插頭連接器之類(lèi)的電子元器件的尺寸越來(lái)越小，這對制造業(yè)提出了更大的挑戰。ERNI 電子采用三維數控多傳感器測量設備來(lái)確保其制造工藝，其中一臺設備帶有 X 射線(xiàn)計算機斷層掃描技術(shù)。 現代測量技術(shù)能夠快速地實(shí)現工藝驗證。

ERNI 電子引入了“*生產(chǎn)“技術(shù)。該公司在斯圖加特附近的阿德?tīng)栘惛裆a(chǎn)大量各種電路板連接器和 I / O 插頭連接器，背板，連接器電纜，外殼，系統和工具。許多產(chǎn)品通過(guò)供應商進(jìn)入汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，在那里要求已安裝的組件具有特別高的品質(zhì)。

因此，質(zhì)保部的配套設施是十分專(zhuān)業(yè)的。在測量實(shí)驗室里，除了各種三維數控多傳感器測量機以外，還有一臺帶有 X 射線(xiàn)計算機斷層掃描傳感器的三坐標測量機（CMM） 。為了讓工人能夠迅速檢查他們的工作成果，在生產(chǎn)車(chē)間里安置了一臺復合式三坐標測量機。

質(zhì)量管理部負責人 Oliver Jehlitschke 解釋說(shuō)：“汽車(chē)工業(yè)總是希望增加電路板的封裝密度。這意味著(zhù)，我們要不斷開(kāi)發(fā)更小的插頭連接器。因此，我們必須不斷調整生產(chǎn)和測量條件。”

他所在部門(mén)的長(cháng)期指導者和合作伙伴是WERTH。這個(gè)位于吉森的公司是現代三坐標測量界的供應商。其專(zhuān)門(mén)從事生產(chǎn)帶有光學(xué)傳感器和 X 射線(xiàn)斷層掃描技術(shù)的三坐標測量機，以及復合式三坐標測量機。早在 1996 年， ERNI 就引進(jìn)了一臺緊湊型設備 VideoCheck IP 250，用于插頭連接器、外殼和打孔帶的光學(xué)測量。如今，它已被一臺更新、更準確的同類(lèi)型測量機所替代。對于較大的零件， ERNI 在 1999 年投入使用了 VideoCheckFB 固定橋式測量機，它的測量范圍是 400×400×200mm。它配備了遠心光學(xué)鏡頭，以及獲得的Werth 光纖探針和傳統的 3D 觸發(fā)式探針。

計算機斷層掃描技術(shù)使三坐標測量機更加完善

ERNI 測量實(shí)驗室的一大亮點(diǎn)是自 2008 年以來(lái)就被投入使用的 Werth TomoScope® HV Compact。該三坐標測量機利用計算機斷層掃描技術(shù)，在不接觸零件的情況下，分析或測量零件，且測量精度為微米級。

其工作原理如下：首先，在不同的旋轉位置拍攝測量對象的透射圖像。然后，通過(guò)軟件將所以的單張圖像進(jìn)行三維重構，創(chuàng )建一個(gè)三維立體圖像，用來(lái)描述整個(gè)零件內部和外部的幾何形狀。測量技術(shù)員Rüdiger Teufel 解釋道：“我們使用TomoScope®測量所有的空外殼和一些包含了公母端子的裝配插頭。我們的掐絲打孔帶也可以用 TomoScope®來(lái)測量。”

對未來(lái)技術(shù)投資的主要原因是為了贏(yíng)得工藝制造的時(shí)間。運用三維模型和斷層掃描技術(shù)生成的三維數據的理論-實(shí)際比對，通過(guò)彩色編碼顯示測量數據和理論值偏差。這樣可以幫助快速確認，比如，塑料在注塑過(guò)程中是否在模具中正確分布。根據結果，可以對模具及注塑參數進(jìn)行優(yōu)化，直到達到工藝要求。質(zhì)量部負責人Jehlitschke 介紹說(shuō)：”我們要求外殼及其配套的打孔帶都滿(mǎn)足工藝指數Cp=1.67。“

固定橋式測量機裝有遠心光學(xué)鏡頭以及一個(gè)光纖探針和一個(gè)傳統的觸發(fā)式探針。

Rüdiger Teufel 和他的同事使用 TomoScope®進(jìn)行微米級高精度測量：“ 舉個(gè)例子， 我們對外殼的首檢都是在 TomoScope®上進(jìn)行的。我可以對零件掃描，在幾分鐘內就能得到三維幾何點(diǎn)云數據用于分析。零件的內部尺寸，如腔室，也將被測量。以前，我們必須進(jìn)行切割、加工和拋光后才能得到橫截面，現在，我們只要按一下按鈕即可從點(diǎn)云中得到橫截面圖像。這節省了大量的時(shí)間。其次，可以任意移動(dòng)截面位置。”

可靠的共面測量

在 2015 年上半年， ERNI 測量實(shí)驗室獲得了另一臺Werth VideoCheck®S 400 型號三維數控多傳感器測量機。它配備了的傳感器，例如色差傳感器（CFP） 和面焦點(diǎn)變化傳感器 Werth 3D-Patch。Oliver Jehlitschke 說(shuō)明了投資的原因：“連接插頭連接器和電路板的焊盤(pán)必須在一個(gè)公差很小的平面上，防止在之后的焊接過(guò)程中產(chǎn)生缺陷。我們通過(guò)對所有焊接點(diǎn)進(jìn)行共面測量來(lái)判斷是否達標。”

一個(gè)特別的挑戰是，從插頭連接器突出的插針會(huì )在裝配后被彎曲 90° 。這意味著(zhù)，彎曲角度和焊盤(pán)的位置可能會(huì )稍有不同。由于塑料外殼的變形和收縮，插頭連接器越長(cháng)，就越難避免誤差。目前，這種測量任務(wù)主要是用于制造工序中的質(zhì)量保證。為此，生產(chǎn)自動(dòng)化系統中的一個(gè)測量系統使用三角測量激光來(lái)測量高度。根據生產(chǎn)需要，這種方法是非?？斓?，但其度遠遠不如 Werth VideoCheck®測量機，該機在測量實(shí)驗室提供參考測量和更高的工藝保障。

Rüdiger Teufel 解釋說(shuō)：“我們對我們配備有Werth 3D-Patch 和 CFP 的VideoCheck®S 400 十分有信心。它具有的數碼相機術(shù)，Werth HiCam，是實(shí)現對比聚焦法的*保障。

無(wú)需特殊夾具， X 射線(xiàn)計算機斷層掃描三坐標測量機就能測量各種零件。

表面形貌測量

Werth 3D-Patch 的工作原理：只移動(dòng)相機的軸，類(lèi)似自動(dòng)聚焦的連續拍照。圖像中zui大對比度的像素被計算出來(lái)。圖像棧內的對比度zui大值被定義為測量點(diǎn)，用于描述三維零件的表面。通過(guò)新的申請中的焦點(diǎn)變化法，能夠在更大的動(dòng)態(tài)范圍內測量表面形貌。同一測量對象的黑暗和明亮區域可以在*照明下被同時(shí)捕捉到，由此計算出點(diǎn)云。然后，各個(gè)插針的zui高點(diǎn)可以被確定。并由此來(lái)定義一個(gè)接觸面。這樣可以模擬焊接前的零件定位，以及焊盤(pán)彼此之間的距離。

色差傳感器提供了另一種測量方法。這是一種一維距離傳感器，當加工軸在零件上方移動(dòng)時(shí)，它可以獲取掃描線(xiàn)。然后， 據這些掃描線(xiàn)計算和評價(jià)點(diǎn)云。由于其物理性質(zhì)，該方法尤其適用于測量光面和反光材料。

Oliver Jehlitschke 是這樣解釋 ERNI 多次選擇 Werth測量技術(shù)的：“首先，Werth 測量機能夠提供連續的高精度測量。我多年以來(lái)的經(jīng)驗可以證實(shí)這一點(diǎn)。其次， Werth 給市場(chǎng)帶來(lái)的技術(shù)總是*成熟和可靠的。zui后，我們的工作關(guān)系非常好，無(wú)論是在服務(wù)還是在應用支持方面，特別是新技術(shù) 。

ERNI 的質(zhì)量管理部門(mén)負責人 Oliver Jehlitschke（左）正在與經(jīng)驗豐富的測量技
術(shù)員 Rüdiger Teufel 討論重要的檢測特征。