多芯连接器整体分离力测试工装

2015-03-05刘向禹

机电元件 2015年4期

刘向禹

(泰州航宇电器有限公司，江苏泰州，225300)

1 引言

电连接器是电路连接中不可缺少的元器件，而连接器的可靠性将直接影响整个系统的功能。分离力是表现产品连接可靠性的最直接的参数，分离力测试作为电连接器可靠性研究中一项重要指标被广泛的研究。在国内外市场中，无论是军用还是民用电连接器对分离力测试都有着百分之百合格的要求。因此，在实际生产中在出厂前会设置分离力检测工序以保证产品接触可靠性。但对于多芯数连接器来说百分之百的逐芯检测分离力无疑要消耗大量的时间。为了解决这一问题，本文介绍了一种可以同时快速测试多芯连接器所有接触件分离力是否合格的工装。具体以某款矩形连接器为例。

2 需求分析

2.1 产品的生产需求

本公司某种矩形连接器每周有十万级的交付量，为保证其接触可靠性在入库前需要对其所有弹性插孔进行逐个单孔分离力测试。十万以上的多芯连接器每周需要上百万次的测试，即每天近15万次的测试。按照每只接触件2s的测试时间计算则需要10个人8小时不停的工作才能完成。测试过程的劳动强度如此之大，而且低效的测试方法消耗了大量的人工。

2.2 产品的测试需求

在大批量生产中，分离力失效的隐患主要来源于混料及弹性零件的时效回弹，即可能会有未进行处理的无分离力接触件或分离力变化后的接触件被装入产品。故出厂前的分离力检测控制点在于是否所有接触件均能达到最小分离力的控制要求。

3 工装的三大功能结构

3.1 分离力测试机构

分离力测试机构是整个工装的核心部分，分离力测试的功能实现便集中于此，如图1。

分离力测试机构主要由对接传导机构、放大机构、配重机构三部分组成。对接传导机构负责与待测产品顺利对接并将分离力传导入测试机构。其中，模拟对接外壳起导向功能，考虑测试标准的要求对接针选用标准尺寸的标准插针。放大机构的作用是将密集的型谱按倍数放大以有足够的空间进行配重。三个机构间使用柔性耐磨丝线牵引连接实现整体传导。考虑到放大机构使丝线产生一定的角度，从而造成系统误差，放大机构的放大倍数及放大机构与对接传导机构的间距选择尤为重要。

图1

3.2 数据判别及显示电路

被测试产品经过对接传导、放大、配重三个机构后完成了测试的过程，这时候还需要一个判别系统来快捷的反馈给测试者测试结构是否合格。在本测试工装内使用了一个很简单的测试电路，通过行程开关的通断及LED指示灯来判别显示测试的结果。电路图如图2所示。

图2 测试电路示意图

3.3 半自动测试辅助机构

由于此工装是用在多芯连接器上，多芯连接器的整体分离力一般在0.5KG以上长期操作人工劳动强度较大。为了减轻人工劳动的强度在工装的基础功能结构上又添加了半自动的辅助机构，采用气动自动插拔代替人工，如图3所示。

图3 测试示意图

4 工装的工作过程

4.1 调试测试位置

在使用工装测试产品前首先要调节产品装夹处的位置，使其与产品测试端准确相对，以免影响测试时产品的对插。在对插位置准确后，调节汽缸的竖直位置及行程，以确保汽缸运动的初末位置满足产品的对插长度及分离长度。

4.2 装夹测试

将待测产品装入待测装夹处，然后触发汽缸控制开关，汽缸下压使产品与测试针对接。断电后汽缸带动产品上行，测试针受丝线的牵引受配重物的重力。汽缸上行前配重物下压常开行程开关，电路通路指示灯亮。当汽缸上行时如果接触件分离力满足测试要求则所有配重物抬起行程开关断开，所有指示灯灭。如果有个别接触件分离力不足则个别配重物无法释放行程开关，则对应孔位指示灯亮。

5 系统可靠性保证及效率提升

5.1 对接可靠性

为了保证测试的准确性并避免产品和工装因错误对插而造成的损坏，产品与测试端的准确对接是工装测试过程中的第一个重点。在本工装内产品的装夹块使用了5个自由度的限位确保产品位置准确，测试端设置仿形的对接外壳，避免误插损伤测试标准针。

5.2 传导可靠性

由于被测产品芯数有一定的密集性，而配重物为达到测试标准重量又需要足够大的体积，因而需要进行型谱放大。在此工装内采用丝线和放大板进行型谱放大，为尽量减小因摩擦而引起的系统误差需要有足够小的垂直偏移角度及良好的润滑。在设计中偏移角度设定小于7°，放大板采用不锈钢薄板倒圆弧角并涂润滑剂减小摩擦。

5.3 效率提升情况

在原生产模式下，产品接触件的出厂分离力测试是使用单孔测试工装进行逐孔检测。在平均每孔检测1秒的情况下，每只产品须耗时等同于产品芯数的时间。应用此工装后不分芯数单只产品测试时间均为4到5秒。因此，在芯数超过5芯时，此工装开始较原有方式有明显的效率提升，随着产品芯数的增加其效率提升将愈加明显。本实验选取的产品为9芯产品，其效率提升将接近50%，在生产中切换此工装将产生巨大的经济效益。