전자 장비, 자동차 및 기타 전자 기술의 급속한 발전으로 와이어 하네스에 대한 시장 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다. 동시에 소형화 및 경량화와 같은 기능과 품질에 대한 요구도 높아지고 있습니다.
본 문서에서는 와이어 하네스 품질 보증에 필요한 외관 검사 항목을 소개합니다. 또한, 새로운 4K 디지털 현미경 시스템을 활용하여 확대 관찰, 측정, 검출, 정량 평가 및 작업 효율 향상을 달성한 적용 사례도 소개합니다.
중요성과 요구 사항이 동시에 증가하고 있는 와이어 하네스
와이어링 하네스(케이블 하네스라고도 함)는 전자 장비를 연결하는 데 필요한 여러 전기 연결(전원 공급, 신호 통신) 배선을 하나로 묶어 만든 부품입니다. 여러 접점을 통합한 커넥터를 사용하면 연결을 간소화하고 오접속을 방지할 수 있습니다. 자동차를 예로 들어보면, 자동차 한 대에는 500개에서 1,500개의 와이어링 하네스가 사용되며, 이러한 와이어링 하네스는 사람의 혈관과 신경과 같은 역할을 합니다. 결함이 있거나 손상된 와이어링 하네스는 제품의 품질, 성능 및 안전에 큰 영향을 미칩니다.
최근 몇 년간 전기 제품 및 전자 장비는 소형화 및 고밀도화 추세를 보이고 있습니다. 자동차 분야에서는 EV(전기 자동차), HEV(하이브리드 자동차), 유도 기술 기반 운전 보조 기능, 자율주행 등의 기술이 급속도로 발전하고 있습니다. 이러한 배경에서 와이어 하네스 시장 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다. 당사는 제품 연구, 개발 및 제조 측면에서도 다각화, 소형화, 경량화, 고기능화, 고내구성 등을 추구하며 새로운 시대의 다양한 요구를 충족하고자 노력하고 있습니다. 이러한 요구를 충족하고 고품질의 신제품 및 개선된 제품을 신속하게 제공하기 위해서는 연구 개발 단계의 평가 및 제조 공정의 외관 검사가 더욱 높은 정확도와 속도 요건을 충족해야 합니다.
품질, 전선단자 접속 및 외관검사의 핵심
와이어 하네스 제조 공정에서 커넥터, 와이어 튜브, 보호관, 와이어 클램프, 조임 클램프 및 기타 부품을 조립하기 전에 와이어 하네스의 품질을 결정하는 중요한 공정, 즉 전선의 단자 연결 공정을 수행해야 합니다. 단자 연결 시에는 "압착(코킹)", "압접" 및 "용접" 공정이 사용됩니다. 다양한 연결 방식을 사용할 경우, 연결에 이상이 발생하면 전도성 불량 및 심선 탈락과 같은 고장으로 이어질 수 있습니다.
와이어 하네스의 품질을 감지하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 "와이어 하네스 검사기(연속성 검출기)"를 사용하여 전기적 단선, 단락 및 기타 문제가 있는지 검사할 수 있습니다.
그러나 각종 시험 후, 그리고 고장 발생 시 구체적인 상태와 원인을 파악하기 위해서는 현미경 및 현미경 시스템의 확대 관찰 기능을 활용하여 단자 접속부를 육안 검사 및 평가하는 것이 필수적입니다. 다양한 접속 방식에 따른 외관 검사 항목은 다음과 같습니다.
크림핑(코킹) 외관검사 항목
다양한 단자의 구리 피복 도체의 가소성을 통해 케이블과 피복이 압착됩니다. 생산 라인에서 공구나 자동화 장비를 사용하여 구리 피복 도체를 구부리고 "코킹"으로 연결합니다.
[외관검사 항목]
(1) 심선이 돌출되어 있음
(2) 심선 돌출 길이
(3) 벨마우스의 양
(4) 칼집 돌출 길이
(5) 절단 길이
(6)-1은 위로 굽습니다/(6)-2는 아래로 굽습니다
(7)회전
(8)흔들다
팁: 압착단자의 압착품질을 판단하는 기준은 '압착높이'입니다.
단자 압착(코킹)이 완료된 후, 케이블과 피복의 압착 지점에서 구리 피복 도체 부분의 높이를 "압착 높이"라고 합니다. 지정된 압착 높이에 따라 압착하지 않으면 전기 전도성이 떨어지거나 케이블이 탈락할 수 있습니다.
지정된 압착 높이보다 높으면 전선이 장력에 의해 느슨해지는 "과소 압착"이 발생합니다. 압착 높이가 지정된 값보다 낮으면 "과도한 압착"이 발생하여 구리 피복 도체가 심선을 절단하여 심선이 손상될 수 있습니다.
압착 높이는 피복과 심선의 상태를 유추하는 기준일 뿐입니다. 최근 와이어 하네스의 소형화와 사용 소재의 다양화 추세에 따라, 압착 단자 단면의 심선 상태를 정량적으로 검출하는 것은 압착 공정에서 발생하는 다양한 결함을 종합적으로 검출하는 중요한 기술로 자리 잡았습니다.
압력용접 외관검사 항목
피복 전선을 슬릿에 밀어 넣고 단자에 연결하세요. 전선을 삽입하면 슬릿에 설치된 칼날이 피복 전선과 접촉하여 전선을 관통합니다. 이로 인해 도통이 발생하여 피복을 제거할 필요가 없습니다.
[외관검사 항목]
(1) 와이어가 너무 길어요
(2) 와이어 상단의 틈새
(3) 납땜패드 전후로 튀어나온 도체
(4) 압력용접 중심 오프셋
(5) 외피의 결함
(6) 용접판의 결함 및 변형
A: 겉표지
B: 용접 시트
C: 와이어
용접 외관 검사 항목
대표적인 단자 형태와 케이블 배선 방식은 "주석 슬롯형"과 "원형 구멍형"으로 나눌 수 있습니다. 전자는 단자를 통해 전선을 통과시키고, 후자는 구멍을 통해 케이블을 통과시킵니다.
[외관검사 항목]
(1) 심선이 돌출되어 있음
(2) 납땜의 전도성이 좋지 않음(가열이 부족함)
(3) 솔더 브리징(과도한 납땜)
와이어 하네스 외관 검사 및 평가 적용 사례
와이어 하네스의 소형화로 인해 확대 관찰을 통한 외관 검사 및 평가가 점점 더 어려워지고 있습니다.
키엔스의 초고화질 4K 디지털 현미경 시스템은 "고배율 관찰, 외관 검사 및 평가를 달성하는 동시에 작업 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다."
3차원 객체에 대한 풀 프레임 초점의 심도 합성
와이어 하니스는 3차원 물체이기 때문에 국소적으로만 초점을 맞출 수 있기 때문에 대상 물체 전체를 포괄하는 종합적인 관찰과 평가를 수행하기 어렵습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 "네비게이션 실시간 합성" 기능을 사용하여 자동으로 심도 합성을 수행하고 전체 대상에 완전히 초점을 맞춘 초고화질 4K 이미지를 캡처하여 정확하고 효율적인 배율 관찰, 외관 검사 및 평가를 쉽게 수행할 수 있습니다.
와이어 하네스의 워프 측정
측정 시에는 현미경뿐만 아니라 다양한 측정 장비를 사용해야 합니다. 측정 과정은 번거롭고 시간도 많이 소요되며 노동력도 많이 듭니다. 또한, 측정값을 데이터로 직접 기록할 수 없어 작업 효율과 신뢰성 측면에서 몇 가지 문제점이 있습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 "2차원 치수 측정"을 위한 다양한 도구를 갖추고 있습니다. 와이어 하네스 각도, 압착 단자의 단면 압착 높이 등 다양한 데이터를 측정할 때 간단한 조작만으로 측정을 완료할 수 있습니다. "VHX 시리즈"를 사용하면 정량적인 측정뿐만 아니라 이미지, 수치, 촬영 조건 등의 데이터를 저장하고 관리할 수 있어 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 데이터 저장 후에도 앨범에서 이전 이미지를 선택하여 다양한 위치 및 프로젝트에 대한 추가 측정 작업을 수행할 수 있습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"를 이용한 와이어 하네스 휨 각도 측정
"2D 치수 측정"의 다양한 도구를 사용하면 오른쪽 각도를 클릭하기만 하면 손쉽게 정량적 측정을 완료할 수 있습니다.
금속 표면 광택에 영향을 받지 않는 심선 코킹 관찰
금속 표면의 반사에 영향을 받아 관찰이 가끔 발생할 수 있습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 "헤일로 제거" 및 "환형 헤일로 제거" 기능을 갖추고 있어 금속 표면의 광택으로 인한 반사 간섭을 제거하고 심선의 코킹 상태를 정확하게 관찰하고 파악할 수 있습니다.
배선 하네스 코킹 부분의 확대 샷
외관 검사 시 와이어 하네스 코킹과 같은 작은 3차원 물체에 초점을 맞추는 것이 어려운 경험을 해보신 적이 있으신가요? 이로 인해 작은 부품이나 미세한 흠집을 관찰하기가 매우 어렵습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 전동 렌즈 컨버터와 고해상도 HR 렌즈를 탑재하여 20배에서 6000배까지 자동 배율 변환이 가능하여 "끊김 없는 줌"을 구현합니다. 마우스나 컨트롤러로 간단한 조작만으로 줌 관찰을 빠르게 완료할 수 있습니다.
3차원 물체의 효율적인 관찰을 실현하는 전방위 관찰 시스템
와이어 하네스와 같은 입체 제품의 외관을 관찰할 때는 대상 물체의 각도를 변경했다가 다시 고정하는 작업을 반복해야 하며, 각 각도마다 초점을 따로 조정해야 합니다. 국소적으로만 초점을 맞출 수 있을 뿐만 아니라 고정하기도 어렵고, 관찰할 수 없는 각도도 있습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 "전방위 관찰 시스템"과 "고정밀도 X, Y, Z 전동 스테이지"를 활용하여 일부 현미경에서는 불가능한 센서 헤드와 스테이지의 유연한 움직임을 지원합니다.
조정 장치는 세 축(시야, 회전축, 기울기축)을 쉽게 조정할 수 있어 다양한 각도에서 관찰할 수 있습니다. 또한, 기울이거나 회전하더라도 시야를 벗어나지 않고 대상을 중앙에 고정합니다. 이는 3차원 물체의 외관 관찰 효율을 크게 향상시킵니다.
압착단자의 정량적 평가가 가능한 3D 형상 해석
압착 단자의 외관을 관찰할 때는 3차원 타겟에 국부적으로 초점을 맞춰야 할 뿐만 아니라, 이상 징후를 간과하거나 사람의 평가 편차와 같은 문제도 발생합니다. 3차원 타겟의 경우, 2차원 치수 측정을 통해서만 평가할 수 있습니다.
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 선명한 4K 이미지를 활용하여 확대 관찰 및 2차원 크기 측정이 가능할 뿐만 아니라, 3차원 형상을 포착하고 3차원 크기 측정을 수행하며 각 단면의 윤곽 측정도 가능합니다. 사용자의 숙련된 조작 없이도 간단한 조작만으로 3차원 형상 분석 및 측정을 완료할 수 있습니다. 압착 단자의 외관을 정밀하고 정량적으로 평가하여 작업 효율을 향상시킬 수 있습니다.
코킹된 케이블 단면의 자동 측정
4K 디지털 현미경 시스템 "VHX 시리즈"는 다양한 측정 도구를 사용하여 촬영한 단면 이미지를 바탕으로 다양한 자동 측정을 쉽게 완료할 수 있습니다.
예를 들어, 아래 그림과 같이 심선 압착 단면의 심선 면적만 자동으로 측정할 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 압착 높이 측정 및 단면 관찰만으로는 파악하기 어려운 코킹 부위의 심선 상태를 빠르고 정량적으로 파악할 수 있습니다.
시장 요구에 빠르게 대응할 수 있는 새로운 도구
앞으로 와이어 하네스에 대한 시장 수요는 증가할 것입니다. 증가하는 시장 요구를 충족하기 위해서는 빠르고 정확한 감지 데이터를 기반으로 새로운 연구 개발, 품질 개선 모델 및 제조 공정을 확립해야 합니다.
게시 시간: 2023년 12월 26일