Osservazione e valutazione quantitativa di cablaggi e connettori a crimpare
Con l'aumento della domanda di dispositivi elettronici, automobili e applicazioni simili, i cablaggi devono avere funzionalità e qualità superiori, come corpi più piccoli e leggeri.
Questa sezione presenta i punti di ispezione dell'aspetto indispensabili per garantire la qualità dei cablaggi e nuovi esempi di utilizzo del nuovo microscopio digitale 4K di KEYENCE, che migliora l'efficienza del lavoro di osservazione ingrandita e misurazione quantitativa.
- I cablaggi hanno un'importanza e requisiti più elevati
- Connessione dei terminali e ispezione dell'aspetto dei fili elettrici
- Recenti esempi di ispezione dell'aspetto e di valutazione dei cablaggi
- Composizione della profondità che mette a fuoco gli oggetti tridimensionali
- Misurazione della deformazione dei cablaggi
- L'osservazione del filo con anima a crimpare non è influenzata dal bagliore delle superfici metalliche
- Immagine ingrandita dei connettori crimpati dei cablaggi
- Sistema di osservazione ad angolo libero, che semplifica l'osservazione di oggetti tridimensionali
- Analisi 3D della forma, che quantifica la valutazione dei terminali a crimpare
- Misurazione automatica delle sezioni trasversali dei fili crimpati
- Lo strumento più recente per rispondere rapidamente alle richieste del mercato
I cablaggi hanno un'importanza e requisiti più elevati
Il cablaggio raggruppa i fili che consentono ai dispositivi elettronici di trasmettere energia o segnali. Le estremità dei fili sono dotate di connettori per semplificare il collegamento ed evitare connessioni errate. in una singola automobile possono essere utilizzati da 500 a 1500 cablaggi, che funzionano come i vasi sanguigni e i nervi del corpo umano. Eventuali difetti e rotture dei cablaggi possono influire notevolmente sulla sicurezza del prodotto, oltre che sulla qualità e sulle prestazioni.
Oltre alle recenti tecnologie che rendono i prodotti elettrici ed elettronici più piccoli e più densi, si sono susseguiti progressi tecnologici nel settore automobilistico, come i veicoli elettrici (EV), i veicoli elettrici ibridi (HEV), la funzione di assistenza alla guida e la guida autonoma che utilizzano la tecnologia dei sensori. Questi miglioramenti tecnologici hanno aumentato la domanda di cablaggi e ora è necessario ricercare, sviluppare e produrre prodotti che soddisfino vari requisiti, come una maggiore varietà di tipi, corpi più piccoli, corpi più leggeri, maggiore funzionalità e maggiore durata. In risposta a tali requisiti, i prodotti nuovi e migliorati devono essere forniti ai clienti con una qualità e una velocità maggiori, il che richiede di conseguenza una maggiore precisione e velocità di valutazione nell’R&D e nel controllo qualità.
Connessione dei terminali e ispezione dell'aspetto dei fili elettrici
Nella produzione di cablaggi, uno dei processi importanti per garantire la qualità è il collegamento dei terminali ai fili, che viene eseguito prima dell'assemblaggio di parti come connettori, tubi, protezioni, clip e morsetti. Il tipico processo di connessione dei terminali avviene tramite crimpatura, contatto a pressione o saldatura. Con qualsiasi metodo, un collegamento difettoso può causare problemi come difetti nella continuità e spostamento di fili conduttori.
Un'ispezione di qualità per i cablaggi consiste nel verificare la presenza di disconnessioni elettriche e cortocircuiti utilizzando un tester di continuità.
Dopo che i test hanno determinato un guasto, è necessario utilizzare un microscopio per ispezionare e valutare le connessioni dei terminali. Le sezioni seguenti presentano i punti di controllo dell'aspetto di ciascun metodo di collegamento.
Punti di controllo dell'aspetto per il collegamento a crimpare
Il filo e la guaina vengono crimpati con i rispettivi cilindri del terminale, sfruttando la plasticità dei cilindri. I cilindri vengono piegati mediante crimpatura con un utensile o una macchina automatica su una linea di produzione.
- Punti di ispezione dell'aspetto
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- (1) Fuoriuscita dell'anima del filo
- (2) Parte dell'anima del filo sporgente
- (3) Quantità del foro svasato
- (4) Parte della guaina sporgente
- (5) Lunghezza di taglio
- (6-1) Piegatura verso l'alto (6-2) Piegatura verso il basso
- (7) Torsione
- (8) Rotazione
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- SuggerimentiAltezza di crimpatura, un criterio per determinare la qualità di crimpatura dei terminali
- L'altezza di crimpatura indica l'altezza della sezione delle alette della guaina o dell'anima dopo il serraggio di crimpatura. Un errore sull'altezza di crimpatura specificata causa errori di continuità o il distacco del filo.
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Esempi di pass/fail dell'altezza di crimpatura della guaina 
Non difettoso (entro le tolleranze specificate) 
Scarsa crimpatura 
Crimpatura eccessiva - Un'altezza di crimpatura superiore a quella specificata provoca il disimpegno dei fili quando vengono tirati, a causa di una scarsa crimpatura. D'altra parte, un'altezza di crimpatura inferiore a quella specificata fa sì che il cilindro scavi nell'anima a causa di una crimpatura eccessiva, causando così il danneggiamento del filo.
- L'altezza di crimpatura è semplicemente un criterio di giudizio utilizzato per valutare le condizioni della guaina e dell'anima del filo. Negli ultimi anni, i cablaggi sono diventati più piccoli e realizzati con una maggiore varietà di materiali. Per individuare tutti i difetti che si verificano nel processo di crimpatura, le condizioni dell’anima del filo devono essere ispezionate quantitativamente sulle sezioni trasversali dei terminali a crimpare.
Punti di ispezione dell'aspetto per il collegamento tramite contatto a pressione
Un terminale utilizzato in questo metodo viene collegato schiacciando un filo inguainato in una fenditura. Quando il filo viene spinto nella fenditura, la lama sulla fenditura strappa la guaina per stabilire una connessione.
- Punti di ispezione dell'aspetto
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- (1) Eccedenza del cavo
- (2) Luce in cima alla punta del filo
- (3) Sporgenza del conduttore sull'estremità anteriore o posteriore del particolare di contatto a pressione
- (4) Centro di contatto a pressione spostato
- (5) Graffio su un alloggiamento
- (6) Graffio o deformazione di un elemento di contatto a pressione
- A: Alloggiamento
- B: Particolare di contatto a pressione
- C: Filo
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Punti di controllo dell'aspetto per il collegamento a saldare
Esistono due metodi tipici: uno è quello del pozzetto di saldatura, in cui il filo viene inserito in un terminale, e l'altro è quello dell'occhiello, in cui il filo viene fatto passare attraverso un foro.
- Punti di ispezione dell'aspetto
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- (1) Fuoriuscita dell'anima del filo
- (2) Continuità di saldatura difettosa (riscaldamento insufficiente)
- (3) Ponte di saldatura (saldatura eccessiva)
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Recenti esempi di ispezione dell'aspetto e di valutazione dei cablaggi
Dal momento che i cablaggi sono sempre più piccoli, diventa sempre più difficile ispezionarli e valutarne l'aspetto attraverso un'osservazione ingrandita.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE risolve i problemi dei microscopi tradizionali, consentendo un'osservazione e un'ispezione rapide e ad alto ingrandimento.
Composizione della profondità che mette a fuoco gli oggetti tridimensionali
I microscopi tradizionali non riescono a mettere a fuoco completamente i cablaggi tridimensionali, il che rende difficile un'osservazione e una valutazione completa ed esaustiva.
La Serie VHX esegue la composizione della profondità per acquisire immagini completamente a fuoco di obiettivi con forme e geometrie complesse.
Misurazione della deformazione dei cablaggi
La misura tradizionale della deformazione richiede più strumenti di misura oltre ai microscopi. Questo allunga inevitabilmente i processi di misurazione, il che richiede più impegno e risorse. I microscopi tradizionali richiedono inoltre che le misurazioni vengano effettuate con un software separato, riducendo ulteriormente la produttività.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX dispone di un'ampia gamma di strumenti di misura 2D, che consentono di effettuare misure come l'angolo del cablaggio e l'altezza di crimpatura delle sezioni trasversali dei terminali. La Serie VHX consente agli operatori di quantificare le misure, memorizzare e gestire i valori misurati e creare report, migliorando notevolmente l'efficienza del lavoro. Le immagini memorizzate sulla Serie VHX possono essere richiamate per eseguire ulteriori misurazioni in un secondo momento.
L'osservazione del filo con anima a crimpare non è influenzata dal bagliore delle superfici metalliche
L'osservazione con i microscopi tradizionali può essere difficile a causa della riflessione delle superfici metalliche.
Grazie alla funzione di rimozione dei bagliori e del riflesso anulare, il microscopio digitale 4K della Serie VHX elimina il riflesso dalle superfici metalliche lucide, consentendo di osservare e comprendere con precisione le condizioni di crimpatura del filo conduttore.
Immagine ingrandita dei connettori crimpati dei cablaggi
Nell'ispezione dell’aspetto con i microscopi tradizionali, è difficile mettere a fuoco e osservare target di piccole dimensioni, come i connettori tridimensionali crimpati dei cablaggi.
Il revolver motorizzato e l'obiettivo HR ad alta risoluzione del microscopio digitale 4K della Serie VHX consentono una funzione di zoom senza soluzione di continuità che commuta automaticamente l'ingrandimento da 20x a 6000x. Questo consente una rapida osservazione ingrandita con un mouse o una console.
Sistema di osservazione ad angolo libero, che semplifica l'osservazione di oggetti tridimensionali
Con i microscopi tradizionali, l'ispezione dei cablaggi richiede di fissare il target di osservazione a diverse angolazioni e di regolare la messa a fuoco per ogni angolo.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX utilizza un sistema di osservazione ad angolo libero e un piatto motorizzato XYZ ad alta precisione, supportando così movimenti flessibili della testa e del piatto che erano tradizionalmente impossibili.
I meccanismi di regolazione a 3 assi consentono un facile allineamento del campo visivo, la rotazione e il movimento dell'asse obliquo, permettendo agli operatori di osservare da qualsiasi angolazione. Inoltre, il design eucentrico assicura che il target rimanga centrato nel campo visivo, anche se l'obiettivo viene inclinato o ruotato, rendendo molto più efficiente l'ispezione visiva di oggetti tridimensionali.
Analisi 3D della forma, che quantifica la valutazione dei terminali a crimpare
Nell'osservazione tradizionale dell'aspetto dei terminali a crimpare, è necessario concentrarsi su ogni parte di un obiettivo tridimensionale. Inoltre, tale osservazione non può eliminare il problema dei difetti non rilevati e delle variazioni di valutazione tra gli operatori. Inoltre, non c'è altro modo per eseguire le valutazioni se non quello di utilizzare misure 2D, anche per i target tridimensionali.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX non solo consente l'osservazione ingrandita e le misurazioni 2D, ma è anche in grado di catturare forme 3D e di eseguire misurazioni di profili 3D. Le forme 3D possono essere analizzate e misurate con semplici operazioni, indipendentemente dal livello di competenza dell'operatore, il che consente una valutazione avanzata e quantitativa dell'aspetto dei terminali a crimpare con una maggiore efficienza lavorativa.
Misurazione automatica delle sezioni trasversali dei fili crimpati
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX dispone di un'ampia gamma di strumenti di misura che consentono agli operatori di eseguire diverse misurazioni automatiche su un'immagine di sezione trasversale acquisita.
Ad esempio, come mostrato nelle immagini seguenti, l'area dei fili può essere misurata automaticamente sulla sezione trasversale dell’anima del filo crimpata. Questo consente agli operatori di ispezionare le condizioni dei fili crimpati in modo rapido e quantitativo, cosa che non può essere ottenuta con la misurazione dell'altezza della crimpatura e l'osservazione della sezione trasversale.
Lo strumento più recente per rispondere rapidamente alle richieste del mercato
In risposta all'aumento della domanda e ai requisiti avanzati del mercato per i cablaggi, è necessario stabilire i processi di R&D, miglioramento della qualità e produzione sulla base dei dati provenienti da ispezioni rapide e accurate.
Installando il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX, l'efficienza del lavoro può essere notevolmente migliorata rispetto a quella dei microscopi tradizionali e l'osservazione, l'analisi, la misurazione e la valutazione ad alta definizione (precedentemente impossibili) possono essere completate con una singola unità. Dotata di molte altre funzioni avanzate, la Serie VHX può essere uno strumento efficace per i settori che richiedono qualità e velocità.
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