Mit der rasanten Entwicklung elektronischer Geräte, Automobile und anderer elektronischer Technologien steigt die Marktnachfrage nach Kabelbäumen weiter an. Gleichzeitig werden dadurch auch höhere Anforderungen an Funktionen und Qualität wie Miniaturisierung und geringes Gewicht gestellt.
Im Folgenden werden die notwendigen Elemente der optischen Prüfung vorgestellt, um die Qualität von Kabelbäumen sicherzustellen. Außerdem werden Anwendungsfälle für den Einsatz des neuen digitalen 4K-Mikroskopsystems vorgestellt, um eine vergrößerte Beobachtung, Messung, Erkennung, quantitative Auswertung und Verbesserung der Arbeitseffizienz zu erreichen.
Kabelbäume, deren Bedeutung und Anforderungen gleichzeitig wachsen
Ein Kabelbaum, auch Kabelstrang genannt, ist ein Bauteil, das aus der Bündelung mehrerer elektrischer Verbindungskabel (Stromversorgung, Signalkommunikation) besteht, die zum Verbinden elektronischer Geräte erforderlich sind. Die Verwendung von Steckverbindern mit mehreren Kontakten vereinfacht den Anschluss und verhindert Fehlsteckungen. In einem Auto beispielsweise werden 500 bis 1.500 Kabelbäume verwendet, die die Funktion menschlicher Blutgefäße und Nerven erfüllen können. Defekte und beschädigte Kabelbäume beeinträchtigen die Qualität, Leistung und Sicherheit des Produkts erheblich.
In den letzten Jahren ist bei Elektroprodukten und elektronischen Geräten ein Trend zur Miniaturisierung und höheren Packungsdichte zu beobachten. Auch im Automobilbereich entwickeln sich Technologien wie Elektrofahrzeuge (EV), Hybridfahrzeuge (HEV), auf Induktionstechnologie basierende Fahrassistenzfunktionen und autonomes Fahren rasant weiter. Vor diesem Hintergrund steigt die Marktnachfrage nach Kabelbäumen kontinuierlich. In Produktforschung, -entwicklung und -herstellung verfolgen wir das Ziel, Diversifizierung, Miniaturisierung, geringes Gewicht, hohe Funktionalität und lange Lebensdauer zu erreichen und so den vielfältigen Anforderungen einer neuen Ära gerecht zu werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden und schnell neue und verbesserte Produkte in hoher Qualität anbieten zu können, müssen die Evaluierung während der Forschung und Entwicklung sowie die optische Prüfung während des Herstellungsprozesses höhere Anforderungen an Genauigkeit und Geschwindigkeit erfüllen.
Der Schlüssel zur Qualität, Kabelanschluss- und Aussehensprüfung
Bei der Herstellung von Kabelbäumen muss vor der Montage von Steckverbindern, Kabelrohren, Schutzvorrichtungen, Kabelklemmen, Spannklemmen und anderen Komponenten ein wichtiger Prozess durchgeführt werden, der die Qualität des Kabelbaums bestimmt: die Klemmverbindung der Drähte. Beim Anschluss der Klemmen werden die Verfahren „Crimpen (Verstemmen)“, „Pressschweißen“ und „Schweißen“ verwendet. Bei Verwendung verschiedener Verbindungsmethoden kann es bei einer abnormalen Verbindung zu Fehlern wie schlechter Leitfähigkeit und dem Abfallen des Kerndrahts kommen.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Qualität von Kabelbäumen zu erkennen, beispielsweise mit einem „Kabelbaumprüfer (Durchgangsprüfer)“, um zu prüfen, ob elektrische Unterbrechungen, Kurzschlüsse oder andere Probleme vorliegen.
Um jedoch nach verschiedenen Tests und bei auftretenden Fehlern den genauen Zustand und die Ursachen zu erkennen, ist es notwendig, die Vergrößerungsfunktion des Mikroskops und des Mikroskopsystems zu nutzen, um eine Sichtprüfung und Bewertung des Anschlussteils durchzuführen. Die Punkte der optischen Prüfung für verschiedene Anschlussmethoden sind wie folgt.
Prüfpunkte für das Erscheinungsbild beim Crimpen (Verstemmen)
Durch die Plastizität der kupferummantelten Leiter verschiedener Anschlüsse werden die Kabel und Ummantelungen gecrimpt. Mithilfe von Werkzeugen oder automatisierten Anlagen in einer Produktionslinie werden die kupferummantelten Leiter gebogen und durch „Verstemmen“ verbunden.
[Elemente der Aussehensprüfung]
(1) Kerndraht steht hervor
(2) Überstehende Länge des Kerndrahts
(3) Menge der Trichteröffnung
(4)Hüllenüberstandlänge
(5) Schnittlänge
(6)-1 biegt nach oben/(6)-2 biegt nach unten
(7)Drehung
(8) Schütteln
Tipps: Das Kriterium zur Beurteilung der Crimpqualität von Crimpkontakten ist die „Crimphöhe“.
Nach Abschluss des Crimpens (Verstemmens) der Anschlüsse entspricht die Höhe des kupferummantelten Leiterabschnitts an der Crimpstelle von Kabel und Mantel der „Crimphöhe“. Wird die Crimphöhe nicht eingehalten, kann dies zu einer schlechten elektrischen Leitfähigkeit oder zum Ablösen des Kabels führen.
Eine höhere Crimphöhe als angegeben führt zu einer Untercrimpung, bei der sich der Draht unter Spannung löst. Liegt der Wert unter dem angegebenen Wert, führt dies zu einer Übercrimpung, bei der der kupferummantelte Leiter in den Kerndraht einschneidet und diesen beschädigt.
Die Crimphöhe ist lediglich ein Kriterium für den Zustand des Mantels und des Kerndrahts. In den letzten Jahren ist im Zusammenhang mit der Miniaturisierung von Kabelbäumen und der Diversifizierung der verwendeten Materialien die quantitative Erkennung des Kerndrahtzustands des Crimpanschlussquerschnitts zu einer wichtigen Technologie geworden, um verschiedene Defekte im Crimpprozess umfassend zu erkennen.
Prüfpunkte für das Aussehen beim Pressschweißen
Stecken Sie den ummantelten Draht in den Schlitz und schließen Sie ihn an die Klemme an. Beim Einführen des Drahtes berührt die am Schlitz angebrachte Klinge die Ummantelung und durchsticht sie. Dadurch entsteht Leitfähigkeit, sodass die Ummantelung nicht entfernt werden muss.
[Elemente der Aussehensprüfung]
(1) Der Draht ist zu lang
(2) Die Lücke an der Spitze des Drahtes
(3) Die vor und nach den Lötpads hervorstehenden Leiter
(4) Pressschweißmittenversatz
(5) Mängel an der Außenhülle
(6) Defekte und Verformungen des Schweißblechs
A: Außenhülle
B: Schweißblech
C: Draht
Prüfpunkte für das Erscheinungsbild von Schweißnähten
Repräsentative Anschlussformen und Kabelführungsmethoden können in „Blechschlitztyp“ und „Rundlochtyp“ unterteilt werden. Ersteres führt den Draht durch den Anschluss und letzteres führt das Kabel durch das Loch.
[Elemente der Aussehensprüfung]
(1) Kerndraht steht hervor
(2) Schlechte Leitfähigkeit des Lots (unzureichende Erwärmung)
(3) Lötbrücken (übermäßiges Löten)
Anwendungsfälle der Inspektion und Bewertung des Aussehens von Kabelbäumen
Mit der Miniaturisierung von Kabelbäumen wird die Prüfung und Bewertung des Aussehens auf der Grundlage einer vergrößerten Betrachtung immer schwieriger.
Das digitale 4K-Mikroskopsystem mit ultrahoher Auflösung von Keyence „kann die Arbeitseffizienz erheblich verbessern und gleichzeitig eine Beobachtung mit hoher Vergrößerung sowie eine Prüfung und Bewertung des Erscheinungsbilds ermöglichen.“
Tiefensynthese der Vollbildfokussierung auf dreidimensionale Objekte
Der Kabelbaum ist ein dreidimensionales Objekt und kann nur lokal fokussiert werden, was eine umfassende Beobachtung und Auswertung des gesamten Zielobjekts erschwert.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ kann mit der Funktion „Navigations-Echtzeitsynthese“ automatisch eine Tiefensynthese durchführen und hochauflösende 4K-Bilder mit vollem Fokus auf das gesamte Ziel aufnehmen, wodurch eine korrekte und effiziente Vergrößerungsbeobachtung, Aussehensprüfung und Auswertung einfach durchgeführt werden kann.
Verzugsmessung von Kabelbäumen
Bei der Messung muss nicht nur ein Mikroskop, sondern auch eine Vielzahl anderer Messgeräte verwendet werden. Der Messvorgang ist umständlich, zeitaufwändig und arbeitsintensiv. Darüber hinaus können die Messwerte nicht direkt als Daten aufgezeichnet werden, was gewisse Probleme hinsichtlich der Arbeitseffizienz und Zuverlässigkeit mit sich bringt.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ ist mit einer Vielzahl von Werkzeugen für zweidimensionale Messungen ausgestattet. Die Messung verschiedener Daten wie des Winkels des Kabelbaums und der Querschnitts-Crimphöhe des Crimpanschlusses lässt sich mit einfachen Handgriffen durchführen. Mit der „VHX-Serie“ können Sie nicht nur quantitative Messungen durchführen, sondern auch Daten wie Bilder, numerische Werte und Aufnahmebedingungen speichern und verwalten, was die Arbeitseffizienz deutlich steigert. Nach Abschluss der Datenspeicherung können Sie weiterhin frühere Bilder aus dem Album auswählen, um weitere Messungen an verschiedenen Standorten und Projekten durchzuführen.
Messung des Kabelbaum-Verzugswinkels mit dem 4K-Digitalmikroskopsystem „VHX-Serie“
Mit den vielfältigen Werkzeugen von „2D-Dimensionsmessung“ können Sie quantitative Messungen ganz einfach durchführen, indem Sie einfach auf den richtigen Winkel klicken.
Beobachtung der Kerndrahtverstemmung, die nicht durch den Glanz der Metalloberfläche beeinträchtigt wird
Aufgrund der Reflexion der Metalloberfläche kann es manchmal zu Beobachtungen kommen.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ ist mit den Funktionen „Halo-Eliminierung“ und „Ringhalo-Entfernung“ ausgestattet, mit denen durch den Glanz der Metalloberfläche verursachte Reflexionsstörungen eliminiert und der Verstemmzustand des Kerndrahts genau beobachtet und erfasst werden können.
Zoomaufnahme des Verstemmteils des Kabelbaums
Haben Sie schon einmal erlebt, dass es bei der optischen Prüfung schwierig ist, kleine dreidimensionale Objekte wie Kabelbaumverstemmungen präzise zu fokussieren? Dadurch wird es sehr schwierig, kleine Teile und feine Kratzer zu erkennen.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ ist mit einem motorisierten Objektivkonverter und einem hochauflösenden HR-Objektiv ausgestattet, das eine automatische Vergrößerungsumwandlung von 20- bis 6000-fach ermöglicht und so einen „nahtlosen Zoom“ ermöglicht. Führen Sie einfach einfache Bedienvorgänge mit der Maus oder dem Controller aus, und Sie können die Zoom-Beobachtung schnell abschließen.
Ein Rundum-Beobachtungssystem, das eine effiziente Beobachtung dreidimensionaler Objekte ermöglicht
Bei der Betrachtung des Erscheinungsbilds dreidimensionaler Produkte wie Kabelbäumen muss der Vorgang des Änderns des Winkels des Zielobjekts und des anschließenden Fixierens wiederholt werden, und der Fokus muss für jeden Winkel separat eingestellt werden. Es kann nicht nur nur lokal fokussiert werden, es ist auch schwierig zu fixieren, und es gibt Winkel, die nicht beobachtet werden können.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ kann das „Rundum-Beobachtungssystem“ und den „hochpräzisen elektrischen X-, Y- und Z-Tisch“ nutzen, um flexible Bewegungen des Sensorkopfs und des Tisches zu unterstützen, die bei einigen Mikroskopen nicht möglich sind.
Die Justiervorrichtung ermöglicht die einfache Einstellung von drei Achsen (Sichtfeld, Rotationsachse und Neigungsachse) und ermöglicht so die Beobachtung aus verschiedenen Winkeln. Selbst beim Neigen oder Drehen bleibt das Sichtfeld erhalten und das Ziel bleibt in der Mitte. Dies verbessert die Effizienz bei der Beobachtung des Erscheinungsbilds dreidimensionaler Objekte erheblich.
3D-Formanalyse, die eine quantitative Bewertung von Crimpkontakten ermöglicht
Bei der Betrachtung des Erscheinungsbilds von Crimpkontakten muss man sich nicht nur lokal auf das dreidimensionale Ziel konzentrieren, sondern es treten auch Probleme wie übersehene Anomalien und Abweichungen bei der menschlichen Bewertung auf. Bei dreidimensionalen Zielen können sie nur durch zweidimensionale Dimensionsmessungen ausgewertet werden.
Das 4K-Digitalmikroskopsystem der „VHX-Serie“ ermöglicht nicht nur die Verwendung klarer 4K-Bilder für vergrößerte Betrachtungen und zweidimensionale Größenmessungen, sondern auch die Erfassung von 3D-Formen, dreidimensionale Größenmessungen und Konturmessungen an jedem Querschnitt. Die Analyse und Messung der 3D-Form kann durch einfache Bedienvorgänge ohne besondere Kenntnisse des Benutzers durchgeführt werden. Gleichzeitig ermöglicht es eine erweiterte und quantitative Bewertung des Erscheinungsbilds von Crimpkontakten und verbessert die Effizienz des Betriebs.
Automatische Messung verstemmter Kabelabschnitte
Das 4K-Digitalmikroskopsystem „VHX-Serie“ kann mithilfe einer Vielzahl von Messwerkzeugen problemlos verschiedene automatische Messungen anhand aufgenommener Querschnittsbilder durchführen.
Wie in der Abbildung unten gezeigt, ist es beispielsweise möglich, automatisch nur den Kerndrahtbereich des gecrimpten Kerndrahtquerschnitts zu messen. Mit diesen Funktionen lässt sich der Kerndrahtzustand des Verstemmteils schnell und quantitativ erfassen, was allein durch die Messung der Crimphöhe und die Betrachtung des Querschnitts nicht erfasst werden kann.
Neue Tools, um schnell auf Marktanforderungen zu reagieren
Die Marktnachfrage nach Kabelbäumen wird in Zukunft steigen. Um den steigenden Marktanforderungen gerecht zu werden, müssen neue Forschungs- und Entwicklungsprojekte, Modelle zur Qualitätsverbesserung und Fertigungsprozesse auf der Grundlage schneller und präziser Erfassungsdaten etabliert werden.
Veröffentlichungszeit: 26. Dezember 2023