Observation et évaluation quantitative de faisceaux électriques et connecteurs sertis
À l’instar de nombreux autres composants des industries électronique et automobile, les faisceaux électriques subissent depuis quelques années une miniaturisation et un allègement drastiques.
Cette section vous présente les points de contrôle d’aspect indispensables pour assurer la qualité des faisceaux électriques, ainsi que des exemples inédits d’utilisation du microscope numérique 4K de KEYENCE pour une observation sous fort grossissement mais également une mesure, un contrôle et une évaluation quantitative plus efficaces.
- Importance des faisceaux électriques et exigences renforcées
- Connexion des cosses et contrôle d’aspect des fils électriques, facteurs de qualité
- Derniers exemples de contrôle d’aspect et d’évaluation des faisceaux électriques
- Composition en profondeur pour observer les objets tridimensionnels sur des images entièrement nettes
- Mesure du gauchissement de faisceaux électriques
- Observation de fils sertis sans influence des reflets générés par les surfaces métalliques
- Capture d’image sous fort grossissement de connecteurs sertis
- Un système d'observation orientable selon un angle libre, qui rationalise l’observation d’objets tridimensionnels
- Analyse de forme 3D pour l’évaluation de la conformité de sertissage d'une cosse
- Mesure automatique sur coupes de fils sertis
- Notre dernier outil pour une meilleure réactivité aux demandes du marché
Importance des faisceaux électriques et exigences renforcées
Un faisceau électrique, également appelé "harnais", est un composant qui regroupe des fils destinés à être raccordés à des dispositifs électroniques à des fins d’alimentation ou de transmission de signal. Les extrémités de ces fils sont équipées de connecteurs afin de simplifier le raccordement et de prévenir toute erreur de connexion. Une voiture compte à elle seule entre 500 et 1500 faisceaux électriques, fonctionnant comme les vaisseaux sanguins et les nerfs qui sillonnent le corps humain. Tout défaut ou toute rupture d’un faisceau électrique risque de compromettre la sécurité du produit de même que sa qualité et ses performances.
Parallèlement à la miniaturisation et la densification des composants électriques et électroniques, l’industrie automobile a connu d’autres avancées majeures, à l’instar du développement des véhicules électriques (EV), des véhicules électriques hybrides (HEV), de l’assistance à la conduite et même de la conduite autonome, qui requièrent des capteurs et autres technologies de détection. Ces progrès technologiques ont fait exploser la demande de faisceaux électriques, nécessitant la recherche, le développement et la fabrication de produits toujours plus sophistiqués, notamment plus variés, plus compacts, plus légers, plus fonctionnels et plus durables. Les clients attendent des produits inédits et améliorés de haute qualité, disponibles en un temps record, exigeant ainsi une accélération et une optimisation sans précédent de l'évaluation en R&D et du contrôle d’aspect en fabrication.
Connexion des cosses et contrôle d’aspect des fils électriques, facteurs de qualité
Lors de la fabrication des faisceaux électriques, l’une des étapes clés pour assurer la qualité du produit est la connexion des cosses, réalisée avant l’ajout des composants tels que les connecteurs, tubes, gaines, clips et pinces. Les cosses sont généralement connectées par sertissage, contact autodénudant ou brasage. Quelle que soit la méthode employée, tout défaut de connexion risque de provoquer des problèmes de discontinuité et de mobilité des brins.
Lors du contrôle qualité des faisceaux électriques, les éventuelles déconnexions électriques et autres courts-circuits sont détectés au moyen d’un testeur de continuité.
Parallèlement, une évaluation de l’aspect de la connexion des cosses par observation sous fort grossissement au microscope est indispensable pour contrôler en détail l’état de connexion et identifier la cause de tout défaut après essai ou en cas de problème. Les sections suivantes vous présentent les points de contrôle d’aspect essentiels pour chaque méthode de connexion.
Points de contrôle d’aspect de la connexion par sertissage
Le fil et la gaine sont sertis avec le fût de la cosse, exploitant la plasticité du fût. Le fût est plié par sertissage avec un outil ou une machine automatique sur une ligne de production.
- [Points de contrôle d'aspect]
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- (1) Saillie d’un brin
- (2) Longueur de projection des brins
- (3) Amplitude d’évasement à l’entrée
- (4) Longueur de projection de la gaine
- (5) Longueur de découpe
- (6)-1 Flexion vers le haut/(6)-2 Flexion vers le bas
- (7) Torsion
- (8) Enroulement
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- ConseilsLa hauteur de sertissage, un critère décisif pour une cosse de qualité
- La hauteur de sertissage se réfère à la hauteur en coupe du fût de conducteur (fil) ou du fût d’isolant (gaine). Le défaut de sertissage à une hauteur donnée risque de provoquer une discontinuité ou une mobilité des brins.
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Exemples de hauteurs de sertissage conformes/non conformes de la gaine 
Conforme (dans les tolérances spécifiées) 
Sertissage médiocre 
Sertissage excessif - Une hauteur de sertissage supérieure à la hauteur spécifiée entraîne un désengagement des brins en cas de traction, en raison d’un sertissage insuffisant. À l’inverse, une hauteur de sertissage inférieure à la hauteur spécifiée implique un enfoncement du fût entre les brins dû à un sertissage excessif, qui endommage le fil.
- La hauteur de sertissage est seulement l’un des critères d’évaluation utilisés pour estimer l’état de la gaine et des brins. Depuis quelques années, les faisceaux électriques gagnent en compacité et leurs matériaux se diversifient. Afin de détecter tous les défauts se produisant lors du sertissage, l’état des brins doit être contrôlé quantitativement sur des coupes des cosses serties.
Points de contrôle d’aspect de la connexion par contact autodénudant
Dans cette méthode, la cosse est connectée par insertion en force du fil gainé à travers une fente. Lorsque le fil est inséré dans la fente, la lame de la fente retire la gaine (dénude) pour établir la connexion. Le dénudage est ainsi réalisé simultanément.
- [Points de contrôle d'aspect]
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- (1) Dépassement du fil
- (2) Espace à l’extrémité du fil
- (3) Saillie du fil à l'extrémité avant ou arrière du contact auto-dénudant
- (4) Contact auto-dénudant déplacé
- (5) Rayure sur le boîtier
- (6) Rayure ou déformation du contact auto-dénudant
- A : Boîtier
- B : Contact auto-dénudant
- C : Fil
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Points de contrôle d’aspect de la connexion par brasage
Il existe deux méthodes de connexion par brasage : la première est le brasage par creuset, lors duquel le fil est inséré dans une cosse, et la deuxième est le brasage par œillet, lors duquel le fil passe à travers un trou.
- [Points de contrôle d'aspect]
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- (1) Saillie d’un brin
- (2) Défaut de continuité de la brasure (chaleur insuffisante)
- (3) Pont de brasure (brasure excessive)
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Derniers exemples de contrôle d’aspect et d’évaluation des faisceaux électriques
La miniaturisation croissante des faisceaux de câble complique considérablement le contrôle et l’évaluation de leur aspect par observation sous fort grossissement.
Le microscope haute définition 4K Série VHX de KEYENCE permet une observation et un contrôle rapides sous fort grossissement.
Composition en profondeur pour observer les objets tridimensionnels sur des images entièrement nettes
La mise au point ne peut être effectuée en une seule fois sur la totalité d’un faisceau électrique en trois dimensions, empêchant la réalisation d’une observation et d’une évaluation complètes et globales.
La composition en profondeur en direct du microscope numérique 4K Série VHX compile instantanément des images capturées à différentes profondeurs, garantissant une observation sous fort grossissement, un contrôle d’aspect et une évaluation précis et efficaces à partir d’images haute résolution et entièrement nettes de la totalité de la cible.
Mesure du gauchissement de faisceaux électriques
Habituellement, la mesure du gauchissement fait appel à plusieurs instruments de mesure en complément du microscope. Cette multiplicité des instruments allonge inévitablement le processus de mesure, du fait des efforts et du temps requis. La mesure classique pose également de nombreux problèmes d’efficacité et de fiabilité, liés au traitement des valeurs mesurées avant enregistrement des données.
Le microscope numérique 4K Série VHX, propose un large choix d’outils de mesure 2D, permettant la mesure de diverses caractéristiques, telles que l’angle du faisceau électrique et la hauteur de sertissage sur coupe de la cosse, en quelques étapes simples. Ces outils facilitent la quantification des caractéristiques ainsi que l’enregistrement et la gestion des données, incluant les images, valeurs et paramètres de capture, pour une amélioration sensible de l’efficacité. Toutes les images enregistrées dans l’album peuvent être sélectionnées ultérieurement pour mesurer diverses caractéristiques en différents points.
Observation de fils sertis sans influence des reflets générés par les surfaces métalliques
Les reflets générés par les surfaces métalliques peuvent entraver l’observation.
Les fonctions d’élimination des reflets et de suppression du halo du microscope numérique 4K Série VHX éliminent les reflets générés par les surfaces métalliques brillantes, pour observer et apprécier avec précision l’état de sertissage du fil.
Capture d’image sous fort grossissement de connecteurs sertis
Lors d’un contrôle d’aspect classique, il est difficile d’effectuer une mise au point parfaite sur la totalité de petites cibles tridimensionnelles, telles que les connecteurs sertis de faisceaux électriques.
Les objectifs haute résolution et le revolver motorisé du microscope numérique 4K Série VHX permettent de profiter d’un zoom continu, qui fait automatiquement varier le grossissement de 20x à 6000x. Il vous suffit ainsi d’utiliser la souris ou la console pour réaliser une observation rapide sous différents grossissements.
Un système d'observation orientable selon un angle libre, qui rationalise l’observation d’objets tridimensionnels
Lors du contrôle d’aspect d’un produit tridimensionnel, tel qu’un faisceau électrique, il est habituellement nécessaire de maintenir la cible en différentes positions afin d’effectuer la mise au point à chaque angle. Il est, en revanche, difficile d’obtenir une image entièrement nette de la totalité de la cible et impossible de maintenir la cible dans certaines positions.
Le microscope numérique 4K Série VHX emploie un système d’observation orientable selon un angle libre et une platine motorisée XYZ haute précision, garantissant une grande liberté de mouvement de la tête et de la platine.
Des mécanismes d’ajustement suivant 3 axes facilitent l’alignement, la rotation et le mouvement oblique du champ de vision pour observer la cible sous tous les angles. De plus, sa conception eucentrique assure le maintien de la cible au centre du champ de vision, même en cas d’inclinaison ou de rotation de l’objectif, optimisant le contrôle d’aspect des cibles tridimensionnelles.
libre et platine motorisée XYZ haute précision
Analyse de forme 3D pour l’évaluation de la conformité de sertissage d'une cosse
Le contrôle d’aspect de cosses serties nécessite généralement d’ajuster la mise au point sur chaque partie de la cible en trois dimensions. Ce contrôle est ainsi sujet aux omissions de défauts et aux variations de résultats entre les opérateurs. De plus, la mesure s’effectue toujours en 2D même sur les cibles tridimensionnelles.
Le microscope numérique 4K Série VHX permet non seulement d’observer la cible sous fort grossissement et de réaliser des mesures 2D à partir d’images 4K détaillées, mais également de capturer la forme 3D et d’exécuter des mesures sur le profil selon un plan de coupe vertical. La forme 3D peut être analysée et mesurée en quelques étapes simples, indépendamment du niveau de compétence de l’opérateur, pour un contrôle d’aspect quantitatif et avancé des cosses serties.
Mesure automatique sur coupes de fils sertis
Le microscope numérique 4K Série VHX propose un large choix d’outils de mesure pour réaliser diverses mesures automatiques sur l’image en coupe capturée.
Par exemple, comme illustré sur les images ci-dessous, il est possible de mesurer automatiquement la surface des brins sur la coupe du fil serti. Ces outils facilitent la quantification rapide et précise de l’état du fil serti, que la hauteur de sertissage et l’observation en coupe ne suffisent pas à obtenir.
Notre dernier outil pour une meilleure réactivité aux demandes du marché
La demande croissante de faisceaux électriques toujours plus complexes, nécessite la mise en place de contrôles rapides et précis tant lors des phases de R&D que d'amélioration et de fabrication.
Le microscope numérique haute définition 4K Série VHX offre une efficacité sans précédent et garantit une observation, une analyse, une mesure et une évaluation haute précision avec un seul instrument. Équipée de nombreuses fonctions avancées, la Série VHX est un formidable outil pour toutes les industries exigeant rapidité et qualité.
Pour en savoir plus sur la Série VHX, cliquez sur le bouton ci-dessous pour télécharger le catalogue. Pour toute demande, cliquez sur l’autre bouton pour contacter KEYENCE.
