WO2014023879A1 - Support et boitier de prise de vue notamment pour le controle de qualite de sertissage de câbles electriques - Google Patents

Support et boitier de prise de vue notamment pour le controle de qualite de sertissage de câbles electriques Download PDF

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WO2014023879A1
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crimping
vice
support
miniature
camera
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PCT/FR2012/051869
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Gérard REMY
Xavier Venturini
Eric Lamiot
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CLARA VISION
Original Assignee
CLARA VISION
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes

Definitions

  • the field of the invention is that of the control of wiring, in particular with a view to checking the quality of a crimping of electric wire (one can also speak of electric cable to designate an electric wire). It is preferably an optical control, that is to say a control performed by taking at least one measurement on one or more images of crimped electrical wire.
  • the invention also relates to a camera housing and a quality control system for crimping wire.
  • the invention also relates to a method of using such a camera housing.
  • a binocular loupe or a monocular zoom associated with a camera and a microcomputer is used to observe an electric wire before and after a crimping operation, possibly seen in section. .
  • optical control we can talk about optical control.
  • the binocular loupe or the monocular zoom is arranged above the sample to be observed.
  • This binocular loupe or monocular zoom has knobs to focus and zoom manually.
  • the sample to be observed is placed on a support plate under the magnifying glass or the monocular zoom.
  • these various samples are placed by hand, in turn, on the support plate.
  • None of the known devices is suitable for a control in which several samples must be sequentially imaged in order to control the quality of an electric wire crimping.
  • An object of the present invention is to provide a device for imaging successively and more easily several samples, to control the quality of a crimping of electric wire.
  • a support for receiving samples to be optically controlled which comprises, arranged one after the other, at least two miniature vices each arranged to independently maintain a dedicated sample, each miniature vise being dedicated to a control given the quality of a crimping of electric wire.
  • a given sample is placed in each of the miniature vices prior to any viewing and measurement.
  • the samples to be imaged are all positioned correctly in a first positioning step, then imaged in turn by moving the support relative to an optical axis of imaging means.
  • the vices allow excellent retention of samples and their perfect orientation, unlike the case where the sample is simply placed on a flat surface.
  • the support according to the invention provides means for maintaining and orienting the samples in a desired manner.
  • a miniature vice is a vise of small size, for example having a volume less than 15 cm 3 , 10 cm 3 , or even 7 cm 3 .
  • the miniature vices are aligned along a straight line defining a direction of elongation of the support, and each miniature vice comprises a jaw having two flat gripping surfaces and oriented orthogonal to the direction of elongation.
  • the support according to the invention may further comprise means for receiving, following the miniature vices, an independent vice arranged to independently maintain a dedicated sample.
  • the support according to the invention can thus also receive an independent vice from an auxiliary machine.
  • the independent vise is also dedicated to a given control of the quality of a crimping wire.
  • the invention also relates to the assembly of the support according to the invention and of this independent vice removably retained on the support.
  • the independent vice is arranged to abut against abutment means, when it is received by the means for receiving an independent vice, and the abutment means have means for adjusting their position.
  • each miniature vise comprises:
  • the manipulation of a miniature vice is therefore particularly simple and makes it possible to obtain a vice of small size (for example less than 10 cm 3 ) and nevertheless very easy to handle by hand.
  • the invention also relates to a camera housing comprising
  • a measurement space capable of receiving at least one sample to be displayed
  • a camera device disposed above the measurement space and able to display a sample using a camera with motorized zoom and autofocus
  • This camera housing receives in the measurement space a support according to the invention and an axial guide device arranged to successively bring the samples in an optical axis of the camera device. It can be said that the axial guiding device ensures the samples their alignment with respect to the optical axis of the camera device: it makes it possible to successively align each of the samples with respect to the optical axis of the camera device.
  • the camera device defines a shooting plane corresponding to its focal plane, and located in the measurement space.
  • the shooting plane is positioned so that the samples are positioned in this plane.
  • the camera device forms imaging means as presented above. It has an optical axis relatively to which are positioned the samples.
  • the axial guiding device provides a controlled movement of the samples relative to the optical axis of the camera device. This ensures a perfect positioning of each sample relative to this optical axis.
  • the axial guiding device comprises a rectilinear slideway arranged in the measuring space, the support and the slide being adjusted to one another so that the support can slide under the camera device and in the slide, to successively bring the samples in the optical axis of the camera device.
  • the axial guiding device is thus made particularly simple and inexpensive way to design and manufacture.
  • Each miniature vise may comprise a jaw having two flat gripping surfaces orthogonal to the direction of elongation of the axial guiding device.
  • the displacement of the support is thus controlled, and in an optimized direction relative to miniature vices.
  • Each of the samples held by a respective miniature vice can thus be ideally oriented relative to the camera device of the camera according to the invention.
  • the camera case according to the invention may further comprise electrolysis cleaning means.
  • the electrolysis cleaning means may comprise an electrolysis cleaning stylet connected to the housing by a flexible cable. We can also talk about cleaning pen by electrolysis.
  • the camera housing according to the invention may further comprise pressurized gas blowing means located inside the housing, and said blowing means are then connected to a flexible tube extending outside the housing. housing, so as to blow the pressurized gas out of the housing by one end of the flexible tube.
  • the result is a more compact camera package, uniting in a single device various technical functions that may be necessary in the context of a complete control of the quality of a crimping wire.
  • the invention also relates to a quality control system for an electric wire crimping, said system comprising:
  • a processing unit associated with a display screen and connected to the camera housing, the processing unit housing a software application for quality control of a crimping wire.
  • a system dedicated to the quality control of an electric wire crimping is thus realized. Measurements are particularly fast and accurate thanks to the dedicated software application.
  • the software application for controlling the quality of a crimping of electrical wire comprises dedicated tools making it possible in particular to detect the contours of the crimping and to count a number of strands of conductor, on a view of a section of an electrical wire positioned in its crimping and comprising several strands of conductors.
  • Detection and counting can be done automatically and / or semi-automatically.
  • Semi-automatic means that certain stages are controlled by a human operator.
  • the invention finally relates to a method of using the camera housing according to the invention. According to this method, place:
  • characteristics of the section of the assembly formed by the electric wire and its crimping include measurements of the crimping section.
  • pod sectioned in its crimping drum to designate the assembly formed by the electrical wire and its crimping and sectioned at this crimping.
  • This assembly is preferably cut in a cutting plane orthogonal to a direction of elongation of the electric wire.
  • a vise is used as a vice from a machine dedicated to cutting the assembly formed by an electric wire positioned in its crimping, so that it is sufficient to move, to fix it on the support , the third vice maintaining said assembly having been cut at the crimping in a plane substantially orthogonal to a direction of elongation of the electric wire.
  • substantially orthogonal is meant orthogonal to more or less 5 °, where 180 ° equals Pi radians.
  • the means for receiving an independent vice on the support according to the invention are arranged so that the section of the assembly formed by an electric wire positioned in its crimping is positioned in the focal plane of the camera device of the socket housing. according to the invention.
  • the means for receiving an independent vice on the support according to the invention are arranged in such a way that the jaw of the independent vice is orthogonal to the jaws of the miniature vices (and to the focal plane of the camera device of the camera housing according to the invention).
  • FIG. 1A illustrates a perspective view of a first embodiment of support according to the invention
  • FIG. 1B illustrates a schematic view of the operation of an embodiment of miniature vices according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of a second embodiment of support according to the invention
  • FIG. 3 illustrates a perspective view of the second embodiment of support according to the invention, connected to an independent vice;
  • FIG. 4 illustrates a schematic view of a control system according to the invention
  • FIG. 5 illustrates a perspective view of a camera case according to the invention
  • FIG. 6 illustrates an example of a view obtained thanks to the camera box according to the invention.
  • FIG. 7 illustrates a side view of an electrical wire positioned in its crimping and imaged with a camera housing according to the invention.
  • the support 1 comprises two miniature vices 2.
  • "Miniature” means a vice returning in a volume less than 10 cm 3 .
  • a miniature vice has a cube shape of height 1 cm, width 1, 5 cm and depth 2 cm.
  • Each miniature vise 2 is used to pinch and hold in position an element such as an electrical wire, where an electric wire is defined as being a conductive material (copper, aluminum, etc.) multi-strand surrounded by an insulating envelope (for example plastic or teflon).
  • the diameter of such an electrical wire is typically between 10 mm and 0.5 mm, preferably between 5 mm and 2 mm.
  • the support 1 is used to hold and orient elements in order to optically control a crimping of electrical wire, in particular at different stages of the crimping operation (for example by imaging an electric wire before and after crimping) and according to different views ( perspective view and section view).
  • optical control is meant controls on images, for example counts, measurements of length and / or area.
  • a first miniature vice 2 there is a partially stripped electrical wire 3. It is an electric wire before it is crimped. This electric wire is pinched in a miniature vice at its insulating envelope. The stripped portion is above a plate 4 of matte and uniform color, forming a homogeneous and contrasted background for imaging the stripped portion of the electric wire.
  • a second miniature vice 2 there is an electric wire positioned in its crimping 5. Also referred to as a terminal to designate a crimping of electric wire. This electric wire is pinched in a miniature vice at its insulating envelope. The crimped portion is above the plate 4, forming a homogeneous and contrasted background for imaging the crimped part of the electric wire.
  • the miniature vices are aligned along a line D along which the support 1 extends.
  • Each miniature vice 2 is formed of a jaw 6 having two planar and orthogonal flattening surfaces 7 (see FIG. 1B) to the right D.
  • FIG. 1B illustrates more particularly the principle of an embodiment of miniature vices 2.
  • Each miniature vise includes:
  • a second jaw member 12 movable one can also speak of mobile jaw.
  • the second jaw member is connected to a spring 13 which holds the second jaw member 12 near the first jaw member. In this way, the second jaw member of the first jaw member can be moved apart to insert a sample to be squeezed between the two and then clamp the sample between the two jaw members.
  • the second jaw member 12 can be moved by hand, with two fingers, by means of a rod 14.
  • An upper plate 15 comprises an elongated opening and forming a guide for the tip 14.
  • any other known embodiment for a vise for example using a clamping handle or a clamping screw to open and close the jaw, and / or wherein the two jaw members are movable.
  • FIG. 2 a second embodiment of support 1 according to the invention.
  • Figure 2 will only be described for its differences from Figure 1A.
  • miniature vices are shown empty, not pinching any element such as an electrical wire.
  • the support 1 comprises means for receiving an independent vice. These means are formed by a slide 20 adapted to this independent vice.
  • FIG. 2 also shows an abutment plate 21 and an adjustment screw 22 for the position of this abutment plate.
  • FIG. 3 illustrates in a perspective view the second embodiment of FIG. 2, receiving an independent vice 30.
  • FIG. 3 will only be described for its different with respect to FIG. Figure 1, the miniature vices are shown each pinching an electrical wire at one of the stages of its crimping.
  • the support is represented with an independent vice 30 fastened to the support by means of the slide 20.
  • the independent vice 30 as shown in Figure 3 comprises a jaw whose clamping surfaces are oriented parallel to the direction D, and a clamping wheel 32.
  • This jaw squeezes a split pod into its crimping shaft. It can also be said that this jaw clamps an electrical wire positioned in its crimping, the assembly 31 being cut at this crimping.
  • the parts to be imaged of the different samples pinched in the miniature vices 2 and in the independent vice 30 are aligned along a straight line parallel to the straight line D along which the support 1 extends.
  • An advantage of the second embodiment of support 1 according to the invention is that it is possible to fix a vise from another machine to the support 1 according to the invention.
  • an assembly formed of an electrical wire and its crimping is placed in an independent vice 30 of a cutting machine. With the cutting machine, the assembly is cut in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the electric wire. Then, said set assembly is left in the independent vice 30. The independent vice 30 of the cutting machine is then unhooked, in order to fix it (while it still encloses the thread and its crimping cut) on the support 1 The cutting plane is then perfectly parallel to the shooting plane.
  • Figure 4 illustrates a schematic view of a control system according to the invention.
  • FIG. 4 shows a camera housing 40 according to the invention.
  • height H between 30 cm and 40 cm, for example 36 cm;
  • width between 15 cm and 25 cm, for example 22 cm;
  • depth P between 25 cm and 35 cm, for example 31 cm. This case includes:
  • the camera device 42 points downwards and makes it possible to visualize a sample using a camera comprising a motorized zoom with autofocus;
  • the camera device 42 includes a camera equipped with an indexed motorized zoom lens and an achromatic lens allowing close-up shooting in order to obtain a high magnification of the samples without distortions.
  • a measurement plane (or shot plane) is in the measurement space, substantially at the height of the top of the vices, so that a sample held in a miniature vise 2 or an independent vice 30 is in the measurement plan.
  • the measurement plane coincides with the focal plane of the camera device 42.
  • the housing according to the invention is designed such that the geometry is fixed. In other words, the distance between the sample viewed and the camera remains fixed.
  • the camera device 42 is of the digital type. We will preferably use a high-resolution camera, and a powerful high-power zoom to cover a field of view for example from 80mm up to 1mm full frame. Under these conditions, the measurement accuracy can reach l / 100 th. Furthermore, it can also be provided that the camera device 42 integrates an analog camera. For example, a high resolution camera device 42 with autofocus, miniaturized, color or black and white is provided.
  • the housing 40 according to the invention may comprise an annular illumination consisting of light-emitting diodes (LEDs) arranged all around the output lens of the camera device 42 and directed into the measurement space 41. With such lighting it ensures excellent homogeneity of light on the sample during shooting. It avoids any problem of orientation of the light source.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the camera device 42 has a certain field of view 43 and an optical axis 49.
  • the measuring space comprises a slideway 44 for receiving the support 1 and sliding it relative to the field of view 43 and to the optical axis 49 of the camera device 42.
  • each vial is brought manually and successively (miniature vices 2 or independent vice 30) in the field of view 43 of the camera device 42.
  • each of the vices is manually and successively aligned with the optical axis 49 of the camera device 42.
  • the samples include electrical wires before and after crimping. These are oriented so that the longitudinal direction of the electric wire is located in the measurement plane, preferably oriented orthogonally to the line D along which the support 1 extends.
  • the samples also comprise a crimped electrical wire, the assembly formed by the electrical wire and its crimping being cut at the crimping and in a plane orthogonal to the elongation direction of the electric wire (thus a sectional view is available. electrical wire and its crimping).
  • This sample is oriented so that:
  • the longitudinal direction of the electric wire is oriented orthogonally to the measurement plane
  • the plane of the section is located in the measurement plane.
  • a user moves the medium in the slide between two image acquisitions using the camera 40 according to the invention.
  • a slideway 44 it is possible to provide other types of guiding means such as a projecting element engaging in a slideway of the support 1, or a simple rectilinear barrier in the measuring space 41 on which we just press one side of the support 1.
  • the slide is oriented parallel to the direction of the line D along which the support 1 extends.
  • the shooting unit 40 according to the invention can be electrically powered by a power supply module (not shown) which can be a rechargeable battery or transformer to connect to a 110/220 volt outlet or other.
  • a power supply module (not shown) which can be a rechargeable battery or transformer to connect to a 110/220 volt outlet or other.
  • the camera housing has (not shown) connection means to a remote processing unit 45.
  • connection means can be adapted to enable wireless or wired communication.
  • connection means allow the remote processing unit to transmit instructions to the camera device 42.
  • These setpoints can be the zoom, contrast, brightness or possibly focus.
  • connection means also make it possible to transfer the signals acquired by the camera device 42 to the remote processing unit 45.
  • An electronic card can also be provided to control the LEDs, on (on / off) and in intensity by means of for example a wheel (not shown) accessible from the outside.
  • the processing unit 45 and the camera housing 40 together form a system 46 according to the invention for controlling the quality of a crimping of electrical wire.
  • the processing unit comprising a display screen, houses a software application for controlling the quality of an electric wire crimping.
  • the image picked up by the camera device 42 is displayed in real time on the display screen of the processing unit 45 which is a laptop or any other equivalent processing unit.
  • This laptop is equipped with conventional software and hardware for a high-performance and communicating microcomputer.
  • This computer further includes a dedicated software application for controlling the quality of a crimping wire.
  • the software application Before carrying out any measurement, the software application must be calibrated. Provision can be made for the use of a test pattern intended to be displayed by the shooting box 40, so as to automatically perform the calibration. After this calibration, the calibration of the system automatically follows the zoom position. Preferably, the calibration is carried out once and for all.
  • the pattern is a comb, that is to say, a white plate on which is engraved a scale millimeter black: each black line is spaced 1mm.
  • the self-calibration consists of placing the test pattern in the measuring plane (that is to say in the measuring space 41) at the level of a sample when it is placed in a vice of the support 1, and aligned with the optical axis of the camera device) and to automatically vary the motorized zoom of the camera device 42 from the lowest to the highest magnification.
  • the software application calculates the spacing between two consecutive lines of the chart, and carries out the calibration because the spacing is equal to 1mm.
  • the system is thus calibrated over the entire range of magnifications, given the measurement geometry that is fixed (distance between the camera and the measurement plane of the object). The user is therefore freed from all the constraints related to the shooting.
  • the present invention therefore proposes a dedicated, integrated and self-calibrated system.
  • the software application is 100% dedicated to controlling the quality of crimping an electrical wire.
  • the usual measurements are predefined to simplify use and improve productivity in a laboratory or near a production line.
  • the software application also provides a complete history of the measurements made.
  • FIG. 4 shows, diagrammatically, electrolysis cleaning means 47.
  • means 48 for blowing gas under pressure Also shown in Figure 4, shown schematically, means 48 for blowing gas under pressure.
  • FIG. 5 illustrates a perspective view of a shooting box 40 according to the invention.
  • FIG. 5 also shows an electrolysis cleaning pen 50, stored in a pot 51 integral with the camera housing 40.
  • This electrolysis cleaning pen 50 connected to an internal control card of the housing forms the cleaning means 47. electrolysis.
  • the electric circuit is closed by the slide 44 also called guide sole.
  • This pen is electrically connected directly to the camera housing 40, via a flexible electrical cable.
  • the pen is retained, via said flexible cable, on the front of the housing.
  • this flexible cable can from the back of the housing.
  • the pen 50 can be detachably connected to the casing 40.
  • the casing 40 may have connection means adapted for connection with one end of the flexible cable attached to the pen 50.
  • the electrolysis cleaning pen makes it possible to apply an adequate quantity of electrolyte solution.
  • This pen usually has an end formed by a pad soaked with electrolyte solution.
  • the pen forms, for example, an anode while a part to be cleaned forms cathode.
  • the electrolysis cleaning means which are well known to those skilled in the art will not be described further here.
  • the present invention has the advantage of integrating such means to a camera housing, without the need to provide a separate power supply for these means.
  • Electrolysis is a method that allows chemical reactions to be performed by means of electrical activation. Electrolytic cleaning means are used in particular for polishing a conductive material after its sawing, for example the assembly 31 formed by an electric wire and its crimping, the assembly having been cut at the crimping.
  • FIG. 5 also shows an air outlet pipe 52.
  • This pipe is connected to means 48 for blowing gas under pressure.
  • it may be means for blowing compressed air.
  • These means are housed inside the camera housing.
  • the air outlet pipe may be used for blowing droplets of electrolyte solution after use of the electrolysis cleaning means 47.
  • the pressurized gas blowing means which are well known, will not be described further here. of the skilled person.
  • the present invention has the advantage of integrating such means to a camera housing.
  • FIG. 6 illustrates an exemplary image obtained by means of the camera 40. This image shows the assembly formed by the electrical wire and its crimping, the assembly 31 being cut at the crimping. The cutting plane is viewed from above by the camera device 42.
  • the software application housed in the processing unit 45 includes software tools for detecting the contours of the crimping cup 60 and for counting a number of conductor strands 61 of the crimped wire.
  • the detection of the contour of the crimping cup 60 comprises:
  • Figure 7 illustrates a side view of an electrical wire positioned in its crimping and imaged with a camera housing according to the invention.
  • the software application housed in the processing unit 45 includes software tools to perform certain measures such as:
  • insulating envelope also called insulating sheath
  • crimping lug a measurement of a length 70 of insulating envelope protruding inside the crimping (also called crimping lug), out of a crimping portion enclosing the electric wire at its level; insulating envelope;
  • FIG. 7 also shows the plane 72 which is the plane of section of the wire positioned in its crimping and sectioned at this crimping, as represented in FIG. 6.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of automobiles, aeronautics, household appliances, and any other field in which one may wish to check the quality of a crimping of electric wire. We can speak more generally of crimping control.

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Description

« Support et boîtier de prise de vue notamment pour le contrôle de quai de sertissage de câbles électriques »
Domaine technique
Le domaine de l'invention est celui du contrôle de câblage, en particulier en vue de vérifier la qualité d'un sertissage de fil électrique (on peut également parler de câble électrique pour désigner un fil électrique). Il s'agit de préférence d'un contrôle optique, c'est-à-dire d'un contrôle effectué en relevant au moins une mesure sur une ou plusieurs images de fil électrique serti.
L'invention concerne également un boîtier de prise de vue et un système de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
L'invention concerne également un procédé d'utilisation d'un tel boîtier de prise de vue.
Etat de la technique antérieure
On connaît dans l'art antérieur différents dispositifs visant à contrôler la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Selon l'art antérieur, dans les laboratoires de contrôle qualité, on utilise une loupe binoculaire ou un zoom monoculaire associé à une caméra et à un micro-ordinateur, pour observer un fil électrique avant et après une opération de sertissage, éventuellement vu en coupe. On peut parler de contrôle optique.
En pratique, la loupe binoculaire ou le zoom monoculaire est disposé au dessus de l'échantillon à observer.
Cette loupe binoculaire ou le zoom monoculaire comporte des molettes pour réaliser la mise au point et le zoom de façon manuelle.
L'échantillon à observer est placé sur une plaque de support sous la loupe ou le zoom monoculaire. Lorsque l'on souhaite imager tour à tour divers échantillons, on place à la main, tour à tour, ces divers échantillons sur la plaque de support.
On connaît également un boîtier de mesure utilisé dans le domaine du contrôle de la qualité de cordon de soudure, et présentant une caméra avec autofocus. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet français FR 2 919 396. La caméra est orientée vers le haut. On place un échantillon à observer sur une vitre au-dessus de la caméra, puis on image l'échantillon. Lorsque l'on souhaite imager tour à tour divers échantillons, on place à la main, tour à tour, ces divers échantillons sur la vitre.
Aucun des dispositifs connus n'est adapté à un contrôle lors duquel on doit imager successivement plusieurs échantillons, en vue de contrôler la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif permettant d'imager successivement et plus facilement plusieurs échantillons, en vue de contrôler la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Exposé de l'invention
Cet objectif est atteint avec un support pour recevoir des échantillons à contrôler optiquement, et qui comprend, agencés les uns à la suite des autres, au moins deux étaux miniatures chacun agencés pour maintenir indépendamment un échantillon dédié, chaque étau miniature étant dédié à un contrôle donné de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Grâce à un tel support, on place un échantillon donné dans chacun des étaux miniatures préalablement à toute visualisation et mesure. Les échantillons à imager sont tous positionnés correctement dans une première étape de positionnement, puis imagés tour à tour en déplaçant le support relativement à un axe optique de moyens d'imagerie. Grâce au support, on gagne du temps en évitant d'alterner une étape de positionnement, une étape d'imagerie, puis de nouveau une étape de positionnement et une étape d'imagerie et ainsi de suite. Les étaux permettent un excellent maintien en place des échantillons et leur parfaite orientation, contrairement au cas où l'échantillon est simplement posé sur une surface plane. Le support selon l'invention offre des moyens pour maintenir et orienter les échantillons d'une façon souhaitée.
Un tel support est donc particulièrement adapté à des prises de vue successives de façon efficace d'un fil électrique avant et après sertissage, le cas échéant vu en coupe. Un étau miniature est un étau de petite dimension, par exemple présentant un volume inférieur à 15 cm3, 10 cm3, ou même 7 cm3.
De préférence, les étaux miniatures sont alignés selon une droite définissant une direction d'allongement du support, et chaque étau miniature comprend une mâchoire présentant deux surfaces de serrage planes et orientée orthogonalement à la direction d'allongement.
Ainsi, tous les échantillons maintenus dans leur étau miniature respectif peuvent être orientés exactement de la même façon . En outre, l'orientation des étaux miniatures orthogonale à la direction d'allongement du support permet de miniaturiser ce dernier. En effet, les échantillons peuvent ainsi s'étendre hors de leur étau miniature dédié et sans qu'il soit nécessaire d'espacer les étaux miniatures les uns des autres. Le support selon l'invention peut comprendre en outre des moyens pour recevoir, à la suite des étaux miniatures, un étau indépendant agencé pour maintenir indépendamment un échantillon dédié.
Le support selon l'invention peut ainsi recevoir en outre un étau indépendant provenant d'une machine annexe.
L'étau indépendant est également dédié à un contrôle donné de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
L'invention concerne également l'assemblage du support selon l'invention et de cet étau indépendant retenu de façon amovible sur le support.
On pourrait prévoir plusieurs moyens pour recevoir chacun un étau indépendant agencé pour maintenir indépendamment un échantillon dédié.
Avantageusement, l'étau indépendant est agencé pour venir en butée contre des moyens de butée, lorsqu'il est reçu par les moyens pour recevoir un étau indépendant, et les moyens de butée présentent des moyens d'ajustement de leur position .
Ces moyens de butée, dont la position est réglable, permettent un réglage de l'alignement d'un échantillon maintenu par l'étau indépendant relativement à un axe optique de moyens d'imagerie. Avantageusement, chaque étau miniature comprend :
- un premier élément mâchoire fixe,
- un second élément mâchoire mobile et maintenu contre le premier élément mâchoire par des moyens de rappel élastique, et
- des moyens de préhension pour déplacer manuellement le second élément mâchoire relativement au premier élément mâchoire et à encontre d'une force de rappel exercée par les moyens de rappel élastique.
La manipulation d'un étau miniature est donc particulièrement simple et permet d'obtenir un étau de petite dimension (par exemple moins de 10 cm3) et néanmoins très facile à manier à la main.
L'invention concerne également un boîtier de prise de vue comprenant
- un espace de mesure apte à recevoir au moins un échantillon à visualiser,
- un dispositif caméra disposé au-dessus de l'espace de mesure et apte à visualiser un échantillon à l'aide d'une caméra avec zoom motorisé et autofocus, et
- des moyens de connexion entrée/sortie pour récupérer des images capturées par le dispositif caméra et commander ce dispositif caméra.
Ce boîtier de prise de vue reçoit dans l'espace de mesure un support selon l'invention et un dispositif de guidage axial agencé pour amener successivement les échantillons dans un axe optique du dispositif caméra. On peut dire que le dispositif de guidage axial assure aux échantillons leur alignement par rapport à l'axe optique du dispositif caméra : il permet d'aligner successivement chacun des échantillons par rapport à l'axe optique du dispositif caméra.
Le dispositif caméra définit un plan de prise de vue correspondant à son plan focal, et situé dans l'espace de mesure. Le plan de prise de vue est positionné de façon que les échantillons soient positionnés dans ce plan. Le dispositif caméra forme des moyens d'imagerie tels que présentés ci-avant. Il présente un axe optique relativement auquel sont positionnés les échantillons.
On peut dire que l'on amène successivement, dans un champ de vision du disposition caméra, les échantillons pincés par chacun des étaux (étaux miniatures et le cas échéant étau indépendant). On réalise ainsi un boîtier de prise de vue adapté au support selon l'invention et permettant un gain de temps supplémentaire grâce à la caméra avec zoom motorisé et autofocus. On réalise ainsi un boitier de prise de vue semi-automatisé : on gagne un temps précieux en s'affranchissant d'un réglage manuel de la mise au point du dispositif caméra.
En outre, le dispositif de guidage axial offre un déplacement maîtrisé des échantillons relativement à l'axe optique du dispositif caméra. On assure ainsi un parfait positionnement de chaque échantillon relativement à cet axe optique.
De préférence, le dispositif de guidage axial selon l'invention comprend une glissière rectiligne agencée dans l'espace de mesure, le support et la glissière étant ajustés l'un à l'autre de façon que le support puisse glisser sous le dispositif caméra et dans la glissière, pour amener successivement les échantillons dans l'axe optique du dispositif caméra.
Ainsi, le déplacement du support selon l'invention, pour amener successivement différents échantillons dans l'axe optique du dispositif caméra, est maîtrisé. Le dispositif de guidage axial est ainsi réalisé de façon particulièrement simple et peu onéreuse à concevoir et fabriquer.
Chaque étau miniature peut comprendre une mâchoire présentant deux surfaces de serrage planes et orthogonales à la direction d'allongement du dispositif de guidage axial.
Le déplacement du support est donc maîtrisé, et selon une direction optimisée relativement aux étaux miniatures. Chacun des échantillons maintenus par un étau miniature respectif peut ainsi être idéalement orienté relativement au dispositif caméra du boîtier de prise de vue selon l'invention.
Le boîtier de prise de vue selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de nettoyage par électrolyse.
On s'affranchit ainsi de moyens de nettoyage par électrolyse annexes et nécessitant leur propre alimentation électrique.
On obtient un boîtier de prise de vue compact, réunissant en un seul dispositif différentes fonctions techniques pouvant être nécessaires dans le cadre d'un contrôle complet de la qualité d'un sertissage de fil électrique. Les moyens de nettoyage par électrolyse peuvent comprendre un stylet de nettoyage par électrolyse relié au boîtier par un câble souple. On peut également parler de stylo de nettoyage par électrolyse.
Un tel stylet permet d'appliquer une solution électrolyte de façon précise sur un échantillon. Le nettoyage par électrolyse est ainsi particulièrement aisé à mettre en œuvre. On évite d'immerger tout un échantillon dans une solution électrolyte. Le boîtier de prise de vue selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de soufflage de gaz sous pression situés à l'intérieur du boitier, et lesdits moyens de soufflage sont alors reliés à un tube souple s'étendant à l'extérieur du boîtier, de façon à pouvoir souffler le gaz sous pression hors du boîtier par une extrémité du tube souple.
On s'affranchit ainsi de moyens de soufflage de gaz sous pression annexes et nécessitant leur propre alimentation électrique.
On obtient un boîtier de prise de vue plus compact, réunissant en un seul dispositif différentes fonctions techniques pouvant être nécessaires dans le cadre d'un contrôle complet de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
L'invention concerne également un système de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique, ledit système comprenant :
- un boitier de prise de vue selon l'invention, et
- une unité de traitement associée à un écran d'affichage et reliée au boîtier de prise de vue, cette unité de traitement logeant une application logicielle de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
On réalise ainsi un système dédié au contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique. Les mesures sont particulièrement rapides et précises grâce à l'application logicielle dédiée.
Avantageusement, l'application logicielle de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique comporte des outils dédiés permettant notamment de détecter les contours du sertissage et de compter un nombre de brins de conducteur, sur une vue d'une section d'un fil électrique positionné dans son sertissage et comprenant plusieurs brins de conducteurs.
La détection et le comptage peuvent être effectués en automatique et/ou semi automatique. Par semi-automatique on entend que certaines étapes sont pilotées par un opérateur humain.
L'invention concerne enfin un procédé d'utilisation du boîtier de prise de vue selon l'invention. Selon ce procédé, on place :
- dans un premier étau miniature, un fil électrique à sertir et dont une extrémité est dénudée ;
- dans un second étau miniature, un fil électrique positionné dans son sertissage ; et
- dans un troisième étau, un ensemble formé par un fil électrique positionné dans son sertissage, l'ensemble étant sectionné au niveau de ce sertissage,
et l'on mesure successivement, en faisant glisser le support sous le boîtier de prise de vue :
- une longueur de fil électrique dénudé ;
- des paramètres de positionnement du fil électrique dans son sertissage; et
- des caractéristiques de la section de l'ensemble formé par le fil électrique et son sertissage (ces caractéristiques incluent des mesures de la section du sertissage).
On peut également parler de cosse sectionnée dans son fût de sertissage pour désigner l'ensemble formé par le fil électrique et son sertissage et sectionné au niveau de ce sertissage. Cet ensemble est sectionné de préférence selon un plan de coupe orthogonal à une direction d'allongement du fil électrique. De préférence, on utilise en tant que troisième étau un étau provenant d'une machine dédiée à la découpe de l'ensemble formé par un fil électrique positionné dans son sertissage, de façon qu'il suffise de déplacer, pour le fixer sur le support, le troisième étau maintenant ledit ensemble ayant été sectionné au niveau du sertissage selon un plan sensiblement orthogonal à une direction d'allongement du fil électrique. Par sensiblement orthogonal, on entend orthogonal à plus ou moins 5° près, où 180° équivaut à Pi radians.
De préférence, les moyens pour recevoir un étau indépendant sur le support selon l'invention sont agencés de façon que la section de l'ensemble formé par un fil électrique positionné dans son sertissage soit positionnée dans le plan focal du dispositif caméra du boîtier de prise de vue selon l'invention.
Avantageusement, les moyens pour recevoir un étau indépendant sur le support selon l'invention sont agencés de façon que la mâchoire de l'étau indépendant soit orthogonale aux mâchoires des étaux miniatures (et au plan focal du dispositif caméra du boîtier de prise de vue selon l'invention).
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
- la figure 1A illustre une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de support selon l'invention ;
- la figure 1B illustre une vue schématique du fonctionnement d'un mode de réalisation d'étaux miniatures selon l'invention ;
- la figure 2 illustre une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de support selon l'invention ;
- la figure 3 illustre une vue en perspective du deuxième mode de réalisation de support selon l'invention, relié à un étau indépendant ;
- la figure 4 illustre une vue schématique d'un système de contrôle selon l'invention ;
- la figure 5 illustre une vue en perspective d'un boîtier de prise de vue selon l'invention ;
- la figure 6 illustre un exemple de vue obtenue grâce au boîtier de prise de vue selon l'invention ; et
- la figure 7 illustre une vue de côté d'un fil électrique positionné dans son sertissage et imagé grâce à un boîtier de prise de vue selon l'invention.
Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si c'est cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1A, un premier mode de réalisation de support 1 selon l'invention .
Le support 1 comprend deux étaux miniatures 2. On entend par « miniature » un étau rentrant dans un volume inférieur à 10 cm3. Par exemple, un étau miniature présente une forme de cube de hauteur 1 cm, de largeur 1 ,5 cm et de profondeur 2 cm.
Chaque étau miniature 2 permet de pincer et maintenir en position un élément tel qu'un fil électrique, où un fil électrique est défini comme étant un matériau conducteur (cuivre, aluminium, etc) multi-brins entouré d'une enveloppe isolante (par exemple en plastique ou téflon) . Le diamètre d'un tel fil électrique est typiquement compris entre 10 mm et 0,5 mm, de préférence entre 5 mm et 2 mm .
Le support 1 est utilisé pour maintenir et orienter des éléments en vue de contrôler optiquement un sertissage de fil électrique, notamment à différents stades de l'opération de sertissage (par exemple en imageant un fil électrique avant et après sertissage) et selon différentes vues (vue en perspective et vue en coupe) . Par contrôle optique on entend contrôles sur des images, par exemple des comptages, mesures de longueur et/ou de surface.
Dans un premier étau miniatures 2, se trouve un fil électrique partiellement dénudé 3. Il s'agit d'un fil électrique avant qu'il soit serti. Ce fil électrique est pincé dans un étau miniature au niveau de son enveloppe isolante. La partie dénudée se trouve au-dessus d'une plaque 4 de couleur mate et uniforme, formant un fond homogène et contrasté pour l'imagerie de la partie dénudé du fil électrique. Dans un second étau miniature 2, se trouve un fil électrique positionné dans son sertissage 5. On parle également de cosse pour désigner un sertissage de fil électrique. Ce fil électrique est pincé dans un étau miniature au niveau de son enveloppe isolante. La partie sertie se trouve au-dessus de la plaque 4, formant un fond homogène et contrasté pour l'imagerie de la partie sertie du fil électrique.
On pourrait prévoir autant d'étaux miniatures que nécessaire pour réaliser l'ensemble des mesures souhaitées pour contrôler la qualité d'un sertissage de fil électrique à différents stades de l'opération de sertissage (par exemple à l'aide de vues du fil électrique avant et après sertissage et à l'aide de vues en perspective et en coupe).
Les étaux miniatures sont alignés selon une droite D le long de laquelle s'étend le support 1. Chaque étau miniature 2 est formé d'une mâchoire 6 présentant deux surfaces de serrage 7 (voir figure 1B) planes et orthogonales à la droite D.
La figure 1B illustre plus particulièrement le principe d'un mode de réalisation des étaux miniatures 2.
Chaque étau miniature comprend :
- un premier élément de mâchoire 11 fixe ;
- un second élément de mâchoire 12 mobile (on peut également parler de mors mobile).
Le second élément de mâchoire et relié à un ressort 13 qui maintient le second élément de mâchoire 12 à proximité du premier élément de mâchoire. De cette façon, on peut écarter le second élément de mâchoire du premier élément de mâchoire pour insérer entre les deux un échantillon à pincer, puis maintenir cet échantillon serré entre les deux éléments de mâchoire.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1A et 1B, on utilise une face arrière d'un étau miniature 2 voisin pour former le premier élément de mâchoire 11 d'un autre étau miniature.
Le second élément de mâchoire 12 peut être déplacé à la main, avec deux doigts, grâce à une tige 14. Une plaque supérieure 15 comprend une ouverture de forme allongée et formant un guide pour la pointe 14.
On pourra imaginer tout autre mode de réalisation connu pour un étau, par exemple mettant en œuvre une manette de serrage ou une vis de serrage pour ouvrir et fermer la mâchoire, et/ou dans lequel les deux éléments de mâchoires sont mobiles.
On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, un deuxième mode de réalisation de support 1 selon l'invention . La figure 2 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 1A. A la figure 2, les étaux miniatures sont représentés vides, ne pinçant aucun élément tel qu'un fil électrique.
Dans ce deuxième mode de réalisation selon l'invention, le support 1 comprend des moyens pour recevoir un étau indépendant. Ces moyens sont formés par une glissière 20 adaptée à cet étau indépendant.
On peut cependant prévoir de nombreux moyens autres et offrant une liaison amovible entre le support 1 et l'étau indépendant. On pourra citer par exemple :
- des moyens d'enfichage (élément mâle ou femelle agencé pour s'emboiter avec un élément femelle respectivement mâle de l'étau indépendant),
- des moyens d'aimantation permanente aptes à coopérer avec une surface ferromagnétique,
- etc.
On voit également à la figure 2 une plaque de butée 21 , ainsi qu'une vis de réglage 22 de la position de cette plaque de butée.
Un étau indépendant reçu dans la glissière 20 vient en butée sur cette plaque de butée 21. En pratique, on fait glisser l'étau indépendant dans la glissière 20 jusqu'à atteindre une position extrême dans laquelle l'étau indépendant se trouve en butée contre la plaque de butée 21. La plaque de butée 21 est orthogonale à la direction d'allongement de la glissière (direction de coulissement de l'étau indépendant dans cette glissière) . En réglant la position de la plaque de butée 21, on peut ajuster le positionnement d'un échantillon maintenu dans cet étau indépendant, relativement à un axe optique de moyens d'imagerie (voir plus loin en référence à la figure 4) .
La figure 3 illustre selon une vue en perspective le deuxième mode de réalisation de la figure 2, recevant un étau indépendant 30. La figure 3 ne sera décrite que pour ses différentes relativement à la figure 2. Comme à la figure 1, les étaux miniatures sont représentés pinçant chacun un fil électrique à l'une des étapes de son sertissage.
A la figure 3, le support est représenté avec un étau indépendant 30 fixé au support grâce à la glissière 20.
L'étau indépendant 30 tel que représenté à la figure 3 comprend une mâchoire dont les surfaces de serrages sont orientée parallèlement à la direction D, et une molette de serrage 32.
Cette mâchoire serre une cosse sectionnée dans son fût de sertissage. On peut également dire que cette mâchoire serre un fil électrique positionné dans son sertissage, l'ensemble 31 étant sectionné au niveau de ce sertissage.
Les parties à imager des différents échantillons pincés dans les étaux miniatures 2 et dans l'étau indépendant 30 sont alignées selon une droite parallèle à la droite D le long de laquelle s'étend le support 1.
Un avantage du deuxième mode de réalisation de support 1 selon l'invention, est que l'on peut fixer un étau provenant d'une autre machine, au support 1 selon l'invention. En particulier, on place dans un étau indépendant 30 d'une machine de découpe, un ensemble formé d'un fil électrique et de son sertissage. Grâce à la machine de découpe, on sectionne l'ensemble selon un plan orthogonal à la direction longitudinale du fil électrique. Ensuite, on laisse ledit ensemble sectionné dans l'étau indépendant 30. On décroche alors l'étau indépendant 30 de la machine de découpe, pour venir le fixer (alors qu'il enserre toujours le fil et son sertissage sectionnés) sur le support 1. Le plan de coupe se trouve alors parfaitement parallèle au plan de prise de vue.
On va maintenant décrire plus précisément un boîtier de prise de vue selon l'invention et un système de contrôle comprenant un tel boîtier.
La figure 4 illustre une vue schématique d'un système de contrôle selon l'invention.
On reconnaît à la figure 4 un boîtier de prise de vue 40 selon l'invention.
Les dimensions de ce boîtier sont par exemple :
- hauteur H : entre 30 cm et 40 cm, par exemple 36 cm ;
- largeur : entre 15 cm et 25 cm, par exemple 22 cm ;
- profondeur P : entre 25 cm et 35 cm, par exemple 31 cm. Ce boîtier comprend :
- espace de mesure 41, dans lequel on vient placer un support 1 selon l'invention ;
- un dispositif caméra 42 disposé au-dessus de l'espace de mesure. Le dispositif caméra 42 pointe vers le bas et permet de visualiser un échantillon à l'aide d'une caméra comportant un zoom motorisé avec autofocus ; et
- des moyens de connexion pour dans un sens récupérer les images capturées par le dispositif caméra et dans l'autre sens commander le dispositif caméra.
En choisissant un dispositif caméra 42 suffisamment compact, on peut réaliser un boîtier de prise de vue 40 compact, portable et éventuellement autonome.
Le dispositif caméra 42 comporte une caméra équipée d'un zoom motorisé indexé et d'une lentille achromatique permettant la prise de vue rapprochée dans le but d'obtenir un fort grossissement des échantillons sans distorsions.
Un plan de mesure (ou plan de prise de vue) se trouve dans l'espace de mesure, sensiblement à hauteur du dessus des étaux, de façon qu'un échantillon maintenu dans un étau miniature 2 ou un étau indépendant 30 se trouve dans le plan de mesure. Le plan de mesure est confondu avec le plan focal du dispositif caméra 42.
Le boîtier selon l'invention est conçu de telle sorte que la géométrie est fixe. En d'autres termes, la distance entre l'échantillon visualisé et la caméra reste fixe.
Le dispositif caméra 42 est de type numérique. On utilisera de préférence une caméra haute résolution, et un zoom de forte puissante pour couvrir un champ d'observation par exemple depuis 80mm jusqu'à 1mm plein cadre. Dans ces conditions, la précision de mesure peut atteindre l/100eme. Par ailleurs, on peut aussi prévoir que le dispositif caméra 42 intègre une caméra analogique. On prévoit par exemple un dispositif caméra 42 haute résolution avec mise au point automatique, miniaturisé, couleur ou noir et blanc.
Le boîtier 40 selon l'invention peut comporter un éclairage annulaire constitué de diodes électroluminescentes (DELs) disposées tout autour de la lentille de sortie du dispositif caméra 42 et dirigées dans l'espace de mesure 41. Avec un tel éclairage on assure une excellente homogénéité de la lumière sur l'échantillon lors de la prise de vue. On évite tout problème d'orientation de la source lumineuse.
Le dispositif caméra 42 présente un certain champ de vision 43 et un axe optique 49.
L'espace de mesure comprend une glissière 44 pour recevoir le support 1 et le faire coulisser relativement au champ de vision 43 et à l'axe optique 49 du dispositif caméra 42. Ainsi, on amène manuellement et successivement chacun des étaux (étaux miniatures 2 ou étau indépendant 30) dans le champ de vision 43 du dispositif caméra 42. Plus précisément, on amène manuellement et successivement chacun des étaux (étaux miniatures 2 ou étau indépendant 30) aligné avec l'axe optique 49 du dispositif caméra 42. Les échantillons comprennent des fils électriques avant et après sertissage. Ceux-ci sont orientés de sorte que la direction longitudinale du fil électrique soit située dans le plan de mesure, de préférence orientée orthogonalement à la droite D le long de laquelle s'étend le support 1.
Les échantillons comprennent également un fil électrique serti, l'ensemble formé par le fil électrique et son sertissage étant sectionné au niveau du sertissage et dans un plan orthogonal à la direction d'allongement du fil électrique (on dispose ainsi d'une vue en coupe du fil électrique et de son sertissage). Cet échantillon est orienté de sorte que :
- la direction longitudinale du fil électrique soit orientée orthogonalement au plan de mesure, et
- le plan de la section soit situé dans le plan de mesure.
En pratique, un utilisateur déplace le support dans la glissière, entre deux acquisitions d'images à l'aide du boîtier de prise de vue 40 selon l'invention.
Au lieu d'une glissière 44, on peut prévoir d'autre types de moyens de guidage tels qu'un élément en saillie s'engageant dans une glissière du support 1, ou une simple barrière rectiligne dans l'espace de mesure 41 sur laquelle on vient appuyer un seul côté du support 1.
La glissière est orientée parallèlement à la direction de la droite D le long de laquelle s'étend le support 1.
Le boîtier de prise de vue 40 selon l'invention peut être alimenté électriquement par un module d'alimentation (non représenté) qui peut être une batterie rechargeable ou un transformateur pour se connecter à une prise secteur 110/220 volts ou autre.
Le boîtier de prise de vue présente (non représentés) des moyens de connexion à une unité de traitement 45 distante.
Ces moyens de connexions peuvent être adaptés pour permettre une communication avec ou sans fil.
Ces moyens de connexion permettent à l'unité de traitement distante de transmettre des consignes vers le dispositif caméra 42. Ces consignes peuvent être le réglage du zoom, du contraste, de la luminosité ou éventuellement du focus.
Ces moyens de connexion permettent également le transfert des signaux acquis par le dispositif caméra 42 vers l'unité de traitement distante 45. On peut prévoir en outre une carte électronique pour piloter les DELs, en allumage (on/off) et en intensité au moyen par exemple d'une molette (non représentée) accessible de l'extérieur.
L'unité de traitement 45 et le boîtier de prise de vue 40 forment ensemble un système 46 selon l'invention de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
L'unité de traitement, comprenant un écran d'affichage, loge une application logicielle de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Pour mesurer des caractéristiques de contrôle de la qualité de sertissage d'un fil électrique, on commande l'allumage de l'éclairage du boîtier de prise de vue 40 ainsi que la mise en route du dispositif caméra 42.
L'image captée par le dispositif caméra 42 est visualisée en temps réel sur l'écran de visualisation de l'unité de traitement 45 qui est un ordinateur portable ou toute autre unité de traitement équivalent. Cet ordinateur portable est doté de moyens logiciel et matériel conventionnels pour un micro-ordinateur performant et communiquant. Cet ordinateur comporte en outre une application logicielle dédiée pour le contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
Cette application logicielle permet de mesurer notamment :
- une longueur de fil électrique dénudé (mesure effectuée sur le fil électrique 3 positionné dans l'un des étaux miniatures 2, en référence à la figure 3) ; - des paramètres de positionnement du fil électrique dans son sertissage (mesure effectuée sur le fil électrique positionné dans l'autre des étaux miniatures 2, en référence à la figure 3) ; et
- des caractéristiques de la section d'un ensemble formé par un fil électrique et un sertissage dans lequel le fil électrique est positionné
(cet ensemble étant maintenu dans l'étau indépendant 30, en référence à la figure 3) .
Elle permet en outre de mettre en œuvre des suivis statistiques de ces différentes mesures.
En pratique, avant de réaliser toute mesure, l'application logicielle doit être étalonnée. On peut prévoir l'utilisation d'une mire étalon destinée à être visualisée par le boîtier de prise de vue 40, de façon à réaliser automatiquement l'étalonnage. Après cet étalonnage, le calibrage du système suit automatiquement la position du zoom. De préférence, l'étalonnage est réalisé une fois pour toute. La mire est un peigne, c'est-à-dire, une plaque blanche sur laquelle est gravée une graduation millimétrée en noir : chaque trait noir est espacé de 1mm. L'auto-calibrage consiste à placer la mire dans le plan de mesure (c'est-à-dire dans l'espace de mesure 41, à hauteur d'un échantillon lorsqu'il est placé dans un étau du support 1, et aligné avec l'axe optique du dispositif caméra) et à faire varier automatiquement le zoom motorisé du dispositif caméra 42 du grandissement le plus faible au plus élevé. A chaque pas de zoom, l'application logicielle calcule l'interligne entre deux traits consécutifs de la mire, et effectue l'étalonnage du fait que l'interligne est égale à 1mm . Le système est ainsi calibré sur toute l'étendue de la gamme des grandissements, et ce compte tenu de la géométrie de mesure qui est fixe (distance entre la caméra et le plan de mesure de l'objet) . L'utilisateur est dès lors libéré de toutes les contraintes liées à la prise de vue.
La présente invention propose donc un système dédié, intégré et auto calibré. L'application logicielle est 100% dédié au contrôle de la qualité de sertissage d'un fil électrique. Les mesures usuelles sont prédéfinies de façon à simplifier l'utilisation et améliorer la productivité dans un laboratoire ou à proximité d'une chaîne de fabrication . L'application logicielle propose également un historique complet des mesures effectuées.
La figure 4 permet également d'illustrer d'autres avantages du boîtier de prise de vue selon l'invention . On voit à la figure 4, représentés de façon schématique, des moyens 47 de nettoyage par électrolyse.
On voit également à la figure 4, représentés de façon schématique, des moyens 48 de soufflage de gaz sous pression .
Ces moyens seront décrits plus avant en référence à la figure 5.
La figure 5 illustre une vue en perspective d'un boîtier de prise de vue 40 selon l'invention .
On y retrouve les éléments illustrés schématiquement par la figure 4, notamment une glissière 44 recevant un support 1 selon l'invention .
La figure 5 montre également un stylo 50 de nettoyage par électrolyse, rangé dans un pot 51 solidaire du boîtier de prise de vue 40. Ce stylo 50 de nettoyage par électrolyse relié à une carte de pilotage interne du boîtier forme les moyens 47 de nettoyage par électrolyse.
Le circuit électrique se referme par la glissière 44 également appelée semelle guide.
Ce stylo se branche électriquement directement sur le boîtier de prise de vue 40, par l'intermédiaire d'un câble électrique souple. Sur la figure, le stylo est retenu, via ledit câble souple, sur l'avant du boîtier. Alternativement, ce câble souple peut partir de l'arrière du boîtier. Le stylo 50 peut se brancher de façon amovible sur le boîtier 40. Dans ce cas, le boîtier 40 peut présenter des moyens de connexion, adaptés à une connexion avec une extrémité du câble souple rattaché au stylo 50.
Le stylo de nettoyage par électrolyse permet d'appliquer une quantité adéquate de solution électrolyte. Ce stylo présente généralement une extrémité formée par un tampon imbibé de solution électrolyte. Le stylo forme par exemple une anode tandis qu'une pièce à nettoyer forme cathode.
On ne décrira pas ici plus avant les moyens de nettoyage par électrolyse qui sont bien connus de l'homme du métier. La présente invention présente l'avantage d'intégrer de tels moyens à un boîtier de prise de vue, sans qu'il y ait besoin de prévoir une alimentation électrique séparée pour ces moyens.
L'électrolyse est une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique. On utilise les moyens de nettoyage par électrolyse notamment pour polir un matériau conducteur après son sciage, par exemple l'ensemble 31 formé par un fil électrique et son sertissage, l'ensemble ayant été sectionné au niveau du sertissage.
La figure 5 montre également un tuyau 52 de sortie d'air. Ce tuyau est relié aux moyens 48 de soufflage de gaz sous pression . En particulier, il peut s'agir de moyens pour souffler de l'air comprimé. Ces moyens sont logés à l'intérieur du boîtier de prise de vue. On peut par exemple utiliser le tuyau de sortie d'air pour évacuer par soufflage des gouttelettes de solution électrolyte après utilisation des moyens de nettoyage par électrolyse 47. On ne décrira pas ici plus avant les moyens de soufflage de gaz sous pression qui sont bien connus de l'homme du métier. La présente invention présente l'avantage d'intégrer de tels moyens à un boîtier de prise de vue.
La figure 6 illustre un exemple d'image obtenue grâce au boîtier 40 de prise de vue. Cette image montre l'ensemble formé par le fil électrique et son sertissage, l'ensemble 31 étant sectionné au niveau du sertissage. Le plan de coupe est vu de dessus par le dispositif caméra 42.
L'application logicielle logée dans l'unité de traitement 45 comporte des outils logiciels pour détecter les contours de la coupe de sertissage 60 et pour compter un nombre de brins de conducteur 61 du fil électrique serti.
La détection du contour de la coupe de sertissage 60 comprend :
- une détection du contour du sertissage côté extérieur, réalisée automatiquement par le logiciel ; et
- une détection du contour du sertissage côté intérieur, réalisée semi- automatiquement par le logiciel .
Avant toute détection de contour, on peut également mesurer en automatique une hauteur et largeur d'un rectangle dans lequel s'inscrit le contour extérieur du sertissage. On peut également calculer une surface intérieure du sertissage (surface contenant les fils conducteurs) .
II faut préciser que chacune des mesures ci-dessus peut être réalisée de façon automatique et/ou semi automatique. On pourrait également envisager que ces mesures soient réalisées manuellement par opérateur humain . La figure 7 illustre une vue de côté d'un fil électrique positionné dans son sertissage 5 et imagé grâce à un boîtier de prise de vue selon l'invention. L'application logicielle logée dans l'unité de traitement 45 comporte des outils logiciels pour effectuer certaines mesures telles que :
- une mesure d'une longueur 70 d'enveloppe isolante (on parle aussi de gaine isolante) dépassant à l'intérieur du sertissage (appelé aussi cosse de sertissage), hors d'une portion de sertissage enserrant le fil électrique au niveau de son enveloppe isolante ;
- une mesure d'une longueur 71 de brins de conducteur dépassant à l'intérieur du sertissage, hors d'une portion de sertissage enserrant le fil électrique au niveau de sa partie dénudée.
En fonction des contraintes particulières de l'application, on peut prévoir d'autres mesures.
On a également représenté à la figure 7 le plan 72 qui est le plan de coupe du fil positionné dans son sertissage et sectionné au niveau de ce sertissage, tel que représenté à la figure 6.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'automobile, de l'aéronautique, de l'électroménager, et de tout autre domaine dans lequel on peut souhaiter vérifier la qualité d'un sertissage de fil électrique. On peut parler plus généralement de contrôle de sertissage.
Ces contrôles peuvent être mis en œuvre en laboratoire ou directement à proximité directe d'une chaîne de production. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier toutes les caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Support (1) pour recevoir des échantillons à contrôler optiquement, caractérisé en ce qu'il comprend, agencés les uns à la suite des autres, au moins deux étaux miniatures (2) chacun agencés pour maintenir indépendamment un échantillon dédié, chaque étau miniature (2) étant dédié à un contrôle donné de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
2. Support (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étaux miniatures (2) sont alignés selon une droite (D) définissant une direction d'allongement du support (1), et en ce que chaque étau miniature (2) comprend une mâchoire présentant deux surfaces de serrage (7) planes et orientée orthogonalement à la direction d'allongement.
3. Support (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (20) pour recevoir, à la suite des étaux miniatures (2), un étau indépendant (30) agencé pour maintenir indépendamment un échantillon dédié.
4. Support (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étau indépendant (30) est agencé pour venir en butée contre des moyens de butée (21), lorsqu'il est reçu par les moyens (20) pour recevoir un étau indépendant, et en ce que les moyens de butée (21) présentent des moyens (22) d'ajustement de leur position.
5. Support (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque étau miniature (2) comprend :
- un premier élément mâchoire fixe (11),
- un second élément mâchoire mobile (12) et maintenu contre le premier élément mâchoire par des moyens de rappel élastique (13), et
- des moyens de préhension (14) pour déplacer manuellement le second élément mâchoire (12) relativement au premier élément mâchoire (11) et à encontre d'une force de rappel exercée par les moyens de rappel élastique ( 14) .
6. Boîtier de prise de vue (40) comprenant
- un espace de mesure (41) apte à recevoir au moins un échantillon à visualiser,
- un dispositif caméra (42) disposé au-dessus de l'espace de mesure (41) et apte à visualiser un échantillon à l'aide d'une caméra avec zoom motorisé et autofocus, et
- des moyens de connexion entrée/sortie pour récupérer des images capturées par le dispositif caméra et commander ce dispositif caméra, caractérisé en ce qu'il reçoit dans l'espace de mesure un support ( 1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et un dispositif de guidage axial (44) agencé pour amener successivement les échantillons dans un axe optique du dispositif caméra.
7. Boîtier de prise de vue (40) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de guidage axial comprend une glissière rectiligne (44) agencée dans l'espace de mesure (41), le support ( 1) et la glissière (44) étant ajustés l'un à l'autre de façon que le support ( 1) puisse glisser sous le dispositif caméra (42) et dans la glissière (44), pour amener successivement les échantillons dans l'axe optique du dispositif caméra.
8. Boîtier de prise de vue (40) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque étau miniature (2) comprend une mâchoire présentant deux surfaces de serrage (7) planes et orthogonales à la direction d'allongement du dispositif de guidage axial (44) .
9. Boîtier de prise de vue (40) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de nettoyage par électrolyse (47) .
10. Boîtier de prise de vue (40) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de nettoyage par électrolyse (47) comprennent un stylet (50) de nettoyage par électrolyse relié au boîtier (40) par un câble souple.
11. Boîtier de prise de vue (40) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de soufflage de gaz sous pression (48) situés à l'intérieur du boîtier (1), et en ce que lesdits moyens de soufflage (48) sont reliés à un tube souple (52) s'étendant à l'extérieur du boîtier, de façon à pouvoir souffler le gaz sous pression hors du boîtier par une extrémité du tube souple.
12. Système (46) de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un boîtier de prise de vue (40) selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, et
- une unité de traitement (45) associée à un écran d'affichage et reliée au boîtier de prise de vue (40), cette unité de traitement (45) logeant une application logicielle de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique.
13. Système (46) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'application logicielle de contrôle de la qualité d'un sertissage de fil électrique comporte des outils dédiés permettant notamment de détecter les contours du sertissage (60) et de compter un nombre de brins de conducteur (61), sur une vue d'une section d'un fil électrique positionné dans son sertissage et comprenant plusieurs brins de conducteurs.
14. Procédé d'utilisation du boîtier de prise de vue (40) selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'on place :
- dans un premier étau miniature (2), un fil électrique (3) à sertir et dont une extrémité est dénudée ;
- dans un second étau miniature (2), un fil électrique positionné dans son sertissage (5) ; et
- dans un troisième étau (30), un ensemble formé par un fil électrique positionné dans son sertissage, l'ensemble étant sectionné au niveau de ce sertissage,
et en ce que l'on mesure successivement, en faisant glisser le support (1) sous le boîtier de prise de vue : - une longueur de fil électrique dénudé ;
- des paramètres de positionnement du fil électrique dans son sertissage ; et
- des caractéristiques de la section de l'ensemble formé par le fil électrique et son sertissage.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on utilise en tant que troisième étau (30) un étau provenant d'une machine dédiée à la découpe de l'ensemble formé par un fil électrique positionné dans son sertissage, de façon qu'il suffise de déplacer, pour le fixer sur le support ( 1), le troisième étau (30) maintenant ledit ensemble ayant été sectionné au niveau du sertissage selon un plan sensiblement orthogonal à une direction d'allongement du fil électrique.
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