Con il rapido sviluppo di apparecchiature elettroniche, automobili e altre tecnologie elettroniche, la domanda di mercato di cablaggi elettrici continua a crescere. Allo stesso tempo, si impongono requisiti più elevati in termini di funzionalità e qualità, come miniaturizzazione e leggerezza.
Di seguito verranno presentati gli elementi necessari per l'ispezione estetica al fine di garantire la qualità dei cablaggi. Verranno inoltre presentati casi applicativi relativi all'utilizzo del nuovo sistema di microscopio digitale 4K per ottenere osservazioni ingrandite, misurazioni, rilevamenti, valutazioni quantitative e un miglioramento dell'efficienza lavorativa.
Cablaggi la cui importanza e i cui requisiti crescono contemporaneamente
Un cablaggio elettrico, noto anche come fascio di cavi, è un componente formato dall'unione di più cavi di collegamento elettrico (alimentazione, comunicazione di segnale) necessari per collegare le apparecchiature elettroniche in un fascio. L'utilizzo di connettori che integrano più contatti può semplificare le connessioni, prevenendo al contempo errori di connessione. Prendendo ad esempio le automobili, in un'auto vengono utilizzati dai 500 ai 1.500 cablaggi, che possono svolgere la stessa funzione dei vasi sanguigni e dei nervi umani. Cablaggi difettosi o danneggiati avranno un impatto significativo sulla qualità, sulle prestazioni e sulla sicurezza del prodotto.
Negli ultimi anni, i prodotti elettrici e le apparecchiature elettroniche hanno mostrato una tendenza alla miniaturizzazione e all'alta densità. Nel settore automobilistico, tecnologie come i veicoli elettrici (EV), i veicoli ibridi (HEV), le funzioni di assistenza alla guida basate sulla tecnologia a induzione e la guida autonoma si stanno sviluppando rapidamente. In questo contesto, la domanda di mercato per i cablaggi elettrici continua a crescere. In termini di ricerca, sviluppo e produzione di prodotti, abbiamo anche intrapreso la ricerca di diversificazione, miniaturizzazione, leggerezza, elevata funzionalità, elevata durata, ecc., cercando di soddisfare una nuova era di esigenze diverse. Per soddisfare queste esigenze e fornire rapidamente prodotti nuovi e migliorati di alta qualità, la valutazione in fase di ricerca e sviluppo e l'ispezione estetica durante il processo di produzione devono soddisfare requisiti di precisione e velocità più elevati.
La chiave per la qualità, il collegamento dei terminali dei fili e l'ispezione dell'aspetto
Nel processo di produzione dei cablaggi elettrici, prima di assemblare connettori, guaine, protezioni, morsetti, morsetti di serraggio e altri componenti, è necessario eseguire un processo importante che determina la qualità del cablaggio: la connessione dei terminali dei cavi. Per la connessione dei terminali vengono utilizzati processi di "crimpatura (calafataggio)", "saldatura a pressione" e "saldatura". Utilizzando diversi metodi di connessione, una connessione anomala può causare difetti come scarsa conduttività e distacco del filo centrale.
Esistono molti modi per rilevare la qualità dei cablaggi, ad esempio utilizzando un "verificatore di cablaggi (rilevatore di continuità)" per verificare se ci sono disconnessioni elettriche, cortocircuiti e altri problemi.
Tuttavia, per individuare lo stato specifico e le cause dopo vari test e in caso di guasti, è necessario utilizzare la funzione di osservazione con ingrandimento del microscopio e del sistema microscopico per eseguire l'ispezione visiva e la valutazione della parte di connessione del terminale. Gli elementi di ispezione visiva per i vari metodi di connessione sono i seguenti.
Articoli per l'ispezione dell'aspetto per la crimpatura (calafataggio)
Grazie alla plasticità dei conduttori rivestiti in rame dei vari terminali, i cavi e le guaine vengono crimpati. Utilizzando utensili o apparecchiature automatizzate su una linea di produzione, i conduttori rivestiti in rame vengono piegati e collegati tramite "calafataggio".
[Articoli da sottoporre a ispezione estetica]
(1) Il filo centrale sporge
(2) Lunghezza sporgente del filo centrale
(3) Quantità di bocca a campana
(4) Lunghezza sporgente della guaina
(5) Lunghezza di taglio
(6)-1 si piega verso l'alto/(6)-2 si piega verso il basso
(7)Rotazione
(8)Tremante
Suggerimenti: il criterio per giudicare la qualità della crimpatura dei terminali crimpati è "l'altezza di crimpatura"
Una volta completata la crimpatura (sigillatura) del terminale, l'altezza della sezione del conduttore rivestito in rame nel punto di crimpatura del cavo e della guaina è definita "altezza di crimpatura". La mancata esecuzione della crimpatura secondo l'altezza di crimpatura specificata può causare una scarsa conduttività elettrica o il distacco del cavo.
Un'altezza di crimpatura superiore a quella specificata si tradurrà in una "crimpatura insufficiente", ovvero il filo si allenterà sotto tensione. Se il valore è inferiore a quello specificato, si verificherà una "crimpatura eccessiva" e il conduttore rivestito in rame taglierà il filo con anima, danneggiandolo.
L'altezza di crimpatura è solo un criterio per valutare le condizioni della guaina e del filo centrale. Negli ultimi anni, nel contesto della miniaturizzazione dei cablaggi e della diversificazione dei materiali utilizzati, la rilevazione quantitativa delle condizioni del filo centrale nella sezione trasversale del terminale a crimpare è diventata una tecnologia importante per individuare in modo completo diversi difetti nel processo di crimpatura.
Elementi di controllo dell'aspetto della saldatura a pressione
Infilare il filo rivestito nella fessura e collegarlo al terminale. Quando il filo viene inserito, la guaina entrerà in contatto e verrà perforata dalla lama installata nella fessura, creando conduttività ed eliminando la necessità di rimuovere la guaina.
[Articoli da sottoporre a ispezione estetica]
(1) Il filo è troppo lungo
(2) Lo spazio nella parte superiore del filo
(3) I conduttori sporgenti prima e dopo i pad di saldatura
(4) Centro di saldatura a pressione spostato
(5) Difetti della copertura esterna
(6) Difetti e deformazioni della lamiera di saldatura
A: rivestimento esterno
B: Lamiera di saldatura
C: Filo
Elementi di ispezione dell'aspetto della saldatura
Le forme dei terminali e i metodi di instradamento dei cavi più rappresentativi possono essere suddivisi in "tipo a fessura stagnata" e "tipo a foro rotondo". Il primo tipo fa passare il filo attraverso il terminale, mentre il secondo fa passare il cavo attraverso il foro.
[Articoli da sottoporre a ispezione estetica]
(1) Il filo centrale sporge
(2) Scarsa conduttività della saldatura (riscaldamento insufficiente)
(3) Ponti di saldatura (saldatura eccessiva)
Casi applicativi di ispezione e valutazione dell'aspetto del cablaggio
Con la miniaturizzazione dei cablaggi, l'ispezione e la valutazione dell'aspetto basate sull'osservazione ingrandita stanno diventando sempre più difficili.
Il sistema di microscopio digitale 4K ad altissima definizione di Keyence "può migliorare significativamente l'efficienza lavorativa, ottenendo al contempo un ingrandimento elevato per l'osservazione, l'ispezione dell'aspetto e la valutazione".
Sintesi della profondità della messa a fuoco full-frame su oggetti tridimensionali
Il cablaggio è un oggetto tridimensionale e può essere messo a fuoco solo localmente, il che rende difficile effettuare un'osservazione e una valutazione complete che coprano l'intero oggetto bersaglio.
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" può utilizzare la funzione "sintesi di navigazione in tempo reale" per eseguire automaticamente la sintesi della profondità e acquisire immagini 4K ad altissima definizione con messa a fuoco completa sull'intero bersaglio, semplificando l'esecuzione di osservazioni con ingrandimento corrette ed efficienti, ispezioni estetiche e valutazioni.
Misurazione della deformazione del cablaggio
Durante la misurazione, non è necessario utilizzare solo un microscopio, ma anche una varietà di altri strumenti di misura. Il processo di misurazione è macchinoso, richiede tempo e manodopera. Inoltre, i valori misurati non possono essere registrati direttamente come dati, il che comporta alcuni problemi in termini di efficienza e affidabilità del lavoro.
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" è dotato di una varietà di strumenti per la "misurazione dimensionale bidimensionale". Misurando diversi dati, come l'angolazione del cablaggio e l'altezza di crimpatura della sezione trasversale del terminale crimpato, la misurazione può essere completata con semplici operazioni. Utilizzando la "serie VHX", è possibile non solo ottenere misurazioni quantitative, ma anche salvare e gestire dati come immagini, valori numerici e condizioni di ripresa, migliorando significativamente l'efficienza del lavoro. Dopo aver completato l'operazione di salvataggio dei dati, è ancora possibile selezionare le immagini precedenti dall'album per eseguire ulteriori misurazioni in diverse posizioni e progetti.
Misurazione dell'angolo di deformazione del cablaggio mediante il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX"
Utilizzando i diversi strumenti di "Misurazione delle dimensioni 2D" è possibile completare facilmente misurazioni quantitative semplicemente cliccando sull'angolo giusto.
Osservazione della sigillatura del filo centrale non influenzata dalla lucentezza della superficie metallica
A volte può verificarsi un'osservazione influenzata dal riflesso della superficie metallica.
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" è dotato delle funzioni di "eliminazione dell'alone" e "rimozione dell'alone anulare", che possono eliminare le interferenze di riflessione causate dalla lucentezza della superficie metallica e osservare e rilevare con precisione lo stato di calafataggio del filo centrale.
Ripresa ingrandita della parte di calafataggio del cablaggio
Vi è mai capitato di avere difficoltà a mettere a fuoco con precisione piccoli oggetti tridimensionali, come la sigillatura di un cablaggio elettrico, durante l'ispezione visiva? Questo rende molto difficile osservare piccole parti e piccoli graffi.
Il sistema di microscopio digitale 4K "Serie VHX" è dotato di un convertitore di lenti motorizzato e di una lente HR ad alta risoluzione, in grado di convertire automaticamente l'ingrandimento da 20 a 6000 volte per ottenere uno "zoom senza soluzione di continuità". Basta eseguire semplici operazioni con il mouse o il controller a portata di mano per completare rapidamente l'osservazione con lo zoom.
Un sistema di osservazione completo che realizza un'osservazione efficiente di oggetti tridimensionali
Quando si osserva l'aspetto di prodotti tridimensionali come i cablaggi elettrici, l'operazione di modifica dell'angolazione dell'oggetto target e il successivo fissaggio devono essere ripetuti, e la messa a fuoco deve essere regolata separatamente per ogni angolo. Non solo la messa a fuoco può essere effettuata solo localmente, ma è anche difficile da fissare, e ci sono angoli che non possono essere osservati.
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" può utilizzare il "sistema di osservazione completo" e il "tavolo elettrico X, Y, Z ad alta precisione" per supportare i movimenti flessibili della testa del sensore e del tavolo, che non sono possibili con alcuni microscopi.
Il dispositivo di regolazione consente una facile regolazione di tre assi (campo visivo, asse di rotazione e asse di inclinazione), consentendo l'osservazione da diverse angolazioni. Inoltre, anche se inclinato o ruotato, non uscirà dal campo visivo e manterrà il bersaglio al centro. Ciò migliora notevolmente l'efficienza dell'osservazione dell'aspetto di oggetti tridimensionali.
Analisi della forma 3D che consente la valutazione quantitativa dei terminali a crimpare
Quando si osserva l'aspetto dei terminali crimpati, non solo è necessario concentrarsi localmente sul target tridimensionale, ma si possono presentare anche problemi come anomalie non rilevate e deviazioni nella valutazione umana. I target tridimensionali possono essere valutati solo tramite misurazioni bidimensionali.
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" non solo utilizza immagini 4K nitide per l'osservazione ingrandita e la misurazione dimensionale bidimensionale, ma può anche acquisire forme 3D, eseguire misurazioni dimensionali tridimensionali e misurare i contorni su ciascuna sezione trasversale. L'analisi e la misurazione della forma 3D possono essere completate con semplici operazioni, senza la necessità di particolari abilità da parte dell'utente. Può inoltre ottenere una valutazione avanzata e quantitativa dell'aspetto dei terminali crimpati, migliorando l'efficienza operativa.
Misurazione automatica delle sezioni dei cavi sigillati
Il sistema di microscopio digitale 4K "serie VHX" può utilizzare una varietà di strumenti di misurazione per completare facilmente varie misurazioni automatiche utilizzando immagini trasversali acquisite.
Ad esempio, come mostrato nella figura sottostante, è possibile misurare automaticamente solo l'area del filo centrale nella sezione trasversale crimpata. Grazie a queste funzioni, è possibile rilevare rapidamente e quantitativamente le condizioni del filo centrale nella parte da sigillare, che non possono essere rilevate solo con la misurazione dell'altezza di crimpatura e l'osservazione della sezione trasversale.
Nuovi strumenti per rispondere rapidamente alle esigenze del mercato
In futuro, la domanda di cablaggi elettrici aumenterà. Per soddisfare le crescenti esigenze del mercato, è necessario sviluppare nuovi modelli di ricerca e sviluppo, migliorare la qualità e sviluppare nuovi processi produttivi basati su dati di rilevamento rapidi e accurati.
Data di pubblicazione: 26 dicembre 2023