Échecs de harnais : à quoi blâmer ?

Nov 18, 2023

Les techniciens de harnais de Boeing, d'Airbus et d'autres constructeurs aérospatiaux utilisent le testeur B-LRT pour trouver rapidement des circuits de masse non fiables dans les avions. Photo avec l'aimable autorisation de MK Test Systems Amériques

Le testeur de câble Easy Touch Pro teste avec précision les résistances, les diodes, les condensateurs, les LED, les interrupteurs et les paires torsadées pour les ouvertures, les courts-circuits et les erreurs de câblage. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Cirris Systems Corp.

Les fabricants de faisceaux peuvent respecter les directives de test A620B standard de l'industrie avec le testeur haute tension HVX-21, qui a une sensibilité de courant de 0,1 microampère et une tension de test maximale de 2 100 VCC. Photo courtoisie CAMI Recherche Inc.

Passer des tests et attendre avec espoir des résultats positifs est une activité stressante que la plupart des gens n'effectuent qu'en cas d'absolue nécessité. Pour les assembleurs de faisceaux de câbles, c'est un défi quotidien.

Lors de l'assemblage, ils doivent insérer correctement un fil dans le connecteur correspondant avant de pouvoir passer au fil suivant. Et après avoir construit le harnais, les assembleurs espèrent que l'équipement de test électrique leur dira que le harnais est sans erreur, même s'ils peuvent découvrir que le harnais est défectueux.

"Les données du système de test et le contrôle statistique des processus sont tous deux cruciaux pour trouver la cause première de toute défaillance du harnais et la prévenir à l'avenir", déclare Joe Kane, directeur régional chez MK Test Systems Americas. "Cette déclaration s'applique à toutes les applications, qu'il s'agisse de tester un seul fil avec deux points ou de tester un faisceau complexe avec des dizaines de milliers de points."

Il y a quelques années, MK Test Systems a développé le testeur B-LRT pour aider les techniciens de harnais de Boeing, d'Airbus et d'autres constructeurs aérospatiaux à trouver rapidement des circuits au sol non fiables dans les avions. De tels circuits laissent les aéronefs vulnérables aux effets néfastes des courants vagabonds, des coups de foudre et des champs rayonnés de haute intensité.

Kane dit que le testeur B-LRT effectue rapidement des tests de résistance de liaison, de boucle et de joint, et qu'il garantit des mesures précises. Le logiciel intégré guide l'opérateur via des graphiques et des instructions de test faciles à comprendre. Tous les résultats sont automatiquement enregistrés et téléchargés sur le serveur principal de l'établissement via un Wi-Fi, un réseau local ou un périphérique de stockage portable.

Le test de liaison mesure la résistance électrique entre deux éléments métalliques joints. Pour le test de boucle, un certain nombre d'éléments métalliques et d'équipements sont connectés pour créer une boucle de chemins de résistance parallèles. Le technicien place des pinces de chaque côté de la boucle. L'un injecte du courant dans la boucle, tandis que l'autre détecte le courant circulant dans la boucle. Le test de résistance conjointe utilise également le courant de test de boucle. Au fur et à mesure que le courant est injecté, la tension chute puis est corrigée en phase pour déterminer la résistance du joint.

"Un avion monocouloir typique nécessite environ 800 mesures de liaison dans chaque aile et 400 dans le moteur", explique Kane. "Il est courant que le nombre total de tests par avion se compte en milliers."

Le B-LRT n'est que l'un des nombreux produits de pointe que les techniciens utilisent pour tester les faisceaux de câbles. Certains sont matériels ou logiciels, tandis que d'autres facilitent la connexion d'un harnais à un testeur. Leur objectif ultime est cependant le même : aider les fabricants à améliorer la qualité des harnais en identifiant les pannes actuelles et en prévenant les futures.

Les fabricants utilisent des fils ou des faisceaux dans leurs produits depuis plus d'un siècle, mais au départ, les entreprises ont mis l'accent sur le dépannage plutôt que sur les tests. Au cours des premières décennies du 20e siècle, chaque fil a été testé avec un système go-no-go. Des sondes de multimètre ont été placées sur les deux points d'un fil, ou les points ont été passés à travers une ampoule pour assurer la continuité. Un bon fil produit soit un bourdonnement, soit une lumière.

Au fur et à mesure que les harnais évoluaient en complexité, le besoin de tests augmentait également. Dans les années 1950, les fabricants de faisceaux, en particulier ceux de l'industrie automobile, ont commencé à utiliser des commutateurs pas à pas téléphoniques (relais) pour tester la continuité de chaque fil de faisceau et vérifier son emplacement dans un connecteur.

Les tests ont été assez lents et le sont restés jusqu'à ce que les commutateurs électroniques commencent à être utilisés à la fin des années 1980. Le testeur de continuité standard d'aujourd'hui, par exemple, peut tester 1 000 points de fil en 3 secondes. Il y a trente ans, le testeur avait besoin d'une minute ou plus.

Le test de continuité est l'un des principaux tests effectués par les testeurs basse tension (BT). Ces machines détectent et actionnent également les composants du faisceau, y compris les relais, les capteurs, les commutateurs, les résistances, les condensateurs, les diodes et les connecteurs.

Chris Strangio, fondateur, président et chef de la direction de CAMI Research Inc., affirme que les testeurs LV sont spécialement conçus pour gérer un nombre de points de test faible ou élevé. Les premiers sont moins chers, utilisés pour les tests de continuité de base de petits harnais et peuvent ou non être en mesure de mesurer la résistance. Les unités à nombre de points de test élevé le deviennent en se dilatant (en ajoutant des molécules) à un testeur à point de test bas. Indépendamment du nombre de points de test, les deux types sont alimentés par la même unité de base et le même logiciel.

Les testeurs haute tension (HV) sont souvent utilisés pour les tests hipot (potentiel élevé) et diélectriques, ainsi que pour les tests de composants, de résistance d'isolement, de capacité, de continuité et de court-circuit. Dans un test hipot, 1 000 VDC ou plus sont appliqués à tous les points de test pour voir si le courant circule ou non d'un point à un autre. Si aucun courant ne circule, les points de test sont correctement isolés. Les testeurs HT garantissent également l'intégrité des circuits de ligne, de neutre et de terre des cordons d'alimentation et des appareils.

Le système haute tension de MK Test effectue des tests hipot et diélectriques CC et CA, ainsi que des tests de composants passifs et actifs. Il peut également effectuer un test de continuité ou de court-circuit et une mesure de résistance en mode deux et quatre fils (Kelvin).

"En plus de s'appuyer sur des testeurs dotés de capacités de test avancées, les fabricants ont besoin de testeurs qui se connectent à d'autres équipements et bases de données", déclare Kjell Uddeborg, ingénieur logiciel senior chez Cablescan Inc. "Si l'entreprise dispose d'une base de données qui exporte une liste de fils vers un fichier Excel, ces données peuvent être automatiquement importées dans le testeur et générer des programmes de test. Cela permet de gagner du temps et d'éliminer la possibilité d'erreurs humaines lorsque le technicien interprète les données et les saisit à nouveau dans le testeur. Certains clients importent également des "netlists" (listes de circuits électroniques descriptions de connectivité) générées par la station CAO utilisée pour concevoir le harnais. »

Le logiciel TestRite de Cablescan crée, édite et prévisualise les programmes de liste de fils (continuité) sur un PC sans qu'un testeur ne soit connecté. Lorsqu'un testeur est connecté, le technicien peut sélectionner la commande « apprendre » sur la barre d'outils du logiciel pour créer un programme.

La société fabrique également le testeur basse tension 90L8, qui se connecte à un PC Windows via un port série USB. Ce testeur est extensible par incréments de 128 points de 128 à 1 024 points de test. Il effectue également des tests d'isolation à 5 VDC jusqu'à 9,5 Mohms et des tests de continuité à deux et quatre fils jusqu'à 1 ohm.

Les harnais échouent pour plusieurs raisons, qui peuvent toutes être attribuées à quatre sources principales : le câble, le montage, le testeur ou le technicien. Kevin Ellsworth, chef de produit chez Cirris Systems Corp., note que si un câble défectueux est utilisé comme câble principal pour créer un programme de test, tous les bons câbles échoueront car ils sont testés en utilisant de mauvaises instructions de test.

La meilleure façon de savoir si un câble spécifique est le problème est d'exécuter un câble différent avec le même programme de test. Si vous êtes raisonnablement sûr que les deux câbles auraient dû être corrects, mais que vous obtenez la même erreur sur les deux, il est possible que la panne se produise sur la configuration de test plutôt que sur les câbles. Une autre façon d'affirmer cette conclusion, selon Ellsworth, est de savoir si le câble d'origine réussit les tests sur un testeur différent.

"Un luminaire qui n'est pas construit et installé correctement peut entraîner des échecs de test", déclare Ellsworth. "Pour déterminer si la fixation est la cause de l'échec, créez un nouveau programme de test. Si l'erreur persiste, le problème est probablement lié à la fixation, qui peut être remplacée ou réparée."

Quant au testeur, soit son interface (la partie du testeur visible par l'utilisateur) soit l'unité elle-même peut faire échouer les tests électriques des faisceaux. Les problèmes avec l'interface peuvent parfois être réparés par l'utilisateur, tandis que les problèmes avec l'unité peuvent devoir être examinés par le fournisseur du testeur. Ellsworth dit que divers composants à l'intérieur du châssis de l'unité peuvent entraîner un mauvais fonctionnement.

Pour déterminer avec précision si un testeur spécifique est le problème, inspectez-le pour des signes évidents de défauts, remplacez ses adaptateurs et vérifiez qu'aucun débris (en particulier de métal) ne se trouve dans la zone de test. Ensuite, analysez les câbles et les fixations sur le testeur en question et un testeur différent, et comparez les résultats.

Les fabricants de harnais utilisent souvent le testeur Easy Touch Pro de Cirris pour tester avec précision les résistances, les diodes, les condensateurs, les LED, les interrupteurs et les paires torsadées pour les ouvertures, les courts-circuits et les erreurs de câblage. Le testeur exécute le logiciel easy-wire sur un système d'exploitation Windows 10 et offre 128 points de test par boîte (1 024 maximum). L'unité autonome gère des tensions de 1 500 VDC et traite les données jusqu'à trois fois plus rapidement que son prédécesseur, l'Easy Touch. Le modèle amélioré comprend également un écran tactile couleur haute résolution de 10,4 pouces en verre Dragontrail (mince, léger et résistant aux dommages).

"Il existe de nombreuses façons de déterminer pourquoi un harnais tombe en panne, y compris l'inspection, le démontage et les tests mécaniques de sertissage et de soudure", explique Strangio. "De plus, des pannes électriques ou mécaniques peuvent entraîner l'échec du contrôle qualité du harnais."

Strangio dit qu'il est important que la personne qui administre le test le fasse parfaitement. Cela signifie que la personne doit manipuler le harnais avec précaution (pour éviter les entailles d'isolation, les broches tordues, etc.) et configurer correctement le testeur, effectuer toutes les procédures et fournir l'étiquetage requis et la documentation connexe.

"Si les paramètres et les procédures de test ne sont pas correctement définis, ou si l'équipement de test est mal configuré, le harnais peut réussir alors qu'il devrait échouer, puis finir par échouer lorsqu'il est utilisé par l'utilisateur final", explique Strangio. "Le scénario inverse est que le harnais peut tomber en panne alors qu'il devrait passer. Bien que moins critique, cela entraîne une perte de productivité. Par conséquent, il est toujours préférable d'enquêter sur chaque cause première possible lorsque plusieurs défauts sont détectés."

Le testeur haute tension HVX-21 de CAMI a une sensibilité de courant de 0,1 microampère et une tension de test maximale de 2 100 VCC. Conçu pour répondre aux directives de test A620B standard de l'industrie, le testeur permet aux techniciens de programmer spécifiquement la montée, la descente, le temps de séjour (temps de test), le courant de déclenchement et le délai de déclenchement (temps de stabilisation) pour chaque application. Il produit également des rapports de qualité archivistique pour chaque câble testé indiquant clairement « réussite » ou « échec » en haut. Chaque rapport comprend des données telles que la tension de test, le courant de fuite et la résistance d'isolation pour chaque groupe de fils.

"La meilleure façon de déterminer pourquoi un harnais a échoué peut varier considérablement d'une application à l'autre", conclut Uddeborg. "Vous pouvez être assez sûr que les petits faisceaux qui passent les tests par le processus d'"apprentissage connu" sont correctement câblés. Pour les gros faisceaux, cependant, il devient de plus en plus difficile d'être sûr. Ces faisceaux sont souvent mieux testés à l'aide de programmes créés à partir d'Excel. feuilles ou données CAO."

En février dernier, MAHLE Service Solutions a lancé le logiciel Topology Diagnostics (TD), qui fournit aux techniciens des diagrammes de topologie 2D qui affichent immédiatement les zones de défaillance des faisceaux de câbles prioritaires sur les véhicules qui ont échoué aux tests de fin de ligne. Mohan Sethi, directeur du développement commercial chez MAHLE, déclare qu'au moins un équipementier automobile prévoit de mettre en œuvre le logiciel au cours du premier semestre de cette année après avoir terminé un essai de test.

"Un technicien exécute le logiciel et, en quelques secondes, voit un diagramme de topologie spécifique au véhicule et affiche une liste prioritaire des connecteurs pouvant être à l'origine de la panne", explique Sethi. "Le logiciel montre au technicien les connecteurs, les brochages, les couleurs des fils et potentiellement les emplacements des composants 3D de l'endroit où le problème peut être. Cela élimine le besoin d'un examen fastidieux des schémas de câblage complexes et des diagnostics qui nécessitent de déchirer plusieurs systèmes pour trouver le câblage. problèmes."

Selon Andreas Huber, directeur général de MAHLE, TD ne nécessite aucun matériel ou raccordement spécial pour accéder au véhicule. Lorsque le logiciel s'exécute, il détecte rapidement les erreurs "pas de communication" au niveau du module et l'échec du code de diagnostic. Il fournit également une analyse des problèmes.

"Les techniciens reçoivent un diagnostic rapide du problème et un schéma simplifié avec des numéros de broches", explique Huber. "La liste prioritaire des connecteurs à vérifier est basée sur la logique du circuit avec une 'cause probable' de panne intégrée dans la priorité des connecteurs."

Sethi explique que MAHLE forme les techniciens de l'usine à l'utilisation du logiciel et que l'entreprise prévoit d'introduire le logiciel dans le secteur de la réparation de l'industrie automobile dans un proche avenir. MAHLE a développé le logiciel en partenariat avec Tweddle Group, une société de services d'informations techniques. MAHLE Service Solutions est une division de MAHLE Aftermarket Inc.

Jim est rédacteur en chef de ASSEMBLY et possède plus de 30 ans d'expérience éditoriale. Avant de rejoindre ASSEMBLY, Camillo était rédacteur en chef de PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal et Milling Journal. Jim a un diplôme d'anglais de l'Université DePaul.