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连接件制造商 JST 实现零缺陷目标零缺陷目标

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Award Star

正确行事 

生产在最新测量期内无缺陷 

Precise

精密生产 

检查确认公差非常严格 

Reduce costs

降低成本 

将与不合格生产问题故障排除相关的成本从每次事故 1500 美元降低到 100 美元 

JST

“质量是我们公司取得成功的重要因素。机器视觉帮助我们更快速地检测变化,确保在缺陷发生之前及时纠正,从而实现重大改进。

Nate Hoselton

JST 设施经理

达到世界级的质量水平是 JST 的首要目标。最近,JST通过实施一个测量零件精度为0.1 mm的视觉系统,能够提高其本来极高的质量水平,这比过去人类检查员可以实现的更好。视觉系统识别变化的速度比人类检查员快得多,因此可以快速调整机器参数以避免缺陷。其结果是,最新测量期间的不合格数量减少到百万分之0(ppm),远低于3.4ppm的极度严格的六西格玛质量基准。

JST 总部位于伊利诺伊州沃基根,生产 30,000 多种不同类型的连接器,包括表面安装、扁平柔性电路、压接线对板、接头、扁平电缆、线对线、板对线、板对板、电源对板、线对板、EMI 屏蔽和 IC 存储卡连接器。对于大多数标准端子,JST 使用无氧铜,其具有高导电性和固有韧性,并且可以钎焊而不会发生氢脆化。JST 的标准产品均经过镀锌处理,采用特殊方法确保电镀的最大粘附性,进一步降低电阻并增强耐腐蚀性。

 

严格的尺寸公差

JST 的 2.54 毫米间距 HCM 无焊端子用于汽车行业,使用压接式连接器将电线连接到印刷电路板。两个主要组件是外壳和固定器。用户将电线用户插入壳体的一侧,然后将保持器推入另一侧的开口中。用户按下固定器上的拉环,将其锁定到外壳上。壳体和保持器均通过注塑成型至紧密的尺寸公差来生产。但是,虽然注塑工艺非常准确,但存在非常小的风险,即工艺条件中的问题可能导致模具不完全填充,即所谓的短射。用肉眼很容易看到可能导致部件不起作用的短镜头。然而,JST严格的质量规格禁止甚至更小的短射,导致只有0.1 mm的材料丢失......比肉眼检测到的更小。这个小缺陷对零件的性能没有影响,但 JST 仍然不可接受的缺陷。

 

过去使用的手动检查

JST 通过投入大量时间和资源进行人工检查,保持了高水平的质量。JST 设施经理 Nate Hoselton 说:“我们花了很多时间不断检查这些零件。“通常直到零件成型后一两天才发现问题。在这种情况下,我们必须返回并重新检查相当数量的部件。事实之后,有时很难确定成型机的问题。我们保留了工艺条件、材料、机器参数等的记录,但操作员可能难以记住运行期间发生的任何异常。因此,我们通常花了几天时间调查每个不合格项,大约需要 1,500 美元。”

Hoselton 将这一应用确定为机器视觉的好应用。“我们长期以来一直在这个工厂使用机器视觉,因为我们非常注重质量,”Hoselton说。“事实上,我们有来自机器视觉系统所有三家领先供应商的系统。对于这个项目,我们选择了康耐视 In-Sight® 视觉系统,因为它是如此简单和快速的编程。我参加了康耐视培训,在短短十分钟内开发了一个简单的应用,可以读取名片。基于这种经验,我只在大约45分钟内编程了这个应用程序,包括将视觉系统连接到装配机的可编程逻辑控制器(PLC)和人机器接口(HMI)。无需获取内部工程资源或集成商。”

Hoselton 选择了 In-Sight 5000 系列视觉系统,因为它以模块化封装提供了完整的解决方案,不需要任何额外的硬件或其他设备。视觉系统 60mm x 110mm x 80mm 封装可轻松安装在制造工厂的严格范围内。所选的 In-Sight 5000 系列型号提供 1600 x 1200 像素的分辨率和每秒 15 帧的图像采集时间。康耐视 EasyBuilder® 分步指导用户完成视觉应用设置过程。用户只需点击感兴趣的功能,即可使用工具。

 

对视觉系统进行编程

Hoselton 通过将视觉系统安装在装配机上并将其连接到 PLC、HMI 和运行 EasyBuilder 软件的笔记本电脑,开始了编程过程。他将视觉系统指向一个部分,结果图像出现在笔记本电脑的EasyBuilder 界面中。他使用软件提供的向导设置标尺和非线性校准。他选择了边缘工具,以根据从黑色部分到白色背景的过渡来识别外壳每侧的位置。他再次基于从黑色到白色的过渡,使用额外的边缘工具来识别插入保持器的零件中的开口的每一侧。然后,Hoselton 使用测量工具,通过从外壳总长度中减去外壳壁的长度来计算开口的尺寸。他将公差插入蓝图中的测量工具中。基于这些公差,视觉系统测量间隙,并在其变化量小至0.1 mm时发送警报。

Hoselton 使用 EasyBuilder 中的点击式通信设置,使用来自 PLC 的信号提醒视觉系统在新零件就位时采集图像。他将检查结果发回 PLC 和 HMI。最后,他使用其他工具设置了一个显示最新零件图像的用户界面,一个显示最近零件的胶片,以及一个结果表。视觉系统仅在约40毫秒内检查每个零件,比机器所需的每分钟冲程生产率快得多。装配机操作员使用的人机HMI连接到工厂网络,因此 JST 管理人员现在可以从他们的办公桌上实时或通过搜索档案来查看机器视觉系统图像。

 

提高已经很高的质量水平

In-Sight 视觉系统显著提高了公司已经达到的高质量水平。制造人员从视觉系统获得即时反馈,即使是微小的变化,这些变化太小而无法影响性能,太小而无法用肉眼看到。装配机操作员立即收集零件和检查信息,并将其带到质量控制部门。质量控制将零件交给成型技术人员,然后他立即开始着手解决问题。因此,判定制造差异的根本原因和解决制造差异所需的时间已缩短至一天。不合格报告的成本已从 1,500 美元降至 100 美元。

最重要的是,即使最小的变化也能检测和纠正,这导致公司超过了苛刻的六西格玛质量目标。在最近的测量期间,该公司生产的几百万件零件没有单一缺陷。JST 经理将此归因于机器视觉系统实施。“质量是我们公司成功最重要的因素,”Hoselton 总结道。“机器视觉帮助我们更快地检测变化,从而帮助我们做出重大改进,以便在缺陷发生之前进行纠正。” 基于此应用的成功,Hoselton 在生产不同产品的类似装配机上建立了另一个 In-Sight 视觉系统。两种产品的主要区别在于外壳中的间隙大小不同。Hoselton 从他为第一台装配机开发的程序开始。在短短 15 分钟内,他就能够调整新产品的原始程序。