Medición multisensor de conectores multipolo

Las tendencias tecnológicas como la modularización, miniaturización y la ampliación de la función, abren nuevas oportunidades para un futuro crecimiento de los conectores en todas las áreas de apicación. Sin embargo, simultáneamente estas tendencias también aumentan los requisitos de la tecnología de medición e inspección, que se usa para garantizar la calidad y el control del proceso de los ensamblados de conectores cada vez más complejos.

“Máximo funcionamiento técnico con el menor tamaño” es como mejor se describen los requisitos para los conectores. Para el control de calidad de los ensamblados miniaturizados, la tecnología de medición que se usa debe ofrecer una mayor resolución y precisión. Diversos tipos de conectores y variantes de carcasas requieren de una adaptación flexible a tareas de inspección dimensional variables. Una alta velocidad de medición amplía aún más el perfil de los requerimientos. Al incorporar múltiples tecnologías de sensores en una sola plataforma de medición de alta precisión, las máquinas de medición por coordenadas (MMC) OPTIV M multisensor de Hexagon ofrecen una solución universal para la captura y análisis de todo el espectro de los posibles errores geométricos de los conectores. Por lo tanto resultan especialmente adecuados para la inspección de muestras iniciales de los ensamblados de conectores complejos en ciclos de medición completamente automatizados.

La conexión perfecta de un conector se garantiza por la precisión dimensional de sus elementos de contacto eléctricos (terminales de conector). Para la comprobación, se mide la altura de las terminales (seating depth) con relación a un plano de referencia definido. La tolerancia de la longitud típica es de ± 0.1 mm. La interacción perfecta de los sensores sin contacto en OPTIV M ofrece la solución; el sensor de la cámara localiza rápidamente la posición lateral de las puntas de cada terminal.

Con este fin, el software de metrología PC-DMIS ofrece un algoritmo de procesamiento especial que permite detectar con fiabilidad las terminales con forma irregular con base en el cálculo de un centro de gravedad. En el mismo ciclo de medición, la posición vertical de los terminales se mide sin importar el brillo de su superficie con el sensor de luz blanca cromático confocal. Debido a la ruta del rayo axial de este sensor de distancia sin contacto, no se generan efectos de sombra, por lo que es posible detectar de forma fiable incluso las zonas estrechas y profundas en la carcasa del conector donde se encuentran las mallas de los terminales.

Además, se mide la desviación de posición admisible de la punta de cada terminal con respecto a su posición cero ideal en las direcciones X e Y. El plano de referencia correspondiente se define usando una intersección que se calcula a partir de los bordes de referencia medidos en la carcasa del conector.

Las opciones de variables de iluminación del sensor de la cámara garantizan una detección del borde con gran precisión. Todas las fuentes de luz LED —luz coaxial superior, luz trasera telecéntrica y anillo de luz multisegmento— se pueden adaptar de forma flexible para ajustarse a la textura y el color de diversos conectores. Durante la ejecución de la rutina de medición, la función SensiLight de PC-DMIS comprueba si es necesario un ajuste de la iluminación y apoya al usuario en la selección del parámetro correcto de iluminación.

Para algunos conectores —especialmente en la industria de la automoción y el sector eMobility— la resistencia a las influencias ambientales, suciedad y humedad son requerimientos mecánicos importantes. Por lo tanto, es necesario medir la planitud del contacto y las superficies de sellado.

En modo de escaneo, el sensor cromático de luz blanca permite capturar, independientemente de la superficie y de la luz ambiental, los perfiles de línea en las superficies que se medirán con una alta densidad de puntos de medición. El software de metrología PC-DMIS ofrece una amplia gama de métodos basados en CAD para el escaneo táctil y sin contacto. Con el Perimeter Scan, la trayectoria de escaneo para el sensor de luz blanca sin contacto se crea directamente en el modelo CAD importado del conector. El escaneo se efectúa automáticamente a lo largo de un offset definido del contorno nominal de la superficie de sellado seleccionada. Para una rápida evaluación de la conformidad de la precisión dimensional de las superficies críticas de contacto y sellado, es posible analizar los datos de medición comparados con el modelo CAD durante la ejecución de la rutina de medición y visualizarlos como una presentación con códigos de colores de las desviaciones.

El lado del enchufe de los conectores también representa desafíos metrológicos. En el moldeado por inyección o en los procesos de sobremoldeado, es posible producir las cavidades más pequeñas en agrupaciones muy densas.

Su inclinación con relación a un plano de referencia definido es una de las dimensiones funcionales importantes de los conectores y debe ser medida. Para resolver esta tarea, la máquina de medición por coordenadas multisensor OPTIV M combina el sensor de la cámara y el sensor de activación por contacto en un ciclo de medición, y todas las mediciones se efectúan según el diseño y sin necesidad de fijar nuevamente la pieza. Primero, la posición de las cavidades se captura por medio de medición óptica. Los elementos de geometría estándar se miden con el sensor de activación por contacto en planos de sección vertical definida. Un eje construido ofrece la orientación espacial de la cavidad respectiva. Con dos ejes independientes para los sensores ópticos y táctiles, la tecnología OPTIV Dual Z ofrece la mejor accesibilidad a los elementos de inspección con un riesgo mínimo de colisión. Además, los tiempos de programación y medición se reducen al mínimo.