Comment accélérer l'assemblage du câble EV

Nov 16, 2023

Les faisceaux de câbles pour véhicules électriques sont aujourd'hui un sujet brûlant dans l'industrie du traitement des câbles. Photo publiée avec l'aimable autorisation du groupe Volkswagen

Les câbles sans couche de feuille autour du blindage sont plus faciles et plus rapides à dénuder. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Si le câble a une couche d'aluminium, il doit être dénudé proprement, au ras de la gaine extérieure. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Le chargement de la férule sur le câble est essentiel, mais cela peut être fait manuellement. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Couper correctement le blindage de manière cohérente avec une unité de dénudage rotative traditionnelle est très difficile pour les câbles haute tension. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Différents connecteurs nécessitent différents angles de pliage pour s'assurer que le connecteur s'emboîte correctement. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Le diélectrique ou la charge peut être retiré de la même manière que la gaine extérieure. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Avant de raccorder des câbles multiconducteurs, le câble doit être orienté correctement afin que la polarité soit correcte lorsque les conducteurs sont branchés sur le connecteur. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Les conducteurs internes sont sertis ou soudés par ultrasons aux bornes. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Les extrémités des fils et le positionnement des bornes doivent être cohérents. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Les faisceaux de câbles pour véhicules électriques sont aujourd'hui un sujet brûlant dans l'industrie du traitement des câbles. C'est un marché passionnant qui évolue rapidement à mesure que de nouvelles technologies émergent.

Les connecteurs haute tension utilisés dans les applications de harnais EV ont de nombreux composants qui nécessitent un assemblage précis. L'automatisation peut améliorer la productivité, la qualité et le débit lors du dénudage et du sertissage des câbles.

Les connecteurs haute tension nécessitent plusieurs étapes de production qui doivent être réalisées dans un ordre spécifique. Alors que la plupart des ingénieurs souhaitent automatiser chaque processus, le coût d'un système entièrement automatique ne peut pas toujours être justifié.

Certaines étapes du processus sont plus difficiles et nécessitent plus de précision. Par exemple, retirer la couche d'aluminium ou couper le blindage est essentiel, car les performances ou la sécurité du connecteur peuvent être considérablement affectées. De plus, certaines étapes de processus sont requises pour presque tous les connecteurs et types de câbles, tandis que d'autres étapes ne sont requises que pour certains connecteurs.

En fonction du volume d'une série de connecteurs particulière, il peut être plus judicieux d'automatiser uniquement les étapes critiques et de poursuivre les étapes les plus simples ou les moins courantes avec des processus manuels. Cependant, tout peut être automatisé, si les volumes de production le justifient.

Actuellement, plus de 97 % des applications haute tension nécessitent des câbles blindés, qu'il s'agisse de câbles multiconducteurs ou coaxiaux. Les applications vont de 3 millimètres carrés à 120 millimètres carrés en monoconducteur (coaxial) ou de 2 x 2,5 millimètres carrés jusqu'à 5 x 6 millimètres carrés en câbles multiconducteurs pour une variété de connecteurs à un ou plusieurs câbles.

Pour atteindre la précision et le débit, les fabricants doivent investir dans l'automatisation. Il peut fournir non seulement une haute précision, mais aussi une flexibilité totale afin que les exigences de traitement puissent changer à l'avenir. Il est important que les systèmes puissent être étendus afin qu'ils puissent se développer et s'adapter à l'évolution de la demande.

Différents connecteurs ont souvent des étapes de processus individuelles très différentes en raison de leurs fonctions et constructions uniques. Cependant, certaines étapes de base s'appliquent à presque tous. Ces étapes concernent le dénudage correct du câble et le chargement des embouts.

Les câbles sans couche de feuille autour du blindage sont plus faciles et plus rapides à dénuder. Ces câbles peuvent être dénudés avec des lames fixes arrondies, des lames de dénudage rotatives ou un dénudeur laser.

Les lames fixes rayonnées seront probablement les plus rapides, mais peut-être pas les plus sûres, pour la qualité. Si une lame est plus tranchante que l'autre, les lames ne pénètrent pas uniformément dans l'isolant et peuvent endommager le blindage. Si le câble n'est pas très concentrique, il est presque impossible de ne pas endommager le blindage. Le passage à une taille de câble différente nécessite également un changement de taille de lame.

Le décapage au laser est populaire. Il n'y a aucun moyen d'endommager le bouclier, car le faisceau laser est réfléchi par le bouclier. Cependant, si le bouclier n'est pas tissé étroitement, le laser peut pénétrer dans le bouclier et endommager les couches internes. Les décapants laser nécessitent une extraction des fumées, car certaines fumées sont toxiques. Ils sont également les plus chers, par rapport aux autres méthodes de décapage.

Le dénudage rotatif fournira la coupe la plus nette à l'aide de lames et de systèmes de détection de conducteur qui peuvent éviter d'endommager le blindage. Des procédés spéciaux peuvent être utilisés pour les câbles non concentriques.

Lorsque la gaine extérieure est moulée dans le bouclier, il est plus difficile de retirer la gaine sans perturber le bouclier. Dans ces cas, la manipulation de la cosse dans certaines directions tout en la retirant du câble aide la cosse à se détacher du blindage.

Si le câble a une couche de feuille d'aluminium, il doit être dénudé proprement, au ras de la gaine extérieure sans laisser de drapeaux. C'est presque impossible avec des lames fixes. C'est certainement possible avec un système laser, à moins que la feuille ne soit collée à la gaine extérieure. Les systèmes laser nécessitent de l'espace pour que le laser atteigne la feuille.

Cependant, si la feuille est collée à la gaine extérieure, toute traction sur le lingot peut provoquer une déchirure inégale de la feuille. Les lasers ne couperont pas non plus là où la feuille se chevauche.

Avec les lames de dénudage rotatives, il est possible de marquer la feuille sans tirer sur le lingot. La cosse de gaine et la feuille peuvent être retirées simultanément en manipulant le câble et en tordant la cosse au fur et à mesure qu'elle est retirée. Le résultat est une coupe de feuille nette qui affleure la gaine extérieure.

Le chargement de la férule sur le câble est essentiel, mais pas trop difficile s'il est effectué manuellement. Cependant, différents connecteurs utilisent des férules différentes. Par conséquent, il devrait être possible de passer à différentes ferrules avec quelques pièces spécifiques au câble et à la ferrule. Le système doit également avoir la capacité de détecter si la férule est du type correct et si elle est correctement orientée sur le câble.

L'installation de la ferrule sur le câble est une étape qui pourrait être effectuée manuellement pour réduire les coûts, car les systèmes de chargement automatique sont assez coûteux.

Couper correctement le blindage de manière cohérente avec une unité de dénudage rotative traditionnelle est très difficile pour les câbles haute tension, en particulier si le câble a des couches non concentriques ou est autrement ovalisé. L'intégrité du diélectrique et du matériau de remplissage est essentielle au bon fonctionnement du câble. Les dénudeuses rotatives traditionnelles risquent d'endommager les couches internes.

Un système d'enclume et de poinçon garantit que les couches internes ne seront pas endommagées et coupe le blindage proprement et uniformément, à 360 degrés autour du câble.

La longueur de blindage résultante dépendra de la férule utilisée, puisqu'elle sera enroulée autour de celle-ci. La coupe doit être nette et régulière. Sinon, des brins longs peuvent provoquer des courts-circuits avec d'autres composants et des brins courts peuvent dégrader l'intégrité du sertissage de la férule.

Parfois, la longueur du blindage est supérieure à la longueur du diélectrique. Ces applications nécessitent que le bouclier soit ouvert et replié après avoir été coupé afin que les couches internes puissent être dénudées.

Le bouclier se replie sur la virole, mais dans certains cas, pas complètement. Différents connecteurs nécessitent différents angles de pliage pour s'assurer que le connecteur s'emboîte correctement. L'angle de pliage peut être compris entre 90 et 180 degrés, mais le pli doit être régulier, à 360 degrés autour de la virole.

Les extrémités des torons de blindage doivent se situer dans les tolérances spécifiées pour garantir des performances correctes. Des brins trop longs peuvent provoquer des courts-circuits et des brins courts peuvent ne pas fixer correctement le blindage lorsque la virole extérieure est sertie.

Le diélectrique ou la charge peut être retiré de la même manière que la gaine extérieure. Les câbles multiconducteurs ne doivent pas endommager l'isolation des conducteurs.

Pour les câbles coaxiaux, la détection des conducteurs peut jouer un rôle important en garantissant que le conducteur central n'est pas endommagé par les lames de dénudage. Comme pour la gaine extérieure, le système doit être capable d'accueillir des câbles non concentriques pour offrir la plus grande flexibilité.

Avant de raccorder des câbles multiconducteurs, le câble doit être orienté correctement afin que la polarité soit correcte lorsque les conducteurs sont branchés sur le connecteur. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Schleuniger Inc.

Avant de raccorder des câbles multiconducteurs, le câble doit être orienté correctement afin que la polarité soit correcte lorsque les conducteurs sont branchés sur le connecteur. Les systèmes sophistiqués doivent être capables de reconnaître les couleurs des fils, puis de faire pivoter le câble en conséquence sans perdre la position du câble.

Une fois correctement orientés, les conducteurs sont formés pour permettre la terminaison en fonction du pas de la cavité du connecteur. Une fois les conducteurs correctement formés, les extrémités doivent être dénudées sur un appareil avec détection de conducteur pour s'assurer que les brins de fil ne sont pas endommagés.

Les conducteurs internes sont sertis ou soudés par ultrasons aux bornes. Les systèmes d'automatisation peuvent intégrer des presses à sertir appropriées avec des systèmes de surveillance de la force de sertissage. Les systèmes de soudage par ultrasons ont généralement une surveillance intégrée pour garantir une soudure correcte.

Les systèmes d'automatisation pouvant intégrer des systèmes tiers sont très pratiques. Ils peuvent minimiser le processus de validation des presses et des systèmes de soudage qui ont déjà subi de longs processus d'approbation.

Pour les câbles multiconducteurs qui seront terminés et chargés dans un connecteur, il est essentiel que les extrémités des fils et le positionnement des bornes soient cohérents. Cela garantira que les bornes se chargent et se verrouillent correctement dans les connecteurs.

Les boîtiers ou composants suivants peuvent être appliqués automatiquement et verrouillés en position, si les volumes le justifient. L'automatisation de ces étapes de processus vous donnera probablement le meilleur retour sur investissement puisqu'elles sont les plus couramment appliquées.

Les nouveaux systèmes d'inspection visuelle peuvent inspecter à 360 degrés autour du câble. L'intelligence artificielle est utilisée pour identifier les différentes couches de l'assemblage afin d'effectuer une analyse approfondie. De plus, de nombreuses caractéristiques de qualité peuvent être programmées pour chaque assemblage.

Lorsqu'ils se renseignent sur un système de connecteur de câble haute tension automatique, les ingénieurs doivent être préparés avec les informations suivantes :

Compte tenu de l'évolution rapide de la technologie des véhicules électriques, les systèmes d'automatisation doivent être flexibles et adaptables, sans provoquer d'interruptions majeures de la production. Par exemple, il devrait être possible de déplacer des stations semi-automatiques sur une plate-forme entièrement automatique. De même, une plate-forme entièrement automatique doit être extensible à mesure que les volumes de production augmentent au fil du temps. Cette fonctionnalité vous donnera le plus de flexibilité et vous permettra de tirer parti de votre investissement à l'avenir.