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符合人体工学原理,使连接器组装更安全,更高效

正确的工作场所和连接器设计可减轻工人压力并提高产品可靠性
 
TE Con​​nectivity的设备业务部门现场应用工程师David Erickson撰写

连接器组装是电器制造中的关键功能。许多连接器用于洗衣机,烘干机,冰箱,烤箱和空调系统的电源和控制电路。近年来,连接器组装的任务变得更加复杂。这是因为用于制造更智能设备的高级传感器,控件和通信/网络功能还需要更多不同类型的连接器。尽管机器人和自动化可以用于某些连接器组装任务,但许多连接器仍是手工组装的。主动识别影响工人绩效的人机工程学问题有助于减少人为错误,但也可以提高工作场所的效率和安全性。通过专注于人体工程学(用于优化工作环境的设计和布置的科学),制造商可以发现问题区域,实施最佳实践并选择适当的连接器设计。目的是减少工厂的人为失误和现场的产品维修。

专注于连接器组装的人体工程学

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低插入力FASTON插座端子(由TE Con​​nectivity提供)
 
工人在将两个连接器配对的组装过程中执行数小时的重复运动时,往往会犯错。这些重复动作可能会导致腕管综合症(CTS),肌肉拉伤和其他身体伤害,从而影响工人的生产力,士气和健康。

将连接器组装到制造工作空间中时出现的主要挑战包括:

布置不当的工作空间会导致重复性劳损;
连接器配合不当会导致生产线和现场故障;
某些连接器需要较高的配合力,从而导致生产线工人受伤,连接器未完全配合以及闩锁未完全接合。

生产线故障和员工流失率高直接影响公司的利润,并中断生产车间的流程。现场故障可能会使您的销售经理与客户的品牌声誉关系紧张,并间接减少未来的收入。

预防是应对这些挑战的关键,可以通过专注于使用符合人体工程学的友好连接器设计并创建更符合人体工程学的工作空间来进行预防。

创建更符合人体工程学的工作空间
当今的制造商面临着应对手工组装工作的重复运动和强力应用的挑战。这是人体工程学可以发挥关键作用的地方。

通过调整任务,工作站和设备以适合工人,人机工程学力求减少工人身体上的身体压力,并最大程度地减少或消除与工作相关的严重的肌肉骨骼疾病(MSD)。应采用一种特定的方法来调整工作场所以满足员工的人体工程学需求,其中可以包括以下步骤:

步骤1:评估操作员的任务和风险因素。

了解并记录操作员执行的任务序列可以识别相关的人体工程学风险。例如,连接器组装者需要使用其手腕和手指施加力以将母连接器和公连接器压在一起。收集和锁定连接器的重复运动可能会导致CTS。

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图1:与连接器组装相关的风险因素示例

步骤2:使用工作空间重新设计,流程/工具改进,策略更改和个人附件来减轻风险。

评估每个任务,并将其相关的风险和补救措施分配给四个相关类别:工作空间重新设计,流程/工具改进,政策变更和个人附件(图3)。

适当的补救措施应形成文件并明确传达。应当通过经常的培训和教育来加强行为改变。制定培训和沟通计划有助于确保工人接受有关减少劳损或受伤风险的方法的教育。

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图2:要进行人体工程学检查的领域类别

步骤3:使用工作区设计原则评估您的工作区。

对于每个任务,工作区设置至关重要。设计工作空间时,必须考虑一系列元素。

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图3:改进工作站设计的建议

对于工作区设计,了解“主要到达区域”对于确保最有效地处理工作至关重要。这些区域是工人可以用最小的手臂,头部或躯干移动即可到达的垂直和水平区域。理想的人体工程学解决方案是将所有连接器保持在主要触及范围内。此外,为了最大程度地减少就职员工的压力,应调整工作站的高度以支持特定任务。

符合人体工程学的连接器
设计连接器既是一门艺术,也是一门科学。连接器设计工程师需要针对机械和电子需求,可靠性要求和空间限制进行​​设计。他们还需要通过提供直观而微妙的“提醒”以确保连接器正确连接来考虑人为因素。

当工人花费数小时组装连接器时,会发生许多常见问题。一些麻烦点是显而易见的。其他人很容易被忽视。将连接器组装在制造空间中时出现的关键问题包括:

生产线工人

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采用极化,终端位置保证(TPA)以及扁平接线片和插座触点设计的15位连接器设计剖析,以实现较低的配合力(由TE Con​​nectivity提供)

问题: 连接器正确配合所需的磅力极大地影响了工人的压力和生产率。当较低的磅力可用于建立正常的接触时,工人的任务可能会变得更容易。插入力是摩擦系数,耐磨性和其他机械变量的一个因素。连接器的设计和材料在减少摩擦方面起着关键作用。例如,设计用于低插入力(LIF)的镀锡黄铜插座端子平均需要6磅(27 N)的力,比不插入时所需的10到15磅的力低40%至60%。 LIF设计。对于点对点电源连接器,LIF设计需要每个触点的最大配合力仅为1.5磅。当然,当涉及10到12个触点时,连接器配合的力加起来等于18 lb或更大。

解决方案: 如今的电器制造商可以采用先进的连接器设计,以改进几十年来没有改变的标准连接器。当在更复杂的设备中由于信号和电源线增加而导致连接器数量增加时,工人可以从LIF端子和/或连接器和端子中受益。在许多情况下,值得研究LIF连接器设计带来的好处,与在端子上涂润滑剂以减少配合力相比。

较新的设计可以带来以下好处:

在连接器配合过程中采用足够和安全的推动点来杠杆作用;
当连接器接合时发出“咔嗒”声和触觉反馈,以便生产工人知道何时停止施力;
提供可视键,以防止连接器以错误的方向卡在一起,例如外壳上的圆形边缘和连接器的引入,以进一步减少组装问题。
分包商
问题: 电器制造商经常使用分包商制造将线束或电线组装成束的线束。电线的末端预先装有所需的端子或连接器外壳,以节省安装时间。分包商负责正确压接各个端子并将其插入外壳。可能会遇到一些人体工程学问题,例如重复性劳损和未完全固定在连接器外壳中的端子的退回。

解决方案: 在某些情况下,可以使用自动线束组装工具来处理线束制造问题。但是,必须依靠手动操作的制造商可以通过以下方式来优化工作空间:

向连接器供应商咨询以创建一种板系统,该板系统的材料和附件以方便,符合人体工程学的方式排列;
在可行的情况下简化和减少压接的数量;
避免锋利的边缘会导致电线卡住,并使用带有保护肋的连接器以防止电线缠结和闩锁断裂;
使用正确的工具。

返修

问题: 最大化每个连接的可靠性需要适当的触点座,触点保持力和位置。否则,在运输过程中或操作过程中,触点和/或连接器可能会松动。连接器可靠性问题通常是工人错误的结果,其中可能包括不正确地将触点插入外壳。

解决方案: 选择有助于防止工人错误的连接器设计可以减少工厂的返工和现场维修工作。有益的连接器功能包括:

提供连接器和端子极化,因此工人只能在一个方向上进行配合和组装;
在匹配多个相同位置尺寸的连接器可能会造成混乱的情况下,提供键控选项和多个连接器颜色选项;
提供听觉和触觉的感觉,使组装者知道连接器的两半已完全配合;和/或
使用端子位置保证(TPA)设备来改善端子在连接器壳体中的对准,这会减少端子卡住的机会并减小配合力。

最佳实践

的最佳实践经验丰富的连接器供应商不仅可以提高连接器性能,而且可以提高人的潜能。供应商可以提供符合线束制造商协会(WHMA)IPC / WHMA-A-620标准的工人培训。他们还可以提供最佳实践的见解,以帮助最大程度地减少人为错误并改善工作场所的人机工程学。

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图5:采用极化,终端位置保证(TPA)和扁平接线片和插座触点设计的15位连接器设计的剖视图,以实现较低的配合力(由TE Con​​nectivity提供)
 
【摘自connectortips,作者:David Erickson,JANUARY 8, 2019】

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