CN108598839A - 一种板对板连接器安装工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板对板连接器安装工装及方法，其中，所述安装工装包括：一本体；一设置在所述本体的表面上的压合结构，其位置与所述第一连接件和第二连接件的压合位置对应；至少两个设置在所述本体的表面上用于吸起所述第一PCB板或第二PCB板的真空吸嘴；至少一个设置在所述本体的表面上用于与所述第一PCB板或第二PCB板表面贴合的止推筒；以及可伸缩地设置在所述止推筒内用于与所述第一PCB板或第二PCB板上的定位孔配合的定位结构。本发明可以降低产品零件上的定位结构的设计要求，提高产品零件生产制造优良率，降低产品零件的制造成本。

Description

一种板对板连接器安装工装及方法

技术领域

本发明涉及一种板对板连接器安装工装及方法。

背景技术

板对板连接器是目前所有连接器产品类型中传输能力最强的连接器产品，其用于连接两块硬质电路板之间的电信号和电源，主要应用于电力系统、通信网络、金融制造、电梯、工业自动化、医疗设备、办公设备、家电、军工制造等行业。

如图1a、b所示，浮动式板对板连接器包括：相互配合的公头和母头，公头和母头均包括：固定本体1’和浮动本体2’，其中，固定本体1’的背对浮动本体2’的一侧表面上设有用于与硬质电路板(PCB板)直接压力电接触的导电金属簧片3’，浮动本体2’可以相对于固定本体1’平行于PCB板的X轴或Y轴方向运动，以适应产品壳体零件(例如用于供PCB板安装于其上的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)外壳)的尺寸公差；公头和母头的区别仅在于，母头的浮动本体2’为壳体结构，公头的浮动本体2’为用于插入壳体结构以与其咬合的凸起结构。

自动化生产线在组装浮动式板对板连接器的时候，浮动连接器具有较大的公差和位置误差适用范围。组装方法一是使用连接器的浮动本体作为基准，压合连接器的公头和母头；组装方法二是使用产品壳体零件上的定位柱或定位销作为基准，压合连接器的公头和母头。具体来说：

如图2、3所示，在组装方法一中，板对板连接器用于将第一PCB板101和第二PCB板102相互连接并同时安装到ECU外壳103上，其中，板对板连接器的公头104与第一PCB板101固定连接，其母头105与第二PCB板102固定连接；组装时，先通过母头105将第二PCB板102安装固定在ECU外壳103上并放置在工作站，然后移动安装有公头104的第一PCB板101，使公头104与母头105先接触，接着，随着公头104向母头105压合，使ECU外壳103上的定位柱或定位销106与第一PCB板101上的定位孔107接触，直至定位柱或定位销106插入定位孔107中，由此完成组装。

然而，这种组装方法的缺点在于，当板对板连接器在PCB板上的定位精度低时(例如，雷达天线板在使用板对板连接器的位置不允许开孔，故无法设置定位柱)，PCB板上的定位孔不能对准定位柱或定位销，则在自动化生产时会将PCB封装组件损坏；也就是说，由于在该组装方法中，板对板连接器的公头已经与母头对准并开始插入，而零件壳体上的定位柱或定位销与PCB板的定位孔之间还有比较大的距离，因此一旦定位柱或定位销与定位孔没有对准，那么在继续往下压合的过程中，就会损坏PCBA。对于浮动式板对板连接器而言，其具有不小于0.3mm的运动许可范围，从而使两块PCB板之间可相对运动；通常，浮动式板对板连接器的公头与母头的定位精度约为±0.5mm，而零件壳体上的定位柱或定位销与PCB板的定位孔的定位精度一般约为±0.2mm，也就是说，浮动式板对板连接器的尺寸精度低于定位柱或定位销同PCB板的匹配精度，因此，当产品壳体零件上定位结构高度低于板对板连接器压合高度，板对板连接器的公头与母头先咬合时，会出现PCB板后安装进定位结构困难的问题。因此，该组装方法无法用于采用浮动式板对板连接器的结构设计。

如图4、5所示，在组装方法二中，板对板连接器用于将第一PCB板201和第二PCB板202相互连接并同时安装到ECU外壳203上，其中，板对板连接器的公头204与第一PCB板201固定连接，其母头205与第二PCB板202固定连接；组装时，先通过母头205将第二PCB板202安装固定在ECU外壳203上并放置在工作站，然后移动安装有公头204的第一PCB板201，使ECU外壳203上的定位柱或定位销206(其长度大于图2、3中定位柱或定位销106的长度)与第一PCB板201上的定位孔107先接触，接着，随着定位柱或定位销206插入定位孔207，使公头204与母头305接触，直至公头204与母头205压合在一起，由此完成组装。

虽然这种组装方法可以用于浮动式板对板连接器，但是，由于浮动式板对板连接器的比较高，公头与母头的压合尺寸较大，因此要求ECU外壳203上的定位柱或定位销206具有足够的高度尺寸，因此，这种组装方法无法应用在对于设计上需要限制定位柱或定位销的高度的场合(例如，雷达天线附件不允许设置比较高的金属凸起)。另外，同样由于在该组装方法中，零件壳体上的定位柱或定位销已经插入PCB板的定位孔，而板对板连接器的公头与母头还没有接触，因此，一旦定位柱或定位销过长，则有一定几率导致公头无法插入母头中，从而无法完成组装。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种板对板连接器安装工装及方法，以满足产品零件定位结构高度有限制且需要使用浮动式板对板连接器的产品结构的使用要求。

本发明之一所述的一种板对板连接器安装工装，其中，所述板对板连接器包括相互压合配合的第一连接件和第二连接件，所述安装工装用于将与所述第一连接件固定连接的第一PCB板以及与所述第二连接件固定连接的第二PCB板相互连接并安装到产品外壳上，所述安装工装包括：

一本体；

一设置在所述本体的表面上的压合结构，其位置与所述第一连接件和第二连接件的压合位置对应；

至少两个设置在所述本体的表面上用于吸起所述第一PCB板或第二PCB板的真空吸嘴；

至少一个设置在所述本体的表面上用于与所述第一PCB板或第二PCB板表面贴合的止推筒；以及

可伸缩地设置在所述止推筒内用于与所述第一PCB板或第二PCB板上的定位孔配合的定位结构；

其中，所述产品外壳上设有与所述第一PCB板或第二PCB板上的定位孔配合且位置对应的定位件。

在上述板对板连接器安装工装中，所述第一连接件和第二连接件均包括：一固定本体和一可相对于该固定本体运动的浮动本体；所述第一连接件或第二连接件的浮动本体为壳体结构，所述第二连接件或第一连接件的浮动本体为用于插入所述壳体结构以与其咬合的凸起结构。

在上述板对板连接器安装工装中，所述定位结构的尺寸精度为±0.05mm，位置精度为±0.1mm。

在上述板对板连接器安装工装中，所述定位件为定位柱或定位销。

本发明之二所述的一种板对板连接器安装方法，其中，所述板对板连接器包括相互压合配合的第一连接件和第二连接件，所述安装方法用于将与所述第一连接件固定连接的第一PCB板以及与所述第二连接件固定连接的第二PCB板相互连接并安装到产品外壳上，所述安装方法包括以下步骤：

步骤S1，将与所述第一连接件固定连接的所述第一PCB板或与所述第二连接件固定连接的所述第二PCB板固定安装在所述产品外壳上，并放置在组装工位；

步骤S2，确定所述第一连接件、所述第二连接件、所述产品外壳上的定位件以及所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔的位置；

步骤S3，将如权利要求1-4中任意一项所述的板对板连接器安装工装的定位结构插入所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔中；

步骤S4，通过所述板对板连接器安装工装的真空吸嘴吸起所述第二PCB板或第一PCB板，以将其移动至所述产品外壳上方，并使所述第一连接件与第二连接件对准，且所述板对板连接器安装工装的定位结构与所述产品外壳上的定位件对准；

步骤S5，通过所述板对板连接器安装工装带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述第一连接件与第二连接件咬合，且所述板对板连接器安装工装的定位结构与所述产品外壳上的定位件接触；

步骤S6，通过所述板对板连接器安装工装继续带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述产品外壳上的定位件将所述板对板连接器安装工装的定位结构顶出所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔，以替代该定位结构插入该定位孔中；

步骤S7，通过所述板对板连接器安装工装继续带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述第一连接件与第二连接件完全咬合，则所述板对板连接器安装工装释放所述第二PCB板或第一PCB板；

步骤S8，将所述板对板连接器安装工装复位。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过在本体上设置可伸缩的定位结构，并在安装过程中，使该定位结构先插入PCB板的定位孔中，从而在产品零件定位结构高度有限制的情况下，缩短产品零件定位结构与PCB板的定位孔之间的距离，并利用本体上可伸缩的定位结构，在板对板连接器的公头与母头咬合的过程中，将产品零件的定位结构逐渐导入PCB板的定位孔中直至完全取代工装本体上的定位结构，由此，即使在使用浮动式板对板连接器的情况下，也可以完全避免产品零件的定位结构无法插入PCB板的情况，从而有效提高产品的生产质量，降低PCB板的损坏率，同时也降低了对产品零件的定位结构的结构精度设计要求，降低了产品零件的制造成本。

附图说明

图1a、b分别是浮动式板对板连接器的公头(或母头)的结构正视图和结构侧视图；

图2是现有技术中第一种板对板连接器安装结构的轴侧示意图；

图3是现有技术中第一种板对板连接器安装结构的剖面示意图；

图4是现有技术中第二种板对板连接器安装结构的轴侧示意图；

图5是现有技术中第二种板对板连接器安装结构的剖面示意图；

图6是本发明之一的一种板对板连接器安装工装的结构示意图；

图7是本发明之一的一种板对板连接器安装工装与产品零件的结构爆炸图；

图8是本发明之二的一种板对板连接器安装方法的流程图；

图9-12分别是本发明之二的一种板对板连接器安装方法的实施过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图6、7所示，本发明之一，即一种板对板连接器安装工装，其中，板对板连接器包括相互压合配合的第一连接件301和第二连接件302，该安装工装用于将与第一连接件301固定连接的第一PCB板303以及与第二连接件302固定连接的第二PCB板304相互连接并安装到产品外壳305上，该安装工装具体包括：本体1、设置在本体1的表面上的压合结构2、至少两个真空吸嘴3、至少一个止推筒4以及可伸缩地设置在止推筒4内的定位结构5(即，定位结构5可以在比较低的压力下与止推筒4相对滑动)，其中：

压合结构2的位置与第一连接件301和第二连接件302的压合位置对应；

真空吸嘴3用于吸起第一PCB板303或第二PCB板304；

止推筒4的顶面与第一PCB板303或第二PCB板304的表面贴合；

定位结构5的顶端伸出止推筒4，以与第一PCB板303或第二PCB板304上的定位孔306定位配合，且该定位结构5的位置还与产品外壳305上的定位柱或定位销307的位置对应。

在本发明中，第一连接件301可以是板对板连接器的公头或母头，而第二连接件302则相应地是母头或公头，在本实施例中，第一连接件301为公头，第二连接件302为母头。

在本发明中，定位结构5的形状、位置以及数量可根据PCB板、产品外壳的实际情况进行改变，在本实施例中，定位结构5的尺寸精度为±0.05mm，位置精度为±0.1mm。

下面结合图8-12对上述板对板连接器安装工装的使用方法，即本发明之二的一种板对板连接器安装方法进行详细说明，该安装方法包括以下步骤：

步骤S1，将与第一连接件301固定连接的第一PCB板303或与第二连接件302固定连接的第二PCB板304固定安装在产品外壳305上，并放置在组装工位；在本实施例中，将与第二连接件302固定连接的第二PCB板304固定安装在产品外壳305上(如图9-12所示)；

步骤S2，确定第一连接件301、第二连接件302、产品外壳305上的定位柱或定位销307以及第二PCB板304或第一PCB板303上的定位孔306的位置；在本实施例中，可以利用工装图纸或成像系统获得位置数据；

步骤S3，将上述板对板连接器安装工装的定位结构5插入第二PCB板304或第一PCB板303上的定位孔306中；在本实施例中，将定位结构5插入第一PCB板303上的定位孔306中(如图9所示)；

步骤S4，通过上述板对板连接器安装工装的真空吸嘴3吸起第二PCB板304或第一PCB板303以将其移动至产品外壳305上方，并使第一连接件301与第二连接件302对准，且上述板对板连接器安装工装的定位结构5与产品外壳305上的定位柱或定位销307对准(误差为±0.05mm)；在本实施例中，吸起第一PCB板303并将其移动至产品外壳305上方(如图9-10)；

步骤S5，通过上述板对板连接器安装工装带动第二PCB板304或第一PCB板303下压，直至第一连接件301与第二连接件302咬合，且上述板对板连接器安装工装的定位结构5与产品外壳305上的定位柱或定位销307接触；在本实施例中，将第一PCB板303下压直至定位结构5与定位柱或定位销307接触(如图11所示)；

步骤S6，通过上述板对板连接器安装工装继续带动第二PCB板304或第一PCB板303下压，直至产品外壳305上的定位柱或定位销307将上述板对板连接器安装工装的定位结构5顶出第二PCB板304或第一PCB板303上的定位孔306，以替代该定位结构5插入定位孔306中；在本实施例中，将第一PCB板303继续下压直至定位柱或定位销307替代定位结构5插入定位孔306中(如图12所示)；

步骤S7，通过上述板对板连接器安装工装继续带动第二PCB板304或第一PCB板303下压，直至第一连接件301与第二连接件302完全咬合(即压合到位)，则上述板对板连接器安装工装释放第二PCB板304或第一PCB板303；在本实施例中，将第一PCB板303继续下压直至第一连接件301与第二连接件302完全咬合(如图12所示)；

步骤S8，通过重力、弹力、液压力或电磁力使上述板对板连接器安装工装复位到原点，至此安装完毕。

综上所述，本发明可以降低产品零件上的定位结构的设计要求，提高产品零件生产制造优良率，降低产品零件的制造成本。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (5)

1.一种板对板连接器安装工装，其中，所述板对板连接器包括相互压合配合的第一连接件和第二连接件，所述安装工装用于将与所述第一连接件固定连接的第一PCB板以及与所述第二连接件固定连接的第二PCB板相互连接并安装到产品外壳上，其特征在于，所述安装工装包括：

一本体；

一设置在所述本体的表面上的压合结构，其位置与所述第一连接件和第二连接件的压合位置对应；

至少两个设置在所述本体的表面上用于吸起所述第一PCB板或第二PCB板的真空吸嘴；

至少一个设置在所述本体的表面上用于与所述第一PCB板或第二PCB板表面贴合的止推筒；以及

可伸缩地设置在所述止推筒内用于与所述第一PCB板或第二PCB板上的定位孔配合的定位结构；

其中，所述产品外壳上设有与所述第一PCB板或第二PCB板上的定位孔配合且位置对应的定位件。

2.根据权利要求1所述板对板连接器安装工装，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件均包括：一固定本体和一可相对于该固定本体运动的浮动本体；所述第一连接件或第二连接件的浮动本体为壳体结构，所述第二连接件或第一连接件的浮动本体为用于插入所述壳体结构以与其咬合的凸起结构。

3.根据权利要求1所述板对板连接器安装工装，其特征在于，所述定位结构的尺寸精度为±0.05mm，位置精度为±0.1mm。

4.根据权利要求1所述板对板连接器安装工装，其特征在于，所述定位件为定位柱或定位销。

5.一种板对板连接器安装方法，其中，所述板对板连接器包括相互压合配合的第一连接件和第二连接件，所述安装方法用于将与所述第一连接件固定连接的第一PCB板以及与所述第二连接件固定连接的第二PCB板相互连接并安装到产品外壳上，其特征在于，所述安装方法包括以下步骤：

步骤S1，将与所述第一连接件固定连接的所述第一PCB板或与所述第二连接件固定连接的所述第二PCB板固定安装在所述产品外壳上，并放置在组装工位；

步骤S2，确定所述第一连接件、所述第二连接件、所述产品外壳上的定位件以及所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔的位置；

步骤S3，将如权利要求1-4中任意一项所述的板对板连接器安装工装的定位结构插入所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔中；

步骤S4，通过所述板对板连接器安装工装的真空吸嘴吸起所述第二PCB板或第一PCB板，以将其移动至所述产品外壳上方，并使所述第一连接件与第二连接件对准，且所述板对板连接器安装工装的定位结构与所述产品外壳上的定位件对准；

步骤S5，通过所述板对板连接器安装工装带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述第一连接件与第二连接件咬合，且所述板对板连接器安装工装的定位结构与所述产品外壳上的定位件接触；

步骤S6，通过所述板对板连接器安装工装继续带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述产品外壳上的定位件将所述板对板连接器安装工装的定位结构顶出所述第二PCB板或第一PCB板上的定位孔，以替代该定位结构插入该定位孔中；

步骤S7，通过所述板对板连接器安装工装继续带动所述第二PCB板或第一PCB板下压，直至所述第一连接件与第二连接件完全咬合，则所述板对板连接器安装工装释放所述第二PCB板或第一PCB板；

步骤S8，将所述板对板连接器安装工装复位。