汽缸控制開關(guān)，汽缸下壓使產(chǎn)品與測(cè)試針對(duì)接。斷電后汽缸帶動(dòng)產(chǎn)品上行，測(cè)試針受絲線的牽引受配重物的重力。汽缸上行前配重物下壓常開行程開關(guān)，電路通路指示燈亮。當(dāng)汽缸上行時(shí)如果接觸件分離力滿足測(cè)試要求則所有配重物抬起行程開關(guān)斷開，所有指示燈滅。如果有個(gè)別接觸件分離力不足則個(gè)別配重物無法釋放行程開關(guān)，則對(duì)應(yīng)孔位指示燈亮。

5 系統(tǒng)可靠性保證及效率提升

5.1 對(duì)接可靠性

為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性并避免產(chǎn)品和工裝因錯(cuò)誤對(duì)插而造成的損壞，產(chǎn)品與測(cè)試端的準(zhǔn)確對(duì)接是工裝測(cè)試過程中的第一個(gè)重點(diǎn)。在本工裝內(nèi)產(chǎn)品的裝夾塊使用了5個(gè)自由度的限位確保產(chǎn)品位置準(zhǔn)確，測(cè)試端設(shè)置仿形的對(duì)接外殼，避免誤插損傷測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)針。

5.2 傳導(dǎo)可靠性

由于被測(cè)產(chǎn)品芯數(shù)有一定的密集性，而配重物為達(dá)到測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)重量又需要足夠大的體積，因而需要進(jìn)行型譜放大。在此工裝內(nèi)采用絲線和放大板進(jìn)行型譜放大，為盡量減小因摩擦而引起的系統(tǒng)誤差需要有足夠小的垂直偏移角度及良好的潤滑。在設(shè)計(jì)中偏移角度設(shè)定小于7°，放大板采用不銹鋼薄板倒圓弧角并涂潤滑劑減小摩擦。

5.3 效率提升情況

在原生產(chǎn)模式下，產(chǎn)品接觸件的出廠分離力測(cè)試是使用單孔測(cè)試工裝進(jìn)行逐孔檢測(cè)。在平均每孔檢測(cè)1秒的情況下，每只產(chǎn)品須耗時(shí)等同于產(chǎn)品芯數(shù)的時(shí)間。應(yīng)用此工裝后不分芯數(shù)單只產(chǎn)品測(cè)試時(shí)間均為4到5秒。因此，在芯數(shù)超過5芯時(shí)，此工裝開始較原有方式有明顯的效率提升，隨著產(chǎn)品芯數(shù)的增加其效率提升將愈加明顯。本實(shí)驗(yàn)選取的產(chǎn)品為9芯產(chǎn)品，其效率提升將接近50%，在生產(chǎn)中切換此工裝將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

此工裝的設(shè)計(jì)是為了解決產(chǎn)品出廠分離力檢測(cè)的效率瓶頸提升連接器的可靠性。設(shè)計(jì)中，從效率提升、勞動(dòng)力降低、可靠性保證等方面進(jìn)行考慮和優(yōu)化。在后續(xù)的實(shí)際使用中實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)同時(shí)也驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的可行性。

［1］ 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］ 電子元器件的可靠性.天津大學(xué)出版社，1991.