FPC
- Advertisment -
Molex發布微端接解決方案
Molex近日推出新型的微端接技術，可用於含有微小構件的應用。對於醫療、智慧手機和行動設備產業的客戶來說，隨著使用的元件尺寸日益縮小，大家都在尋找一種可拆分的微端接技術產品，而本產品就是理想的選擇。
此一非常可靠的自動化微端接解決方案可以配合Temp-Flex微型帶狀電纜使用，此外，使用的電線規格可小至50AWG。通常情況下，對42至50AWG範圍內的端接需要永久性的手焊作業，然而，Molex的微端接解決方案可以實現真正可分離的連接，不再需要費時失事的焊接製程，也不會再產生重新進行永久性端接的成本。
Molex全球產品經理Abe Hiroshi表示，隨著設備的尺寸越來越小，元件也需要縮小體積。這樣一來，微型連接器和電線的端接作業就日益充滿了挑戰性。Molex的微端接方法為客戶提供了一種真正可分離的連接方法，與競爭對手目前提供的產品相比，可以大幅節省空間。
此一解決方案提供三種微端接功能：柔性轉接板到微型FPC連接器的端接，提供遠端和近端的端接；轉接板上的板對板端接，採用了具有兩種電線路由方向的SlimStack板對板轉接板；以及ASIC的直接端接，其中電纜直接端接到ASIC上。
與市場上的競爭產品相比，Molex的微端接解決方案提供批次處理功能，與僅僅採用插針到套筒的加工方式相比，可以提供更多的端接組態，而螺距也可小至0.10毫米。
微米級精密組裝/軟板插件走向自動化 力覺感測技術不可或缺
力覺感測技術就是讓機器手臂也能勝任軟板/纜線插件、微米級精密組裝等「細活」的關鍵。藉由力覺感測，手臂能感知其所接觸的物件反饋給機器手臂的力量，同時也讓手臂得以精準地控制其對工件所施加的力道。這不僅讓手臂得以勝任各種需要纖細力道控制的工作，對容易破碎的物體進行作業，也讓手臂能夠精準地把工件插入孔位。
力覺感測結合手臂的特殊考量因素
對機器手臂而言，除了機器視覺之外，力覺也是一個很常見的配套感測技術。但相較於視覺，力覺感測屬於接觸式感測，因此力覺感測的設計開發要顧慮到許多機械結構的因素。
雖然力覺感測的技術流派眾多，但大致上都可用彈簧跟阻尼的概念來理解，因此，當手臂上的力覺感測器受到一股外力作用時，感測器會有程度不一的變形。
除了感測器本身的變形外，另一個會影響到感測器運作的機械性因素是感測器跟控制器的配線。目前市面上絕大多數的機器手臂若要搭載力覺感測器，都是用外掛的方式加裝在手臂上，感測器與控制器之間的連接線纜則裸露在手臂本體外。因此，若配線時沒有保留適當的裕度，手臂伸縮運作會拉扯到配線，使力覺感測器受力，從而影響力覺感測器的讀數。
圖1跟圖2是兩種力覺感測器整合在機器手臂上的配線方式，圖1是完全外露的配線方式，圖2則是讓線路在機械手臂內部走線。在由圖2可看出，在設計時就考慮到整合力覺感測器需求的機種，像是愛普生(Epson)的C8系列機器手臂，在配線上會相對輕鬆許多，因為裸露在外的線路很短，不太需要擔心手臂運動會拉扯到線路，影響力覺感測。
標題
標題
除了機械性因素外，感測器本身的噪訊水準，也是影響感測器精準度的一個重要因素。為了獲得更好的解析度，感測器本身的噪訊水準必須非常低，否則訊號會被雜訊蓋過。
簡化開發/降低成本 統一軟硬體平台有大用
不可諱言的是，力覺感測是一種成本較高，應用上也有比較多因素需要考量的技術，因此，目前力覺感測在產線上的運用還沒到十分普及的地步。如何降低門檻，遂成為手臂/力覺方案供應商必須面對的課題。
就如同機器視覺跟機器手臂採用統一平台，可以帶來很顯著的效益。力覺跟手臂供應商如果能預先考慮到整合應用的需求，在產品設計時就提出完整的對策，也可幫用戶跟系統整合者省下許多麻煩。前面提到，在手臂本體上預留力覺感測器的連接介面，就是一個很顯著的例子。
不過，如果是只提供機器手臂或力覺感測方案的業者，要在產品設計階段就有這麼周延的考量，其實有實務上的困難，而這也是由單一供應商包辦整套方案的優勢所在。
以愛普生為例，在硬體面，除了手臂上預留連接介面之外，如果能直接在手臂控制器上內建力覺感測器介面，就有機會幫使用者省下額外採購力覺感測處理器的成本。如果是在比較單純的應用情境，例如一支手臂搭配一顆力覺感測器的狀況下，愛普生的手臂控制器(CU Controller)可以透過安裝介面卡的方式，直接與力覺感測器建立連線。但如果應用需要用到多顆力覺感測器，則可以採用額外的一對多處理器，再與手臂控制器連接(圖3)。
標題
在軟體整合層面，如果手臂跟力覺感測器來自兩家不同的供應商，系統整合者(SI)或製造業者內部的自動化工程團隊，也很難期望能用同一套開發工具為手臂跟力覺編寫控制程式，資料拋轉也會是個蠻麻煩的問題。但如果手臂跟力覺來自同一家供應商，不僅開發工具統一，甚至連程式撰寫都會變得相當輕鬆。
事實上，對愛普生手臂跟力覺的軟體整合者而言，手臂跟力覺的整合是非常直覺的。使用者甚至只須在既有的手臂控制程式後面加上一段力覺描述，就能完成軟體整合。使用者也可以把力覺感測宣告為某種手臂動作的觸發條件，當力覺感測器感應到對應的力量訊號，就能指揮手臂進行對應的動作。
此外，為了簡化手臂控制程式的編寫，有些機器手臂業者開始推廣手動教導式編程的概念，也就是用人手拉著機器手臂，讓機器手臂自行紀錄其運動軌跡，以取代傳統的程式編寫。這種做法在協作型機器手臂上很流行，但工業手臂搭配力覺感測器，其實也可以實現類似的功能。在手動教導模式下，手臂運動是外力(人手拉動)所造成的，故手臂上只要有力覺感測器，能一五一十地記錄下手臂本體所受到的外力大小、方向，也能做到類似的功能。
力覺感測拓展機器手臂應用範疇
對電子產品的組裝作業來說，使用整合了高解析度力覺感測器的機器手臂，最大的優勢在於可以執行十分高精密度的插件組裝作業。此外，在高解析度力覺感測的輔助之下，有些至今仍必須採用人工插件的作業程序，也可以改由機器手臂執行。
在高精度插件應用方面，由於許多電子終端產品都越來越小巧，因此其連接器跟板卡之間的空隙或公差，也跟著縮小到數十微米等級。在這種情況下，即便用人力來插件，也未必能有很高的作業效率，因為板卡跟連接器之間的縫隙太小了，如果插入的方向稍微有點角度偏差，就會無法插入。
但整合了高精度力覺感測器的機器手臂，在夾持工件插入連接器的過程中，會不斷感測到接觸面施予工件的反作用力，並藉此不斷調整其插入的角度，正確地完成插件作業。如果在連接器母座上有導角設計，還可以發揮引導手臂尋找孔穴的效果，加快組裝作業的速度。根據愛普生的測試，整合高解析度力覺感測器的手臂，即便公頭跟母座間的公差或縫隙只有1條(10微米)，也可以順利執行插件作業。
另一個插件應用的案例則是傳統電容的插件作業。雖然現在大多數電子產品已經不再採用帶有兩條插腳的傳統電容，改用晶片電容，但由於晶片電容的容值較小，因此某些應用還是得採用傳統封裝的大型電容。
就產品組裝來說，要在電路板上正確插入這種電容，最大的挑戰在於電容的接腳既長又軟，很容易受力變形、歪曲，因此在組裝時，往往還是得用人工插件來安裝這類電容。然而，在高精度力覺感測的輔助下，機器手臂可以先把電容的正極(長腳)插入電路板上的孔穴，然後再用力覺感測幫負極(短腳)尋找到正確的孔穴，完成插件作業。只要長短腳之間的開岔變形在容許範圍內，手臂就能完成自動組裝。
軟性電路板(FPC)、排線的組裝，目前也大多仍由人工進行，因為軟板、排線的插件作業對力道控制有相當的要求，而且插完後有時還要稍微回拉，以確定連接器跟排線/軟板已牢固接合。若要用機器手臂執行這種需要精準力道控制的作業，力覺感測技術可說是基本配備。
除了這些精密組裝之外，力覺感測還有其他的應用潛力，例如運用在軸承跟轉軸的組裝，或是工件的拋光處理上。
軸承跟轉軸的組裝有時需要用恆定的力量持續推動轉軸，使其穿過軸承，這時力覺感測就能派上用場。在拋光作業方面，現在普遍的作法是讓手臂夾持著工件，按照固定的路線跟角度，讓工件與砂輪機產生接觸。但這種做法無法確定工件跟砂輪機接觸的力道，當砂輪隨著時間出現磨耗，工件的拋光效果會慢慢變得不如預期。若是有力覺感測技術輔助，則工件跟砂輪接觸的力量便可一直保持在恆定狀態。
慢工出細活 手臂動作速度將受限制
對製造業者來說，機器手臂的動作速度越快，則生產線的產能越大，因此製造業者在使用機器手臂時，往往會希望手臂無時無刻保持全速運轉狀態。然而，如果要用機器手臂做精密組裝，則手臂運作的速度會受到一定限制，因為「慢工出細活」這句話在機器手臂上面也同樣適用。
對力覺感測器來說，手臂運動所產生的加速度，其實是一種干擾訊號。因此，若想用搭載力覺的手臂來做精密組裝，手臂的加速度不能超過精密組裝所需的力覺解析度門檻限制。這也意味著手臂在做精密組裝時，動作必然要放慢。因此，製造業者若有精密組裝的需求，在此作業階段可視產能需求，多設幾個平行工作站來避免精密組裝成為產線的瓶頸。
另外，將自動化生產納入考量的設計觀念(Design for Automation, DfA)，在未來也會越來越受到重視。一點小小的設計變更，就能讓機器手臂作業變得更順暢。DfA是一個跨部門，跨產業的議題，需要各方通力合作，才能找到理想的解決方法。
(本文作者任職於愛普生)
Molex Easy-On FFC/FPC連接器確保訊號可靠性
Molex宣布推出兩款FFC/FPC連接器，其設計可滿足汽車製造商與電視顯示器製造商對資訊市場不斷增長的需求，並且滿足設計人員對高可靠性小螺距連接器的需求。Easy-On FFC/FPC連接器提供0.5毫米螺距和1.00毫米螺距兩種款式，在確保連接可靠性的同時，可以減少占用的空間、降低重量及成本，在這一競爭激烈的市場上具有優勢。
Molex全球產品經理Yosuke Terui表示，Easy-On FFC/FPC連接器具有輕量級的產品結構，提供安全的訊號傳輸效果，針對消費品、汽車、醫療應用以及更多行業對現代通訊功能的需求，可以確保充分的可靠性。本產品可實現多種形式的解決方案，為各種廣泛的連接器形式滿足緊湊封裝應用的需求。
0.5毫米和1.00毫米Easy-On FFC/FPC連接器都採用了雙底部觸點端子設計，與單底部觸點端子相比，可以更有效的從連接位置處去除掉灰塵與污染物。兩種型號也都在外殼頂部提供了真空拾放區域，便於電路板的組裝並可節省成本；而且採用了電纜護耳金屬片鎖定端子來確保牢固的連接效果。
兩種尺寸的連接器都採用了耐熱樹脂外殼，電路數為4~80，分布在不同位置，來提供最高程度的設計靈活性。此外，0.5毫米的連接器還採用了單觸點及雙觸點，為電路數量、高度及電纜樣式確保卓越的可靠性與多功能性。