Industrie van elektronische apparatuur

Waarneming en kwantitatieve evaluatie van kabelbomen en krimpconnectoren

Door de toenemende vraag naar elektronica voor elektronische apparaten, auto's en soortgelijke toepassingen, moeten kabelbomen nu een hogere functionaliteit en kwaliteit hebben, zoals kleinere en lichtere behuizingen.
In dit gedeelte wordt een overzicht gegeven van de punten voor vormgevingsinspecties die onontbeerlijk zijn voor de kwaliteit van kabelbomen, en worden nieuwe voorbeelden gegeven van het gebruik van de nieuwste 4K digitale microscoop van KEYENCE waarmee veel efficiënter met vergrote beelden kan worden waargenomen en veel efficiënter kwantitatief kan worden gemeten, geïnspecteerd en geëvalueerd.

Kabelbomen met een groter belang en hogere vereisten
Klemaansluitingen en vormgevingsinspectie van elektrische bedrading zijn de sleutel tot kwaliteit
Nieuwste voorbeelden van vormgevingsinspecties en evaluaties van kabelbomen
Het nieuwste hulpmiddel om snel te reageren op vragen van de markt

Kabelbomen met een groter belang en hogere vereisten

Een kabelboom is een onderdeel voor het bundelen van draden waarmee elektronische apparaten elektrisch op elkaar worden aangesloten om stroom of signalen over te brengen. De uiteinden van de draden passen op de connectoren om eenvoudig te kunnen aansluiten en om verkeerde aansluitingen te voorkomen. In een auto zitten 500 tot 1500 kabelbomen, die zijn te vergelijken met de bloedvaten en zenuwen in het menselijk lichaam. Defecten of breuken in een kabelboom zijn funest voor de veiligheid, kwaliteit en werking van het product.

Behalve de nieuwste technologieën waarmee elektrische en elektronische producten kleiner en compacter kunnen worden gemaakt, zijn er ook baanbrekende technologische ontwikkelingen in de auto-industrie, zoals elektrische voertuigen (EV's), hybride elektrische voertuigen (HEV's), en de rijhulpsystemen en autonoom rijden waarbij gebruik wordt gemaakt van sensortechnologie. Door deze technologische verbeteringen is er een grotere vraag naar kabelbomen en is het nu noodzakelijk om producten te onderzoeken, te ontwikkelen en te produceren die aan verschillende eisen voldoen, zoals een grotere verscheidenheid aan soorten, kleinere behuizingen, lichtere behuizingen, hogere functionaliteit en betere duurzaamheid. Om aan deze eisen te kunnen voldoen, moeten kwalitatief hoogstaande nieuwe producten en verbeterde producten snel aan klanten worden geleverd, hetgeen gevolgen heeft voor de evaluatie in R&D wat betreft nauwkeurigheid en snelheid en de vormgevingsinspectie tijdens het fabricageproces.

Klemaansluitingen en vormgevingsinspectie van elektrische bedrading zijn de sleutel tot kwaliteit

Bij de productie van kabelbomen is een van de processen die belangrijk zijn voor het waarborgen van de kwaliteit, het aansluiten van de draden op de aansluitklemmen, hetgeen gebeurt vóór de assemblage van onderdelen, zoals connectoren, buizen, beschermers, clips en klemmen. Bij het procedé voor het aansluiten van klemmen wordt gebruikgemaakt van krimping, drukcontacten en soldeer. Bij elke methode kunnen defecte aansluitingen voor problemen zorgen, zoals een defecte continuïteit en verkeerd aangesloten kerndraden.

Eén kwaliteitscontrole voor kabelbomen is het met een continuïteitstester controleren van de elektrische aansluitingen en het controleren op kortsluiting.
Voor het na de test of wanneer er zich een probleem voordoet, inspecteren van de gedetailleerde omstandigheden en het vaststellen van de oorzaken, is het van belang om de vormgeving van de klemaansluitingen met een microscoop waar te nemen en te evalueren. In de volgende gedeelten staan de punten voor de vormgevingsinspectie bij elke methode van aansluiten.

Punten voor de vormgevingsinspectie van krimpaansluitingen

De draad en de mantel worden gekrompen met de respectieve hulzen van de klem, waarbij de plasticiteit van de hulzen wordt gebruikt. De hulzen worden met gereedschap of een machine in een productielijn door krimpen gebogen.

[Punten voor vormgevingsinspectie]

(1) Uitsteken van de kerndraad
(2) Lengte van uitstekende kerndraad
(3) Mate van belmond
(4) Lengte van uitstekende mantel
(5) Lengte van afbreking
(6)-1 Buigen omhoog/(6)-2 Buigen omlaag
(7) Verdraaiing
(8) Rollen

TipsDe krimphoogte is een criterium om de krimpkwaliteit van klemmen te bepalen

De krimphoogte is de dwarsdoorsnedehoogte van een kernhuls of een mantelhuls na het krimpen. Als er niet tot een bepaalde hoogte kan worden gekrompen, klopt de continuïteit of de afstand van de draad niet.

Voorbeelden van een goede/foute krimphoogte van de mantel

Een krimphoogte die groter is dan de opgegeven hoogte, zorgt ervoor dat de draden bij eraan trekken losschieten omdat er niet goed is gekrompen. Anderzijds leidt een krimphoogte die kleiner is dan de gespecificeerde hoogte, ertoe dat de huls zich in de kern ingraaft als gevolg van overmatig krimpen, waardoor de bedrading beschadigd kan raken.

De krimphoogte is niet meer dan een beoordelingscriterium aan de hand waarvan de staat van de mantel en de kerndraad wordt ingeschat. De gelopen jaren zijn kabelbomen kleiner geworden en zijn er bij de productie van kabelbomen steeds meer andere materialen gebruikt. Om alle defecten te kunnen opsporen die zich tijdens het krimpproces kunnen voordoen, moet de staat van de kerndraden kwantitatief worden geïnspecteerd op de dwarsdoorsneden van krimpklemmen.

Klik hier voor de automatisch meting van dwarsdoorsneden van krimpdraden.

Punten voor de vormgevingsinspectie van aansluitingen door drukcontacten

Een klem die bij deze methode wordt gebruikt, wordt aangesloten door een buitenmantel in een slit te knijpen. Wanneer de draad in de slit wordt geduwd, wordt door het mesje op de slit de mantel gestript om een verbinding tot stand te brengen. De mantel kan tegelijkertijd worden gestript.

[Punten voor vormgevingsinspectie]

(1) Te veel draden
(2) Speling bij draadpunt
(3) Uitsteeksel van de geleider aan de voor- of achterzijde van een drukcontact
(4) Verkeerd geplaatst midden van drukcontact
(5) Kras op een behuizing
(6) Kras op of vervorming van een drukcontact

A: behuizing
B: drukcontact
C: draad

Punten voor de vormgevingsinspectie van gesoldeerde aansluitingen

Er zijn twee standaardmethoden: de ene methode is de soldeerpot, waarbij de draad in een aansluitpunt wordt gestoken, en de andere methode is het oogje, waarbij de draad door dat oogje wordt gehaald.

[Punten voor vormgevingsinspectie]

(1) Uitsteken van de kerndraad
(2) Gebrekkige continuïteit van het soldeer (onvoldoende verhit)
(3) Soldeerbrug (overmatig gesoldeerd)

Nieuwste voorbeelden van vormgevingsinspecties en evaluaties van kabelbomen

Aangezien kabelbomen steeds kleiner worden, wordt het steeds lastiger om bij vergrote waarneming de vormgeving van die kabelbomen te inspecteren en te evalueren.

Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE kan er zeer snel met een vergroot beeld worden waargenomen en geïnspecteerd.

Dieptecompositie waarmee driedimensionale objecten volledig in beeld worden gebracht

Driedimensionale kabelbomen kunnen niet volledig in beeld worden gebracht, waardoor het niet goed mogelijk is om die uitgebreid waar te nemen en te evalueren.

Met de real-time dieptesamenstelling van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan de diepte automatisch worden samengesteld, waardoor de juiste en efficiënte waarneming, vormgevingsinspectie en evaluatie mogelijk zijn aan de hand van beelden met hoge resolutie waarmee het gehele doel volledig in beeld kan worden gebracht.

Vergroot beeld van een krimpkerndraad met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Krommingsmeting van kabelbomen

Voor conventionele waarnemingen van kromgetrokken objecten zijn behalve een microscoop meerdere meetinstrument nodig. Hier duurt het langer om te meten, wat meer tijd en moeite kost. Bij conventionele metingen zijn er ook problemen met betrekking tot de efficiëntie en betrouwbaarheid van de werkzaamheden, omdat de gemeten waarden eerst moeten worden verwerkt alvorens die als gegevens kunnen worden geregistreerd.

De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks heeft een groot aantal functies voor 2D-metingen waarmee metingen van diverse punten, zoals de hoek van draadbomen en de krimphoogte van de dwarsdoorsneden van krimpklemmen, heel eenvoudig kunnen worden uitgevoerd. Met dergelijke functies kunnen gebruikers metingen kwantificeren en gegevens opslaan en beheren, met inbegrip van beelden, waarden en beeldopname-omstandigheden, waardoor de efficiëntie van het werk drastisch wordt verbeterd. Beelden die in het album worden opgeslagen, kunnen worden geselecteerd voor het naderhand meten van verschillende locaties en punten.

Hoekmeting van een kromgetrokken kabelboom met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Waarneming van krimpkerndraden die niet wordt verstoord door de glans van metalen oppervlakken

De waarneming kan worden gehinderd door reflectie van metalen oppervlakken.

Met de functie voor glansverwijdering en de verwijdering van ringreflectie van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan de reflectie van glanzende metalen oppervlakken worden verwijderd, waardoor er nauwkeurig kan worden waargenomen en de krimpvoorwaarden van de kerndraad kunnen worden bekeken en begrepen.

Waarneming van een krimpkerndraad met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Vergroot beeld van krimpconnectoren van kabelbomen

Bij de conventionele vormgevingsinspectie is het lastig om kleine doelen, zoals driedimensionale krimpconnectoren van kabelbomen, scherp in beeld te krijgen en waar te nemen.

De gemotoriseerde draaischijf en de lenzen met hoge resolutie van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks maken een naadloze zoomfunctie mogelijk waarbij automatisch wordt omgeschakeld naar een vergroting tussen 20× tot 6000×. Zo kan er snel met een muis of een console vergroot worden waargenomen.

Vergrote beelden van krimpconnectoren met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Het systeem voor waarneming uit vrije hoek waarmee de waarneming van driedimensionale objecten wordt gestroomlijnd

Bij de conventionele vormgevingswaarneming van driedimensionale producten, zoals van kabelbomen, moeten de doelen worden vastgezet in bepaalde hoeken en moet er bij iedere hoek worden scherpgesteld. Het is echter moeilijk om een geheel doel scherp in beeld te krijgen en doelen kunnen niet in bepaalde hoeken worden vastgezet.

Bij de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks worden een systeem voor waarneming uit vrije hoek en de zeer nauwkeurige XYZ-gemotoriseerde objecttafel gebruikt, zodat de kop en de objecttafel gemakkelijk kunnen worden verplaatst.
Met drie-assige aanpassingsmechanismen kan het zichtveld eenvoudig worden uitgelijnd en geroteerd en kan de schuine as worden verplaatst, waardoor er vanuit elke hoek kan worden waargenomen. Het eucentrische ontwerp zorgt er bovendien voor dat het doel gecentreerd blijft in het zichtveld, zelfs als de lens wordt gekanteld of gedraaid, zodat de vormgevingswaarneming van driedimensionale doelen veel efficiënter wordt.

Gekantelde waarneming van een connector met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Analyse van 3D-vormen waarmee de evaluatie van krimpklemmen wordt gekwantificeerd

Bij de conventionele vormgevingswaarneming van krimpklemmen moet elk deel van het driedimensionale doel scherp in beeld worden gebracht. Bij een dergelijke waarneming kunnen bovendien niet de problemen worden verholpen van defecten die niet worden waargenomen, waardoor de kans bestaat dat iedere operator met andere evaluatieresultaten komt. Er was echter geen andere manier om evaluaties uit te voeren dan gebruik te maken van 2D-metingen, zelfs voor driedimensionale doelen.

De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks maakt niet alleen vergrote waarneming en 2D-metingen met behulp van heldere 4K-beelden mogelijk, maar kan ook 3D-vormen vastleggen en 3D-metingen en profielmetingen van geselecteerde dwarsdoorsneden uitvoeren. 3D-vormen kunnen ongeacht het vaardigheidsniveau van de operator heel eenvoudig worden geanalyseerd en gemeten, wat een geavanceerde en kwantitatieve evaluatie van de vormgeving van krimpklemmen mogelijk maakt, met het bijkomende voordeel dat de werkzaamheden efficiënter kunnen worden uitgevoerd.

3D-vormanalyse van een krimpklep met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Automatische meting van dwarsdoorsneden van krimpdraden

De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks heeft een breed scala aan functies voor het uitvoeren van metingen, waarmee gebruikers diverse automatische metingen op een vastgelegd dwarsdoorsnedebeeld kunnen uitvoeren.
Zoals in de volgende afbeeldingen te zien is, kan bijvoorbeeld het gebied van de draden automatisch worden gemeten op de dwarsdoorsnede van de krimpkerndraad. Op die manier kan de staat van de krimpdraden snel en kwantitatief worden geïnspecteerd, wat niet mogelijk is bij het meten en dwarsdoorsnedewaarneming van de krimphoogte.

Automatische gebiedsmeting van de dwarsdoorsnede van een krimpkerndraad met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks

Het nieuwste hulpmiddel om snel te reageren op vragen van de markt

Als antwoord op de toegenomen vraag en de geavanceerde markteisen voor kabelbomen is het noodzakelijk om R&D, kwaliteitsverbetering en fabricageprocessen op basis van de gegevens van snelle en nauwkeurige inspecties op te zetten.
Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan zeer efficiënt worden gewerkt en zeer nauwkeurig worden waargenomen, geanalyseerd, gemeten en geëvalueerd, en dat alles met één apparaat. De VHX-reeks die is uitgerust met een groot aantal andere geavanceerde functies, kan een effectief hulpmiddel zijn voor industrieën die kwaliteit en snelheid hoog in het vaandel hebben staan.

Klik voor meer informatie over de VHX-reeks op de onderstaande knop om de catalogus te downloaden. Klik voor vragen op de andere onderstaande knop of neem contact op met KEYENCE.