KR20120124378A - 전자기기용 하네스 케이블의 검사방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 전기?전자 제품 내부의 각각 PCB 모듈 간 전원 또는 신호 연결을 위해 사용되는 와이어 하네스 케이블의 직접적인 불량 또는 잠재적인 불량요소까지 신속 완벽하게 검사 및 선별할 수 있도록 하는 그 검사방법과 장치에 관한 것이다.
즉, 케이블 고정기판(200)에 탑재된 하네스 케이블(100)의 양측 터미널 단자(110, 120)에는 검사용 컨넥터핀(111, 121)을 각각 개별 접속한 다음, 그 하나에는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 반대측인 다른 하나에는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 연결하며, 상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 ADC 펄스신호 수신기(20) 사이에는 두 신호를 비교분석하여 그 차이점을 검출한 다음 이를 토대로 "정상" 또는 "불량"여부를 판별하는 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 설치하되, 상기 터미널 단자(110, 120)를 포함한 하나이상의 하네스 케이블(100)이 셋팅된 상기 케이블 고정기판(200)에는, 잠재적인 불량요소까지 인위적으로 도출시킬 수 있는 기계적 진동을 부여할 수 있는 진동발생기(40)를 추가 설치하여서 된 것이다.

Description

전자기기용 하네스 케이블의 검사방법 및 그 장치{The Electromagnetic Method And Apparatus for Inspection of the Cable Harness}

본 발명은 각종 전기?전자 제품 내부의 각각 PCB 모듈간 전원 또는 신호 연결을 위해 사용되는 와이어 하네스 케이블의 직접적인 불량 또는 잠재적인 불량요소까지 신속 정밀하게 검사할 수 있는 바, 하네스 케이블의 품질증대에 크게 기여할 수 있는 검사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 와이어 하네스(wire harness) 케이블은, 차량 또는 각종 전기, 전자기기 내부에 구비되는 전기장치간 전원이나 전기적 신호를 연결시키는 케이블로써,

이러한, 와이어 하네스 케이블 양측 끝에는 상대 단자와의 용이한 접속을 위해 절연클램핑부, 와어어클램핑부, 단자 감압부로 이루어진 접속용 터미널이 구성되는데,

이 접속용 터미널은 자동 혹은 수동 압착기(클램핑기) 등으로 정밀하게 만들어지기는 하지만, 그 케이블과 단자의 크기가 매우 작기 때문에 대량 연속으로 생산하는 과정에서 아래의 예시와 같은 원하지 않는 불량품(단자와 전선이 서로 제대로 압착되지 않는 비정상 제품, 압착시 단자와 전선의 클램핑 작업 중에 감압부가 변형되는 현상 , 취급과정에서 단자감압부가 변형되는 현상 등)이 불가피하게 발생한다.

즉, 아래의 첫 번째 그림인 예시 1은 터미널 단자에 형성된 감압부의 벌어짐 상태가 규격대비 오차범위이내 양호한 갭으로 유지되어 있고, 미탈피된 피복과 탈피된 도선은 각각 절연클램핑부와 와이어클램핑부에 정확히 압착되어 있으며, 전체적인 결합상태 또한 튀어나오거나 흐트러짐 없이 깔끔한 형태를 갖추고 있는 정상제품(양품)에 해당됩니다.

< 예시 1 그림>

(하네스 케이블의 터미널 단자가 정상적으로 작업된 예시)

그런데, 두 번째 그림인 예시 2는 제작과정의 다양한 원인으로 나타날 수 있는 불량품의 유형을 나타낸 것으로서,

그 중,

①은 터미널 단자의 감압부의 벌어짐 상태가 규격보다 좀더 벌어져 있어 여기에 꽂히는 단자의 접속오류 우려가 높은 불량이고,

②은 탈피되지 않은 전선이 과도하게 단자의 와이어클램핑부 안쪽으로 밀려들어가면서 탈피된 도선만 압착되어야하는 와이어 클램핑부에 미탈피된 피복부까지 압착된 불량에 해당되며,

③은 탈피되지 않은 피복부분은 잘 압착되었으나 탈피된 도선의 일부가 밖으로 돌출되면서 인접하는 다른 케이블과 불필요한 접촉이 발생되는 불량에 해당되며,

④는 탈피된 케이블 도선이 절단되어 터미널과 접촉이 제대로 이루어지지 않은 불량에 해당되고,

⑤는 ③의 불량이 하우징에 결합된 이후에 도선의 일부가 밖으로 돌출되면서 인접하는 다른 케이블과 불필요한 접촉이 발생되는 불량의 양상을 보여주고 있다.

< 예시 2 그림>

(하네스 케이블의 양측 터미널 단자의 다양한 불량유형들의 예시)

이러한 불량품들은 통상 전선과 단자간 압착공정 이후 확대경을 이용한 비주얼 검사(확대경 또는 직접 눈으로 확인하는 방법)를 통해 1차적으로 색출한 다음, 커넥터와 연결된 케이블 어셈블리 상태에서는 DC 통전검사방식(PCB기판에 조립된 케이블 양단의 터미널에 통전검사기를 연결한 후 그 일측에는 DC전압(5볼트 전후)을 송출하고 반대측에서는 그 DC전압이 정상적으로 측정되는지를 2차로 검사함으로써 양품 또는 불량품을 색출해내는 방법)으로 검사하고 있다.

그러나, 확대경으로 전수검사를 실시하는 종래의 비주얼 검사방법은, 인력과시간이 많이 소요될 뿐 아니라 경제적으로도 지극히 비효율적인 측면이 있고, DC 통전검사방식의 경우는 검사의 신속성은 보장되지만, 그 판별기준이 단순히 통전 또는 비통전에 의해서만 판단하기 때문에 검사기로 검사하는 순간에는 양품으로 판정되지만 향후 소비자의 전자기기 사용 중에 접점이 떨어져 오류를 일으키는 잠재적인 불량요소까지 선별하는 자체는 사실상 불가능한 실정이다.

즉, 위에서 제시한 터미널의 불량유형들 중에는 탈피된 도선과 터미널간 접점이 붙어있는 경우도 있고, 떨어져 도통이 되는 경우도 있는 등 시간이나 상황에 따라 떨어졌다가 붙었다를 수시로 반복하는 잠재적인 불량들이 있은데, 이는 검사 당시에는 양품으로 판정되었지만 납품한 뒤 완제품의 조립과정에서 떨어져버리거나 최종 소비자의 사용과정에서 떨어져버려 기기의 고장을 일으키고 수요자 불만과 불편을 야기하는 등 이에 관한 특별한 대안이 요구되는 것이 현실이다.

이에 본 발명에서는 하네스 케이블 양끝에 압착된 터미널 단자에 대한 불량 또는 양품의 여부를 검사할 때, 통전 또는 비통전이라는 단순한 개념만으로 판별하는 것이 아니라, 불량의 유형이나 도체의 접촉 및 근접정도에 따라 형태를 달리하는 펄스를 그 검사측정용 신호로 사용하는, 동시에 향후 발생될 수 있는 잠재적인 결함요소에 대하여 현 검사시점에서 인위적으로 강제 도출시킬 수 있는 그 방법과, 함께 도출된 결함에 대한 식별성 증대를 목적으로 하는 고효율 증폭(확대표시)수단을 제시함에 따라, 단선 등의 일반적인 결함은 물론이고 향후 나타나는 잠재적인 불량까지 더욱 더 완벽하게 검출할 수 있는 새로운 하네스 케이블 검사방법을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 케이블 고정기판(200)에 탑재된 하네스 케이블(100)의 양측 터미널 단자(110, 120)에는 검사용 컨넥터핀(111, 121)을 각각 개별 접속한 다음, 하나에는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 반대측인 다른 하나에는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 연결하며, 상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 ADC 펄스신호 수신기(20) 사이에는 두 신호를 비교분석하여 그 차이점을 검출한 다음 이를 토대로 "정상" 또는 "불량" 여부를 판별하는 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 설치하되, 상기 터미널 단자(110, 120)를 포함한 하나 이상의 하네스 케이블(100)이 셋팅된 상기 케이블 고정기판(200)에는, 잠재적인 불량요소까지 인위적으로 도출시킬 수 있는 기계적 진동을 추가로 더 부여할 수 있는 진동발생기(40)를 설치하여서 된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 종래 통전 검사 방식에서 벗어나 디스플레이용 부품으로 사용되는 단자와 전선의 압착 공정을 거친 모든 하네스 케이블에 대해 펄스 신호를 이용해 불량 발생을 보다 효율적으로 판별할 수 있고, 특히 검사시 기계적 진동과 전기신호를 동시에 이용하여 터미널 단자와 커넥터 핀의 불안정한 결합에 의해 발생될 수 있는 잠재적인 불량까지 인위적으로 도출시키고, 나아가 진동에 의해 검출되는 이상신호를 증폭시켜 식별성을 높임에 따라 더욱 많은 불량의 검출과 불량으로 인한 현재 및 미래의 상당한 손실의 방지에 크게 기여할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 개략도
도 2는 본 발명의 펄스신호 입력기의 일실시예를 보인 개략도
도 3은 본 발명의 진동발생기의 실시 상태를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 터미널 단자와 커넥터 핀의 결합 확대도

본 발명의 하네스 케이블의 초정밀검사장치 및 그 방법은 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 케이블 고정기판(200)에 탑재된 하네스 케이블(100)의 양측 터미널 단자(110, 120)에는 검사용 컨넥터핀(111, 121)을 각각 개별 접속한 다음,

그 중 어느 하나에는 일정한 주파수의 검사용 펄스신호를 하네스 케이블(100)측으로 입력시키는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 연결 구성하고,

반대측인 다른 하나에는 상기 하네스 케이블(100)를 통과한 펄스신호를 디지털로 변화시켜서 수신받는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 연결하며,

상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 ADC 펄스신호 수신기(20) 사이에는 하네스 케이블(100)로 입력시킨 신호와 하네스 케이블(105)를 통과한 신호를 비교분석하여 그 차이점을 검출한 다음 이를 토대로 "정상" 또는 "불량" 여부를 판별하는 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 설치하되,

상기 터미널 단자(110, 120)를 포함한 하나이상의 하네스 케이블(100)이 셋팅된 상기 케이블 고정기판(200)에는, 상기 하네스 케이블(100)이 갖는 현재 나타난 직접적인 불량은 물론 일정한 기간이 지난 이후에 나타날 가능성이 있는 잠재적인 불량요소까지,

현재의 검사단계에서 인위적으로 도출시킬 수 있는 일정 주파수대의 기계적 진동을 부여할 수 있는 수단 진동발생기(40)를 추가로 더 설치한 것을 그 특징적 요지로 하였다.

즉, 진동발생기(40)를 이용해 진동을 발생시키는 것은, 현재는 접촉이 이루어져 있어 불량이 아니지만 멀지 않는 장래에 외란 또는 경시변화에 의해서 순간적으로 혹은 영구히 접촉이 떨어져 불량으로 나타날 가능성이 있는 터미널 단자(110,120)의 불량까지 확실하게 외부로 도출시키기 위한 것으로서, 양측 터미널 단자(110, 120)를 포함하는 상기 하네스 케이블(100)의 품질과 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

아울러, 상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 하네스 케이블(100) 사이에는 상기 기계적 진동을 가한 상태에서 검출되는 펄스신호 중 하네스 케이블(100)의 불량에 따라 일정한 파형변화가 나타날 경우, 그 변화를 overshoot와 같이 좀 더 관찰하기 좋게 확대 증폭할 수 있는 파형증폭기(420)를 추가로 더 구성시키면 보다 바람직하다.

이때, 상기 파형증폭기(420)는, 상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 하네스 케이블(100) 사이에 구비하는 저항(R)의 일측과 타측의 도선에 캐패시터(251)와 인덕터(250)를 각각 부착시킨 병렬공진회로 또는 탱크회로 형태로 구성시킬 수 있는 데,

이러한 상기 파형증폭기(420)은, 진동발생기(40)를 이용해 검사대상체인 하네스 케이블(100)에 상기와 같은 기계적 진동을 발생시킬 때,

이때, 그 펄스신호의 변화는 파형 중 급격하게 변하는 에찌(edge)에서 주로 발생할 것이지만, 주파수 스팩트럼 등을 통해 분석하면 그 외에도 다양한 주파수 변화로 나타날 수 있음은 물론이다.

만약, 케이블과 터미널의 압착 연결상태에 불량이 전혀 존재하고 있지 아니하다면 그 진동에도 불구하고 검사용 펄스신호 입력단계(10)에 입력된 펄스신호는 케이블을 따라 반대측 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)에 잘 전달되어 입력과 같은 변함없는 정상파형을 보일 것이지만,

그 케이블의 전선 또는 양측 터미널에 어떤 식으로 던 불량이 존재할 경우에는 도면에 도시된 예시와 같이 이상이 없는 정상파형(검은 색 점선으로 표시)과 달리 크고 작은 변화를 갖는 비정상파형(붉은 색 실선)으로 나타날 것입니다.

상기 비정상파형은, 신호가 급격하게 변화하는 edge(상승 혹은 하강)에서 정상파형과 다른 성분으로 나타날 가능성이 높지만, 그렇다고 해서 다른 부분에서도 나타날 가능성도 전혀 없지는 않기 때문에 이에 한정되는 것은 아니라할 것이다.

이러한, 원리는 외부에서 일정한 주파수의 기계적인 진동은 부여할 때, 터미널과 전선에 어떠한 형태이던 결함을 가지고 있다면, 그 결함의 영향으로 수신되는 측에서는 어떠한 형태로던 파형의 변화가 불가피하고, 이를 분석하면 지금까지 기대하기 어려웠던 향후 잠재적 불량품까지 보다 확실하게 검출할 수 있다는 새로운 논거에서부터 기인된 것이다.

이때, 상기 edge에서 발생하는 이상 신호들은 불량의 양상이 매우 심각하다면 모르겠으나, 전기적인 관점에서 바라보면 저항과 커패시턴스(Capacitance)의 2가지 성분만 가지고 있는 일반적인 케이블이나 터미널에서는 상대적으로 관찰하기 어려울 가능성이 높기 때문에 overshoot와 같이 관찰하기 쉬운 현상을 발생시키는데 필요한 인덕터(inductor) 성분을 만들어줄 수 있도록, 위에서 전술된 바와 같이 전기신호를 가해주는 부분에 커패시터(251)와 인덕터(250)를 추가로 달아줌으로써 달성할 수 있는 것입니다.

또 상기 진동발생기(40) 및 그 진동방법은 산업분야에서 통상으로 사용되는 다양한 진동수단을 적절하게 선택하여 사용하면 되는데, 이때 선택될 수 있는 진동수단으로는, 양측 터미널 단자를 포함한 하네스 케이블이 장착된 케이블 고정기판 저면에, 회전캠식 진동장치나 초음파로 공기의 떨림으로 진동을 부여하는 초음파 진동장치 등을 설치하는 방법으로 실현될 수 있는 것입니다.

다음으로, 본 발명 중 다른 하나의 특징인 전자기기용 하네스 케이블의 검사방법에 관하여 간단하게 언급하면,

먼저, 케이블 고정기판(200)에 셋팅된 하네스 케이블(105)의 어느 일측과 타측의 터미널 단자(110,120)에는 검사용 컨넥터핀(111)(121)을 각각 접속하는 측정용 컨넥터핀 접속단계를 실시하고;

상기 일측의 측정용 컨넥터핀(111)에는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 이용해 검사용 펄스신호를 입력하는 펄스신호입력단계를 실시하며;

반대측의 측정용 컨넥터핀(121)에는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 이용해 상기 하네스 케이블을 통과한 펄스신호를 수신 받는 펄스신호수신단계를 실시하고;

상기 펄스신호수신단계가 완료되면 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 통해 상기 입력된 신호와 수신된 신호를 상호 비교분석한 다음, 이를 토대로 하네스 케이블에 대한 이상유무를 최종 판단하는 불량유무판단단계를 실시하되;

상기 양측 터미널 단자(101)를 포함한 하네스 케이블(100)이 탑재된 케이블 고정기판(200)에는, 진동발생기(40)를 이용해 현시점에서 노출된 직접적인 이상 외에도 향후 나타날 수 있는 잠재적인 결함까지 인위적으로 도출시킬 수 있는 일정 주파수의 기계적 진동을 가하는 기계적 진동발생단계를 추가가로 더 실시하는 것을 을 그 특징적 요지로 하였다.

그리고, 상기 펄스신호입력단계에서는, 상기 기계적 진동을 가한 상태에서 검출되는 펄스신호 중 터미널 단자(11,120) 포함한 하네스 케이블(100)의 불량 존재로 인해 일정한 파형변화가 나타날 경우, 그 변화를 overshoot와 같이 좀 더 관찰하기 좋게 증폭하는 파형변화증폭단계를 추가로 더 실시할 수 있는 것으로 정리될 수 있다.

이러한 검사 방법에 의하면, 하네스 케이블 및 터미널의 연결상태가 앞서 제시된 다양한 유형들의 불량이 존재한다면,

부여된 진동에 의해 접점이 "붙었다와 떨어졌다를 반복" 와 같은 형태를 나타내면서 정상적인 신호전달을 막아 검출되는 펄스파형이 정상신호와 달리 노이즈(noise)가 발생하는 등을 포함하는 비정상파형(파형변화)으로 나타나게 됨에 따라 결국 이를 분석하면 잠재적 불량요소까지 보다 완벽하고 정밀하게 검출 가능하게 됨으로 아주 유용한 발명이다.

10:DAC 펄스신호 입력기 20:ADC 펄스신호 수신기
30:불량 유무 판단용 컨트롤러 40:진동발생기
100:하네스 케이블 110,120:터미널 단자
111,121:컨넥터핀 200:케이블 고정기판
420:파형변화증폭기

Claims (5)

1. 케이블 고정기판(200)에 탑재된 하네스 케이블(100)의 양측 터미널 단자(110, 120)에는 검사용 컨넥터핀(111, 121)을 각각 개별 접속한 다음,
   그 중 어느 하나에는 일정한 주파수의 검사용 펄스신호를 하네스 케이블(100)측으로 입력시키는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 연결 구성하고,
   반대측인 다른 하나에는 상기 하네스 케이블(100)를 통과한 펄스신호를 디지털로 변화시켜서 수신받는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 연결하며,
   상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 ADC 펄스신호 수신기(20) 사이에는 하네스 케이블(100)로 입력시킨 신호와 하네스 케이블(105)를 통과한 신호를 비교분석하여 그 차이점을 검출한 다음 이를 토대로 "정상" 또는 "불량" 여부를 판별하는 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 설치하되,
   상기 터미널 단자(110, 120)를 포함한 하나이상의 하네스 케이블(100)이 셋팅된 상기 케이블 고정기판(200)에는,
   상기 하네스 케이블(100)이 갖는 현재 나타난 직접적인 불량 및 향후에 나타날 수 있는 잠재적인 불량요소까지 인위적으로 도출할 수 있는 기계적 진동 부여수단인 진동발생기(40)를 추가로 더 설치한 것을 특징으로 하는 하네스 어셈블리 케이블의 검사장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 하네스 케이블(100) 사이에는,
   상기 기계적 진동을 가한 상태에서 검출되는 펄스신호 중 하네스 케이블(100)의 불량에 따라 일정한 파형변화가 나타날 경우,
   그 변화를 overshoot와 같이 좀 더 관찰하기 좋게 증폭할 수 있는 파형증폭기(420)를 추가로 더 구성시킨 것을 특징으로 하는 하네스 어셈블리 케이블의 검사장치.
   
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 파형증폭기(420)는,
   상기 DAC 펄스신호 입력기(10)와 하네스 케이블(100) 사이에 구비하는 저항(R)의 일측과 타측의 도선에 캐패시터(251)와 인덕터(250)를 각각 부착시킨 병렬공진회로 또는 탱크회로로 구성시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 하네스 어셈블리 케이블의 검사장치.
   
4. 케이블 고정기판(200)에 셋팅된 하네스 케이블(105)의 어느 일측과 타측의 터미널 단자(110,120)에는 검사용 컨넥터핀(111)(121)을 각각 접속하는 측정용 컨넥터핀 접속단계를 실시하고;
   상기 일측의 측정용 컨넥터핀(111)에는 DAC 펄스신호 입력기(10)를 이용해 검사용 펄스신호를 입력하는 펄스신호입력단계를 실시하며;
   반대측의 측정용 컨넥터핀(121)에는 ADC 펄스신호 수신기(20)를 이용해 상기 하네스 케이블을 통과한 펄스신호를 수신 받는 펄스신호수신단계를 실시하고;
   상기 펄스신호수신단계가 완료되면 불량 유무 판단용 컨트롤러(30)를 통해 상기 입력된 신호와 수신된 신호를 상호 비교분석한 다음, 이를 토대로 하네스 케이블에 대한 이상유무를 최종 판단하는 불량유무판단단계를 실시하되;
   상기 양측 터미널 단자(101)를 포함한 하네스 케이블(100)이 탑재된 케이블 고정기판(200)에는, 진동발생기(40)를 이용해 현시점에서 노출된 직접적인 이상 외에도 향후 나타날 수 있는 잠재적인 결함까지 인위적으로 도출시킬 수 있는 일정 주파수의 기계적 진동을 가하는 기계적 진동발생단계를 추가가로 더 실시하는 것을 을 특징으로 한 하네스 케이블의 초정밀 검사방법.
   
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 펄스신호입력단계에서는,
   상기 기계적 진동을 가한 상태에서 검출되는 펄스신호 중 터미널 단자(11,120) 포함한 하네스 케이블(100)의 불량 존재로 인해 일정한 파형변화가 나타날 경우,
   그 변화를 overshoot와 같이 좀 더 관찰하기 좋게 증폭하는 파형변화증폭단계를 추가로 더 실시할 수 있는 것을 특징으로 한 하네스 케이블의 초정밀 검사방법.
   
   
   

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