Test des faisceaux de câbles automobiles

Aug 20, 2023

Les fabricants de faisceaux automobiles utilisent des testeurs pour effectuer rapidement des tests de continuité, hipot et spécifiques aux composants sur des faisceaux automobiles complexes. Ici, les opérateurs branchent un harnais pour tester sur la carte de construction. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Cirris Systems Corp.

L'affichage de la vue des résultats de test pour la série de testeurs NX est divisé en cinq panneaux. Graphique avec l'aimable autorisation de Dynalab Test Systems Inc.

TSK Prufsysteme fabrique des tables de test personnalisées comprenant des sections de 1,2 mètre carré qui sont jointes pour former des configurations verticales ou en forme de L. Photo publiée avec l'aimable autorisation de TSK Prufsysteme GmbH

En regardant un opérateur tester un faisceau de câbles automobile, on se souvient des photos et des sketches télévisés anciens sur les standardistes téléphoniques des années 1950 et 1960. Ils ont pu brancher et tirer des cordons dans et hors des prises rapidement et avec précision.

Les opérateurs de test d'aujourd'hui sont tout aussi rapides. Cela est dû en partie au volume élevé de faisceaux de câbles que les fournisseurs de niveau 1 et de niveau 2 doivent assembler et tester quotidiennement.

Mais les testeurs sur lesquels les opérateurs comptent sont tout aussi importants. Ces machines à la pointe de la technologie peuvent effectuer un test de continuité, hipot ou spécifique à un composant en quelques secondes seulement.

"Le volume de harnais nécessaires dans le monde chaque année est incroyable lorsque vous faites le calcul", déclare Brent Stringham, directeur du développement commercial de Cirris Systems Corp. "Dans le monde, plus de 50 millions de véhicules sont produits chaque année, et en moyenne, chaque véhicule a environ 20 faisceaux de câbles. Cela équivaut à environ 1 milliard de faisceaux au cours d'une année, soit près de 4 millions chaque jour. Il n'est pas surprenant que les fournisseurs aient besoin de testeurs rapides et fiables pour maintenir des volumes de production élevés.

Les automobiles ont toujours eu un certain niveau de câblage, mais au départ, les fabricants ont mis l'accent sur le dépannage plutôt que sur les tests. Cela a changé dans les années 1930, car les faisceaux de câbles sont devenus plus complexes.

Les fils ont été testés avec un système d'éclairage manuel go-no-go, explique Eric Harter, chef de produit pour Dynalab Test Systems Inc. "Les deux points d'un fil ont été passés à travers une ampoule pour assurer la continuité", explique Eric Harter. "Si la lumière s'est allumée, cela signifiait que le courant circulait et que le fil était bon."

Dans les années 1950, les fabricants de harnais ont commencé à utiliser des commutateurs pas à pas téléphoniques (relais) pour tester la continuité de chaque fil de harnais et vérifier son emplacement dans un connecteur. Les tests ont été assez lents et le sont restés pendant de nombreuses années, car les automobiles nécessitaient des harnais plus grands pour alimenter les vitres, les sièges et d'autres caractéristiques standard.

Lorsque les commutateurs électroniques ont commencé à être utilisés dans les testeurs à la fin des années 1980, la vitesse des tests de continuité a considérablement augmenté. Il est devenu exponentiellement plus rapide au cours des 25 dernières années. Par exemple, le testeur standard d'aujourd'hui peut tester 1 000 points de fil en 3 secondes, alors qu'un testeur des années 1990 nécessitait 60 secondes.

Malgré l'augmentation de la vitesse de test, le processus de test de continuité est resté inchangé pendant plusieurs décennies. Le testeur est situé sur une carte de harnais, une table de test ou une table standard. Les fabricants qui utilisent une planche testent les faisceaux au fur et à mesure de leur construction. Une table de test comporte une série de blocs de connexion (également appelés tuiles) qui servent de dispositif d'accouplement. Lors du test de faisceaux simples, il est économique d'utiliser une table standard et un testeur autonome.

L'opérateur règle le testeur sur une basse tension spécifiée (5 à 15 volts) et un seuil de résistance (en ohms), le connecte à un appareil d'accouplement et branche tous les connecteurs de faisceau dans l'appareil d'accouplement. Le testeur fonctionne en continu.

En quelques fractions de seconde, il génère et applique du courant à tous les points de test de fil dans une séquence spécifique. Les résultats des tests apparaissent sur le panneau d'affichage. Si aucun défaut n'est détecté, un bon est affiché, accompagné d'une tonalité. Lorsqu'un défaut est détecté, le testeur s'arrête. Il affiche les numéros de connecteur et de broche et indique si le problème est un court-circuit ou un circuit ouvert. Un court-circuit se produit lorsque trop de courant circule dans le fil, un circuit ouvert lorsque le flux de courant s'arrête en raison d'une résistance élevée.

L'écran reste allumé et empêche d'autres tests jusqu'à ce que le problème soit résolu. Les testeurs basés sur PC affichent ces informations sur un écran d'ordinateur, souvent avec des images des connecteurs concernés.

Certains testeurs basse tension n'effectuent que des tests de continuité. D'autres ont la capacité de détecter et d'actionner des composants de harnais, notamment des relais, des commutateurs, des capteurs, des condensateurs, des résistances, des connecteurs et des diodes.

Les testeurs haute tension sont souvent utilisés pour les tests hipot (potentiel élevé) et de résistance d'isolement. Dans un test hipot, 1 000 volts ou plus (courant continu) 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 tests de résistance d'isolement testent la qualité de l'isolation des fils.

Avant d'acheter un testeur, un fabricant de harnais doit connaître les capacités du testeur. Les plus importants sont les tests de tension, d'ohms et de composants que le testeur peut effectuer. Les fabricants de harnais doivent également tenir compte de l'enregistrement et de la traçabilité des données. De nombreux testeurs disposent d'un contrôleur qui permet à un opérateur d'enregistrer et de partager des données de test sur des réseaux.

"Pour générer des programmes de test, le testeur doit être capable d'importer et de traiter des données", explique Kjell Uddeborg, ingénieur logiciel senior pour Cablescan Inc. "S'il ne peut pas importer des données directement, découvrez combien de travail sera nécessaire pour convertir les données dans un format qui peut être importé."

Par exemple, Harter indique que le logiciel du testeur doit être capable de convertir des dessins réalisés en CAO ou des logiciels comme Capital H et VeSys (de Mentor Graphics Corp.). L'IHM du testeur doit également être conviviale afin que les opérateurs puissent facilement créer, enregistrer et rappeler des programmes de test.

Le coût est tout aussi important que la capacité, selon Stringham, mais doit être considéré à la lumière de la complexité du harnais et des tests requis par l'OEM. Par exemple, un testeur de continuité de base qui coûte plusieurs centaines de dollars peut convenir aux fabricants à grand volume de faisceaux simples. Mais, un testeur avancé qui coûte plusieurs milliers de dollars peut être nécessaire pour des harnais plus complexes, tels que ceux qui transmettent la puissance à diverses sections du moteur, ou ceux utilisés dans les systèmes informatiques complexes des véhicules d'aujourd'hui.

Un dernier facteur à considérer est l'espace disponible. Juan Perezchica, responsable des comptes clés pour TSK Prufsysteme GmbH, une société du groupe Komax, explique que cela concerne principalement les fabricants qui ont besoin d'une ou plusieurs tables de test. TSK crée des tables de test personnalisées qui peuvent être assez volumineuses. Ils comportent des sections de 1,2 mètre carré qui sont jointes pour former des configurations verticales ou en forme de L.

Les trois modèles de la série NX de Dynalab (Solo, Pro et Pro+) sont des testeurs basse tension conçus pour la continuité et d'autres tests, tels que les tests actifs de relais dans un faisceau. Le relais est inséré dans un accessoire de module de sortie, qui est connecté au testeur et sert de dispositif d'accouplement. Un courant basse tension est alors introduit pour alimenter le relais.

"Ce processus permet à un fabricant de mesurer le changement de continuité du faisceau lorsque le relais est actif", explique Harter. "Il sert également de simple test fonctionnel du relais."

Les testeurs NX peuvent également effectuer des tests à grande vitesse pour les courts-circuits et ils peuvent être utilisés pour tester des diodes, des résistances et des condensateurs. Conçus pour les environnements industriels, les testeurs modulaires autonomes disposent d'une interface utilisateur simple à quatre boutons et d'un écran à quatre lignes qui affiche des messages par défaut ou personnalisés accompagnés de sons.

Le NX Solo teste jusqu'à 256 points, le Pro jusqu'à 512 et le Pro+ jusqu'à 32 768. Le Pro et le Pro+ sont le même testeur, mais le Pro+ peut être connecté avec jusqu'à 32 unités d'extension (chacune gère 1 024 points) à l'aide de câbles de 2 ou 6 pieds. Les deux modèles ont une capacité de mémoire de 1,3 mégaoctets pour le stockage des programmes de test.

Uddeborg indique que les fabricants utilisent des testeurs Cablescan pour tester les faisceaux automobiles à toutes les étapes de la production, ainsi que pour les tests de prototypes et les analyses de retour sur le terrain.

TestMate, l'un des testeurs de continuité de la société, teste jusqu'à 256 points avec une unité d'extension. Son dispositif d'accouplement universel accepte les cartes d'interface pour de nombreux types de connecteurs. Des programmes de test sont créés et des codes de signature attribués à partir de harnais connus.

La série 90HV-S23 est un testeur basé sur PC qui effectue des tests basse tension et haute tension. Il utilise des dispositifs à semi-conducteurs pour effectuer des tests de continuité et pour tester des diodes, des commutateurs, des condensateurs et des résistances. Cependant, le testeur utilise des relais pour les tests d'isolation haute tension et les tests de continuité à haute intensité, qui testent la qualité des connexions du faisceau (terminaisons à souder et à sertir). Les relais de l'unité testée peuvent être activés et testés en position sous tension ou hors tension.

Le testeur teste jusqu'à 1 472 points par lui-même ou 47 104 points avec 32 armoires d'extension, qui peuvent être interconnectées à moins de 200 pieds. Les seuils de continuité et de résistance-isolation peuvent être définis comme valeurs par défaut du système, pour des programmes individuels ou lors de l'exécution de tests spécifiques.

Les programmes de test sont créés en important des listes de réseaux à partir de stations CAO ou en scannant des harnais en bon état. Un éditeur de programme complet fournit une programmation de liste de fils via le clavier lorsque les données CAO ou un faisceau connu ne sont pas disponibles. L'éditeur peut également modifier les paramètres de test et les programmes existants.

Delphi Automotive PLC, le fabricant mondial de pièces automobiles, teste des faisceaux complexes avec Cirris Signature Easy Touch depuis 2012. Ces faisceaux contrôlent les fonctions du tableau de bord, le mouvement des rétroviseurs d'angle mort, les antennes et d'autres systèmes complexes dans la voiture.

Le testeur effectue également des tests de résistance d'isolation standard hipot, hipot haute vitesse et haute tension. L'unité teste les fils (y compris les paires torsadées) pour les ouvertures, les courts-circuits et les erreurs de câblage. Il mesure 17,5 x 9 x 5 pouces et dispose d'un écran tactile de 10,4 pouces et d'un PC intégré qui exécute Windows 7. Une sortie VGA et des ports USB permettent aux opérateurs de brancher un moniteur et un clavier externes.

Comme l'Easy Touch, le testeur de continuité 1100R+ est petit et polyvalent. Plus de 200 adaptateurs standard peuvent être branchés directement sur le testeur, éliminant ainsi le besoin de câbles adaptateurs. De plus, sa capacité de 128 points de test peut être portée à 1 024 en le reliant à sept boîtiers d'extension.

Le testeur a une plage de résistance de 0,005 ohm à 100 000 ohms et une vitesse de balayage de 128 points par 0,25 seconde. Le logiciel CTL-Win permet à l'opérateur de contrôler le testeur à partir d'un PC, ainsi que de créer, modifier et enregistrer des programmes de test.

Bien que personnalisés, tous les bancs de test TSK sont équipés du logiciel CS WIN nx et d'un testeur de la série CT (CT11, CT12, CT30i, CT35). Le TSK Studio du logiciel est le centre de contrôle pour tous les tests électriques, de modules et de vision. Sa disposition claire permet un accès rapide et direct aux fonctions les plus fréquemment utilisées.

Tout aussi important, le logiciel dispose d'un éditeur multi-fenêtres qui simplifie la programmation et permet le fonctionnement simultané de divers programmes de test. Le logiciel permet aux opérateurs d'importer des programmes de test et des bibliothèques de connecteurs, et il dispose également d'une interface ActiveX permettant aux utilisateurs de transférer facilement du contenu vers et depuis des feuilles de calcul Excel.

Outre le fil standard, le CT35 basse tension (0,1 à 15 volts) teste les fibres optiques et les composants de harnais standard pour la continuité, le fonctionnement et les courts-circuits. Il transfère les données à un PC connecté via Ethernet et affiche les numéros de broche dans les messages d'erreur sur l'écran de l'ordinateur. La société propose également des systèmes de test de vision, qui s'appuient sur la reconnaissance des couleurs, des caractères optiques et des formes pour valider la présence et la position correcte des boîtes à fusibles et des porte-relais dans les faisceaux. Le contrôle de la hauteur est utilisé pour valider si les fusibles et les relais sont correctement insérés.

La numérisation des boîtes et des supports est effectuée par une caméra intégrée dans une table, une unité autonome ou un poste de travail mobile. Les objets connexes sont également inspectés, notamment les fusibles, les vis et les boulons, les mécanismes de verrouillage des connecteurs, les inscriptions sur les étiquettes et les fils unicolores. Les tests de vision ont lieu soit pendant le chargement avant expédition, le montage du harnais ou l'inspection finale de l'automobile.

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.