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CN116520202A - 连接器压接状态的检测方法、控制器、系统和存储介质 - Google Patents

连接器压接状态的检测方法、控制器、系统和存储介质 Download PDF

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CN116520202A
CN116520202A CN202210060011.3A CN202210060011A CN116520202A CN 116520202 A CN116520202 A CN 116520202A CN 202210060011 A CN202210060011 A CN 202210060011A CN 116520202 A CN116520202 A CN 116520202A
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CN
China
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crimping
connector
parameter
parameters
force
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210060011.3A
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English (en)
Inventor
李丹霞
马军华
王峰
董典桥
汪志坤
杨政凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN202210060011.3A priority Critical patent/CN116520202A/zh
Priority to PCT/CN2022/080742 priority patent/WO2023137850A1/zh
Publication of CN116520202A publication Critical patent/CN116520202A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/68Testing of releasable connections, e.g. of terminals mounted on a printed circuit board
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
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Abstract

本发明实施例提供了一种连接器压接状态的检测方法、控制器、系统和存储介质,该检测方法应用于检测系统中的控制器,检测系统还包括压接设备,检测方法包括:获取压接设备的压头在压接连接器的过程中的位移参数和压接力参数;对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态。本发明实施例只需要根据位移参数和压接力参数提取出特征参数,并将特征参数和预设特征参数进行对比即可以得到连接器的压接状态,相对于现有的检测手段,能够快速、准确的检测出连接器压接不良,解决由于连接器压接不完全导致的连接器应用可靠性问题,在连接器压接质量管控上有重要的实用性。

Description

连接器压接状态的检测方法、控制器、系统和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及但不限于器件检测技术领域,尤其涉及一种连接器压接状态的检测方法、控制器、连接器压接状态的检测系统和计算机可读存储介质。
背景技术
连接器压接,是使用弹性可变形插针或硬性插针与PCB金属化孔配合,在插针与金属化孔之间形成紧密的接触点而实现电气互联的一种工艺技术。随着信息通讯和电子制造行业的迅速发展,电子产品不断升级,连接器的高密度、高精度和高可靠性要求提升,压接工艺应用越来越广泛,逐渐成为连接器的主要装联方式。
同时,随着电子产品对信号传输速率的要求越来越高,系统对无源通道要求不断提高,压接连接器的结构愈发复杂,针脚朝着细、短、软、薄的趋势发展,压接难度和压接不良倍增。在整机测试和客户使用过程中,都有出现由于连接器压接跪针、压接不完全等导致的产品功能异常甚至连接器脱落。
对于连接器压接不良问题,目前的检测手段主要包括目检、3D X-ray测试和ICT测试等。但是,对于目前上述的检测手段,往往会存在稳定性差、成本高、检测速度慢或者检测错误等问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供了一种连接器压接状态的检测方法、控制器、连接器压接状态的检测系统和计算机可读存储介质,能够快速、准确地检测出连接器压接不良等问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种连接器压接状态的检测方法,应用于检测系统中的控制器,所述检测系统还包括压接设备,所述控制器与所述压接设备通信,所述检测方法包括:
获取所述压接设备的压头在压接所述连接器的过程中的位移参数和压接力参数;
对所述位移参数和所述压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;
比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态。
第二方面,本发明实施例还提供了一种控制器,存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的连接器压接状态检测方法。
第三方面,本发明实施例还提供了一种连接器压接状态的检测系统,包括压接设备和上述第二方面所述的控制器,所述控制器与所述压接设备通信。
第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的连接器压接状态检测方法。
本发明实施例包括:首先,获取所述压接设备的压头在压接所述连接器的过程中的位移参数和压接力参数;接着,对所述位移参数和所述压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;最后,比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态。根据本发明实施例的技术方案,本发明实施例只需要根据位移参数和所述压接力参数提取出特征参数,并将特征参数和预设特征参数进行对比即可以得到连接器的压接状态,相对于现有的检测手段,能够快速、准确的检测出连接器压接不良,解决由于连接器压接不完全导致的连接器应用可靠性问题,在连接器压接质量管控上有重要的实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是连接器压接工艺的示意图;
图2是连接器脱落情况的示意图;
图3是本发明一个实施例提供的用于执行连接器压接状态的检测方法的系统架构的示意图;
图4是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法的流程图;
图5是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中获取压接曲线的流程图;
图6是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对压接曲线进行特征提取处理以得到特征参数的流程图;
图7是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;
图8是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;
图9是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;
图10是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;
图11是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中获取预设特征参数的流程图;
图12是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对预设特征参数进行修正的流程图;
图13是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中压接曲线的示意图;
图14是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中插针突出PCB板面的尺寸的示意图;
图15是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测系统的结构示意图;
图16是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测系统的数据框图;
图17是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中压接标准曲线P1和P2的示意图;
图18是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中连接器压接不完全曲线的对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在相关技术中,如图1所示,连接器压接是使用弹性可变形插针或硬性插针与PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)金属化孔配合,在插针与金属化孔之间形成紧密的接触点而实现电气互联的一种工艺技术。随着信息通讯和电子制造行业的迅速发展,电子产品不断升级,连接器的高密度、高精度和高可靠性要求提升,压接工艺应用越来越广泛,逐渐成为连接器的主要装联方式。
同时,随着电子产品对信号传输速率的要求越来越高,系统对无源通道要求不断提高,压接连接器的结构愈发复杂,针脚朝着细、短、软、薄的趋势发展,压接难度和压接不良倍增。在整机测试和客户使用过程中,都有出现由于连接器压接跪针、压接不完全等导致的产品功能异常甚至连接器脱落,其中,连接器脱落可以如图2所示。
对于连接器压接不良问题,目前的检测手段主要包括目检、3D X-ray(Three-Dimensional X-ray,三维X射线)测试和ICT(In Circuit Tester,自动在线测试仪)测试等。目检主要依靠人工观察,无法准确检测跪针等隐性不良,且受检测者的个体差异影响,压接质量的一致性和稳定性难以保证。3D X-ray测试技术通过X射线穿透器件和PCB,运用分层技术成像查看插针是否入孔来检测连接器压接是否良好。3D X-ray设备价格昂贵,对于结构复杂的连接器因成像不清晰容易误判,且检测速度慢,对生产节拍影响很大,故车间普及率较低。ICT测试技术通过检测连接器与PCB是否实现电气互联判断连接器压接是否正常,是目前应用最广发的检测方式。该方案需要单独开发测试夹具,检测效果受夹具精度影响较大,相同网络故障后定位困难,尤其对插针与PCB孔有连接即存在电气互联但压接不完全的故障无法有效识别。会出现厂内功能测试正常,发到用户处功能异常,甚至连接器脱落的可靠性问题。
此外,关于连接器压接曲线的应用,目前处于萌芽阶段。越来越多的压接设备支持压接曲线反馈。部分压接设备尝试通过压接曲线优化压接程序设置,对压接过程不良进行预警拦截。但是由于PCB板厚、PCB翘曲、模具等公差的引入,会导致压接曲线浮动,实际应用效果不佳。
基于上述情况,本发明实施例提供了一种连接器压接状态的检测方法、控制器、连接器压接状态的检测系统和计算机可读存储介质,其中,连接器压接状态的检测方法应用于检测系统中的控制器,检测系统还包括压接设备,控制器与压接设备通信,检测方法包括如下步骤:获取压接设备的压头在压接连接器的过程中的位移参数和压接力参数;对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态。根据本发明实施例的技术方案,本发明实施例只需要根据位移参数和压接力参数提取出特征参数,并将特征参数和预设特征参数进行对比即可以得到连接器的压接状态,相对于现有的检测手段,能够快速、准确的检测出连接器压接不良,解决由于连接器压接不完全导致的连接器应用可靠性问题,在连接器压接质量管控上有重要的实用性。
下面结合附图,对本发明实施例作进一步阐述。
如图3所示,图3是本发明一个实施例提供的用于执行连接器压接状态的检测方法的系统架构100的示意图。
在图3的示例中,该系统架构100设置有处理器110和存储器120,其中,处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接,图3中以通过总线连接为例。
存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器120可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器120,这些远程存储器可以通过网络连接至该系统架构100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本领域技术人员可以理解的是,该系统架构100可以应用于3G通信网络系统、LTE通信网络系统、5G通信网络系统以及后续演进的移动通信网络系统等,本实施例对此并不作具体限定。
本领域技术人员可以理解的是,图3中示出的系统架构100并不构成对本发明实施例的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
在图3所示的系统架构100中,处理器110可以调用储存在存储器120中的连接器压接状态的检测程序,从而执行连接器压接状态的检测方法。
基于上述系统架构100,下面提出本发明的连接器压接状态的检测方法的各个实施例。
如图4所示,图4是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法的流程图;本发明实施例的连接器压接状态的检测方法应用于检测系统中的控制器,具体地,检测系统还包括压接设备,控制器与压接设备通信,其中,控制器可以包括图3中的处理器和存储器,该检测方法包括但不限于有步骤S100、步骤S200和步骤S300。
步骤S100、获取压接设备的压头在压接连接器的过程中的位移参数和压接力参数;
步骤S200、对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;
步骤S300、比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的位移参数和压接力参数,接着,控制器会对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;最后,控制器会比较特征参数和预设特征参数,得到比较结果,并根据比较结果确定连接器的压接状态。根据本发明实施例的技术方案,本发明实施例只需要根据位移参数和压接力参数提取出特征参数,并将特征参数和预设特征参数进行对比即可以得到连接器的压接状态,相对于现有的检测手段,能够快速、准确的检测出连接器压接不良,解决由于连接器压接不完全导致的连接器应用可靠性问题,在连接器压接质量管控上有重要的实用性。
值得注意的是,关于上述的特征参数,可以包括如下至少之一:连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离;连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离;连接器的插针在最大形变时对应的压接力;连接器在压接过程中对应的最大压接力。
另外,如图5所示,图5是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中获取压接曲线的流程图;在上述步骤S100之后,关于上述步骤S200,具体包括但不限于有步骤S410和步骤S420。
步骤S410、根据位移参数和压接力参数生成压接曲线,其中,压接曲线为压接力参数随位移参数变化的分布曲线;
步骤S420、基于压接曲线进行特征提取处理,得到特征参数。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的压接力参数随位移参数变化的分布曲线,即压接曲线,接着再基于压接曲线进行特征提取处理以得到特征参数。
另外,如图6所示,图6是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对压接曲线进行特征提取处理以得到特征参数的流程图;关于上述步骤S200中的对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数,具体包括但不限于有步骤S500。
步骤S500、对压接曲线进行特征提取处理,得到特征参数。
具体地,当获取到压接曲线之后,控制器会对压接曲线进行特征提取处理,得到特征参数。
另外,如图7所示,图7是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;当特征参数包括连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离;关于上述步骤S300中的比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态,具体包括但不限于有步骤S600。
步骤S600、当连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离小于第一预设距离,确定连接器的压接状态为压接不完全。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的位移参数和压接力参数,接着,控制器会对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离;最后,控制器会比较连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离和第一预设距离,如果连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离小于第一预设距离,那么,控制器会确定连接器的压接状态为压接不完全。
另外,如图8所示,图8是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;当特征参数包括连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离以及连接器的插针在最大形变时对应的压接力;关于上述步骤S300中的比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态,具体包括但不限于有步骤S700。
步骤S700、当连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离小于第二预设距离,并且连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,确定连接器的压接状态为压接跪针。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的位移参数和压接力参数,接着,控制器会对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离以及连接器的插针在最大形变时对应的压接力;最后,控制器会比较连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离和第二预设距离,以及比较连接器的插针在最大形变时对应的压接力和第一预设压接力,如果连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离小于第二预设距离,并且连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,那么,控制器会确定连接器的压接状态为压接跪针。
另外,如图9所示,图9是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;当特征参数包括连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离以及连接器的插针在最大形变时对应的压接力;关于上述步骤S300中的比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态,具体包括但不限于有步骤S800。
步骤S800、当连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离大于等于第二预设距离,并且连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,确定连接器的压接状态为连接器的插针尺寸和PCB孔径不匹配。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的位移参数和压接力参数,接着,控制器会对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离以及连接器的插针在最大形变时对应的压接力;最后,控制器会比较连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离和第二预设距离,以及比较连接器的插针在最大形变时对应的压接力和第一预设压接力,如果连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离大于等于第二预设距离,并且连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,那么,控制器会确定连接器的压接状态为连接器的插针尺寸和PCB孔径不匹配。
另外,如图10所示,图10是本发明另一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对连接器的压接状态进行判断的流程图;当特征参数包括连接器在压接过程中对应的最大压接力;关于上述步骤S300中的比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态,具体包括但不限于有步骤S900。
步骤S900、当连接器在压接过程中对应的最大压接力大于第二预设压接力,确定连接器的压接状态为过压状态。
具体地,在压接设备的压头将连接器压接至PCB孔的过程中,控制器会获取连接器压接过程中的位移参数和压接力参数,接着,控制器会对位移参数和压接力参数进行特征提取处理,得到连接器在压接过程中对应的最大压接力;最后,控制器会比较连接器在压接过程中对应的最大压接力和第二预设压接力,如果连接器在压接过程中对应的最大压接力大于第二预设压接力,那么,控制器会确定连接器的压接状态为过压状态。
另外,如图11所示,图11是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中获取预设特征参数的流程图;在上述步骤S100之前,本发明实施例还包括但不限于有步骤S1010、步骤S1020和步骤S1030。
步骤S1010、获取连接器在压接正常状态下批量的样本位移参数和样本压接力参数;
步骤S1020、对样本位移参数和样本压接力参数进行特征提取处理,得到批量的样本特征参数;
步骤S1030、根据批量的样本特征参数分析得到预设特征参数。
具体地,本发明实施例可以通过大量标准压接曲线特征参数的大数据分析,比如3σ正态分布等统计分析模型,获得连接器的预设特征参数。
另外,如图12所示,图12是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测方法中对预设特征参数进行修正的流程图;在上述步骤S300中的比较特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定连接器的压接状态之后,本发明实施例的检测方法还包括但不限于有步骤S1100。
步骤S1100、采用特征参数对预设特征参数进行修正,得到修正后的预设特征参数。
具体地,本发明实施例可以不断修正和收敛预设特征参数,使系统判断准确率进一步提升。
基于上述图4至图12的连接器压接状态的检测方法,下面提出本发明的总体实施例,具体可以包括如下四个步骤:
步骤一:利用压接设备的压力传感器和距离传感器获得连接器压接过程中压力随距离变化的分布曲线,即压接曲线。
步骤二:根据不同压接故障类型设计连接器压接DOE(Design Of Experiment,试验设计)试验,分析压接良品、压接不良品与其对应压接曲线之间的差异,获得连接器压接曲线特征参数h0、h1、f1、f2,如图13所示。h0为连接器插针在PCB孔内滑行的绝对距离,能有效表征压接是否完全。h0的大小应与预插时,插针突出PCB板面的尺寸(如图14所示)接近。根据该原则确认h0起始位置P1,尽量排除压接过程中PCB翘曲、PCB板厚公差、压接模具公差、压接设备机械耦合的影响;结束位置P2为压接停止位。连接器和PCB都有尺寸公差,故起始位置可以左右轻微浮动。h1为连接器插针完成最大变形后在PCB孔内滑行的绝对距离,起始位置P3为曲线波峰位置,终止位置P4为曲线波谷位置。h1减小,说明连接器可能被垫高;f1为连接器插针最大变形时压接力的大小,即曲线波峰处压接力大小。f1减小,说明插针最大变形时的插针数量可能减少或PCB孔径/插针尺寸异常,综合h1与f1能有效表征连接器插针是否跪针。f2为压接过程中的最大压接力,能有效表征连接器是否过压。
步骤三:通过大量标准压接曲线特征参数h0、h1、f1、f2的大数据分析,比如3σ正态分布等统计分析模型,获得连接器压接质量管控阈值H0,H1,F1,F2,即上述的预设特征参数。
步骤四:计算并比对连接器压接完成后压接曲线特征参数是否满足阈值,判定连接器压接质量是否良好。
若h0<H0,则判定“压接不完全”;
若h1<H1且f1<F1,则判定“压接跪针”;
若h1≥H1且f1<F1,则判定“PCB孔径/连接器插针尺寸异常”;
若f2>F2,则判定“连接器过压”;
若特征参数数据缺失则判定“连接器漏压”。
示例性地,对于连接器压接质量管控阈值即预设特征参数的获取和验证,如下表1所示,以故障类型“压接不完全”为例,DOE试验提取压接曲线特征参数过程如下:首先,根据产品特征、设备特点、故障原理等选取合适的影响因子,以不同影响因子作为梯度变量,进行多次压接完全与压接不完全的对比试验,收集其对应的压接曲线。其次,分析DOE试验中压接完全与压接不全的曲线差异,分解曲线获得压接不全的特征参数h0。最后,批量提取DOE试验中压接完全的h0,通过数据统计分析,比如3σ正态分布获得阈值H0。使用H0对试验中压接不完全的曲线进行判定,验证其有效性。
表1
基于上述的连接器压接状态的检测方法,下面提出支撑本发明的检测方法的连接器压接状态的检测系统。
如图15和图16所示,图15是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测系统的结构示意图,图16是本发明一个实施例提供的连接器压接状态的检测系统的数据框图。本系统由扫描设备10、压接设备20、数据分析系统30和不良控制系统40构成。
具体地,关于压接设备20,可为常见伺服驱动式压接机或其它任意类型压接机,能以一定的程序控制压头21在垂直方向运动的速度、位移和施加力;压力传感器22,用于检测压接过程中的压接力,能实现压接曲线反馈。
另外,关于数据分析系统30,包括数据采集模块31,收集压接过程中压头位移数据和对应的压接力数据,同步生成位移-压接力的压接曲线;参数分析模块32,内置压接曲线特征参数提取算法,快速计算输出压接曲线的特征参数;验证转交模块33,特征参数与阈值进行比较,系统判定是否压接不良;阈值自学习模块34,读取批量压接标准曲线,计算特征参数初始阈值,并对维修数据进行自学习。数据分析系统可连接任意多台满足功能的压接设备20。需要说明的是,本发明实施例的数据分析系统30可以包括有上述的控制器。
另外,关于不良控制系统40,包括NG缓存区41,系统判定压接质量异常的产品进行告警和拦截;维修录入区42,对压接工序实际维修结果进行录入;数据查询区43,支持时间、程序、曲线等所有压接过程数据查询。
基于上述的连接器压接状态的检测系统,其具体实现和操作方式可以包括如下九个步骤:
步骤一、产品经过扫描设备10进入压接工序,扫描获取产品信息,包括产品条码、名称、压接程序(压接程序包含压接器件、压接位置、速度和压力等设置)。
步骤二、压接设备20按照压接程序,控制压头21完成一次连接器压接。压力传感器22,实时检测该过程中的压接力,设备实时记录压接数据。
步骤三、数据采集模块31采集压接设备记录的压接数据,生成位移-压接力曲线;同时读取压接产品信息,包括产品名称、条码、压接器件、压接位置等等,保障压接曲线与压接过程一一对应。
步骤四、特征参数分析模块32实时读取采集到的压接数据,计算每一次压接完成后压接曲线的特征参数h0、h1、f1、f2
步骤五、参数验证转交模块33读取参数分析模块32的结果,与标准阈值H0,H1,F1,F2进行对比。若h0<H0,则判定“压接不完全”;若h1<H1且f1<F1,则判定“压接跪针”;若h1≥H1且f1<F1,则判定“PCB孔径/连接器插针尺寸异常”;若f2>F2,则判定“连接器过压”;若特征参数数据缺失则判定“连接器漏压”。
步骤六、系统判定异常的压接数据进入NG缓存区41,进行告警和锁定,禁止进入下工序。告警具体到产品条码和故障具体位置。
步骤七、额外的,标准阈值H0,H1,F1,F2来源于阈值自学习模块34。该模块读取批量压接标准曲线获得大量正常压接的h0、h1、f1、f2,通过3σ正态分布或其它质量分析模型获得阈值H0,H1,F1,F2
步骤八、阈值自学习模块34的自学习功能,通过读取维修录入区42界面收集压接工序维修数据,不断修正和收敛标准阈值H0,H1,F1,F2,使系统判断准确率进一步提升。
步骤九、数据查询区43作为查询应用,包括产品压接时对应的压接程序、压接时间和压接曲线等信息,支撑日常压接工艺优化或产品故障分析。
值得注意的是,本发明实施例中的压接设备不限驱动方式,压力传感器可以是有相同功能的其它装置,能支持实时准确反馈压接力和压头位移即可。
另外,压接曲线的特征参数可以为能表征压接过程质量的其它有效参数,如曲线斜率等。数据采集、分析、移交和学习模块功能可以自由组合或拆分,不影响系统运作。
本发明阐述的连接器压接状态的检测系统,通过提取压接曲线特征参数,做大数据分析,对压接质量进行判定。每一组压接曲线与压接过程一一对应,异常告警具体到产品条码和压接位置。
基于上述的连接器压接状态的检测方法和连接器压接状态的检测系统,下面提出本发明的通过压接曲线拦截某高速连接器压接不到位的具体实施例。
示例性地,对于通过压接曲线拦截某高速连接器压接不到位的情况,具体可以包括但不限于如下步骤:
(1)根据A代码高速连接器插针尺寸和PCB孔径设计,计算预插件时连接器插针突出板面的尺寸L(如图14示意)约为0.6mm。连接器插针设计不同、PCB孔径设计不同,L的具体数值不同。
(2)取连接器压接标准曲线一条,P2为曲线结束的位置,P1-P2=L推算出P1的位置,获得P1处压接力大小为100lbf。连接器插针设计不同、PCB孔径设计不同,压接工艺不同,P1处压接力大小不同。P1,P2如下图17所示。
(3)取连接器压接正常的批量压接曲线(比如100个),以第一个压接力大于等于100lbs为起始点P1,压接结束位置为P2,计算h0=P1-P2,获得批量h0。具体曲线数量可根据实际情况调整。
(4)对获得的批量h0做3σ正态分布统计,获得A代码连接器阈值H0,录入本系统作为压接是否到位的评判标准。H0的获得也可以使用任意其它合适的数学统计模型或实践经验模型。
(5)假设工厂加工时,产品使用到该高速连接器。压接前,扫描产品条码X获取该产品信息,包括压接连接器代码A及其在PCB板上的位置,根据代码匹配到阈值H0
(6)压接完成后,参数分析模块读取产品所有连接器的压接曲线。A代码连接器的压接曲线按步骤(3)描述规则提取P1,P2,计算获得对应的h0=P1-P2
(7)取该产品上所有A代码连接器h0与标准阈值H0做比较。若Y位置处h0<H0,则判定该位置的压接不完全,对产品进行告警和拦截。若h0≥H0,则判定压接完全,不告警。如下图18,为连接器压接不完全曲线对比示意图。
(8)告警描述:X条码的Y位置处A器件压接不完全。
基于本发明实施例的技术方案,可以具备如下技术效果:
一、低成本高效:示例性地,背板ICT测试夹具价格在6-8W,平均单块板测试时长2-10分钟。每个产品需单独研发治具,研发周期2-3个月;3D X-RAY设备价格在200-800W之间,平均单块板测试时长2-10分钟。而本发明在现有支持曲线反馈的压接设备基础上,硬件配备要求少(仅扫描枪、办公电脑等小型设备),投入成本低。压接完成后扫描系统,不良反馈时间不超过1分钟。
二、填补连接器测试漏洞:对于漏压和压接不完全,人工目检管控难度大,ICT包括整机测试都无法有效拦截,通过本发明能有效拦截,彻底解决漏压或压接不到位导致的外场可靠性问题。
基于上述的连接器压接状态的检测方法,下面提出本发明的控制器、连接器压接状态的检测系统和计算机可读存储介质的各个实施例。
另外,本发明的一个实施例提供了一种控制器,该控制器包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上述的检测方法。
可以理解的是,处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
需要说明的是,本实施例中的控制器,可以包括图3中的处理器和存储器,两者属于相同的发明构思,因此两者具有相同的实现原理以及有益效果,此处不再详述。
实现上述实施例的检测方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中,当被处理器执行时,执行上述实施例的连接器压接状态的检测方法,例如,执行以上描述的图4至图12中的方法步骤。
值得注意的是,本发明实施例的控制器的具体实施方式和技术效果,可对应参照上述连接器压接状态的检测方法的具体实施方式和技术效果。
另外,本发明的一个实施例提供了一种连接器压接状态的检测系统,该连接器压接状态的检测系统包括但不限于有压接设备和上述的控制器,控制器与压接设备通信。
值得注意的是,由于本发明实施例的连接器压接状态的检测系统包括有上述的控制器,而上述的控制器能够执行上述的连接器压接状态的检测方法,因此,本发明实施例的连接器压接状态的检测系统的具体实施方式和技术效果,可对应参照上述连接器压接状态的检测方法的具体实施方式和技术效果。
此外,本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,当计算机可执行指令用于执行上述的连接器压接状态的检测方法,例如,执行以上描述的图4至图12中的方法步骤。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换,这些等同的变形或替换均包括在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种连接器压接状态的检测方法,应用于检测系统中的控制器,所述检测系统还包括压接设备,所述控制器与所述压接设备通信,所述检测方法包括:
获取所述压接设备的压头在压接所述连接器的过程中的位移参数和压接力参数;
对所述位移参数和所述压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数;
比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述方法还包括:
在获取所述压接设备的压头在压接所述连接器的过程中的位移参数和压接力参数之后,根据所述位移参数和所述压接力参数生成压接曲线,其中,所述压接曲线为所述压接力参数随所述位移参数变化的分布曲线;
对所述位移参数和所述压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数包括:基于所述压接曲线进行特征提取处理,得到特征参数。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,所述对所述位移参数和所述压接力参数进行特征提取处理,得到特征参数,包括:
对所述压接曲线进行特征提取处理,得到所述特征参数。
4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述特征参数包括如下至少之一:
所述连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离;
所述连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离;
所述连接器的插针在最大形变时对应的压接力;
所述连接器在压接过程中对应的最大压接力。
5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,当所述特征参数包括所述连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离;所述比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态,包括:
当所述连接器的插针在PCB孔内滑行的绝对距离小于第一预设距离,确定所述连接器的压接状态为压接不完全。
6.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,当所述特征参数包括所述连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离以及所述连接器的插针在最大形变时对应的压接力;所述比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态,包括如下之一:
当所述连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离小于第二预设距离,并且所述连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,确定所述连接器的压接状态为压接跪针;
当所述连接器的插针在完成最大形变之后在PCB孔内滑行的绝对距离大于等于第二预设距离,并且所述连接器的插针在最大形变时对应的压接力小于第一预设压接力,确定所述连接器的压接状态为所述连接器的插针尺寸和PCB孔径不匹配。
7.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,当所述特征参数包括所述连接器在压接过程中对应的最大压接力;所述比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态,包括:
当所述连接器在压接过程中对应的最大压接力大于第二预设压接力,确定所述连接器的压接状态为过压状态。
8.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,在所述获取所述压接设备的压头在压接所述连接器的过程中的位移参数和压接力参数之前,所述方法还包括:
获取所述连接器在压接正常状态下批量的样本位移参数和样本压接力参数;
对所述样本位移参数和所述样本压接力参数进行特征提取处理,得到批量的样本特征参数;
根据批量的所述样本特征参数分析得到所述预设特征参数。
9.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,在比较所述特征参数和预设特征参数,根据比较结果确定所述连接器的压接状态之后,所述检测方法还包括:
采用所述特征参数对所述预设特征参数进行修正,得到修正后的预设特征参数。
10.一种控制器,其特征在于:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9中任意一项所述的检测方法。
11.一种连接器压接状态的检测系统,其特征在于:包括压接设备和如权利要求10所述的控制器,所述控制器与所述压接设备通信。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于:存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至9中任意一项所述的检测方法。
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