Effektivare kablagetillverkning

Tänk rätt redan på utvecklingsstadiet! Det kan få stor betydelse för svensk kablagetillverkning. Med högre grad av standardisering, bättre anpassad produktionsutrustning och integrerad kvalitetssäkring kan industrin öka konkurrenskraften, även i jämförelse med låglöneregioner som Baltikum och Kina.

Totalkostnaden är viktig när beslut tas för var ett kablage skall tillverkas. Länder i vår närhet som Polen, Lettland, Estland och Vitryssland lockar många. Arbetskraften är billig och kablage anses av många vara en enkel produkt som lämpar sig för manuell montering. Problemen vid manuell montering är dock att det aldrig går att kvalitetssäkra produktionen fullt ut. I dagens produkter kan det innebära stora problem eftersom även små toleransvariationer kan få svåra konsekvenser. Numera är kravet allt snävare toleranser, i princip 0-tolerans, för att man skall kunna undvika kontaktfel och spänningsvariationer som kan påverka produktens funktion.

Standardisering och automatisering
En högre grad av standardisering i kombination med automatisering av produktionsprocessen med integrerad kvalitetssäkring är därför ett bättre alternativ än manuell montering. Man uppnår därvid ökad kvalitet, framförallt i jämnhet, till en totalkostnad som ligger i nivå med låglönelandets handmonterade kablage. Det som först och främst påverkar både kvalitet och produktionskostnad är naturligtvis hur kablaget är konstruerat. Vilka gränssnitt finns det och vilka kontaktdon skall man välja? Och kan de användas i produktionen?

Ofta tänker konstruktören och den som är produktionsansvarig på den egna produktionen internt. Köp av exempelvis kablage externt glöms bort, vilket ofta betyder onödiga kostnader och även ibland risk för funktionsstörningar.

Tänk efter före
Företaget som behöver kablage i en produkt bör först specificera konstruktionens funktion, och därefter försöka finna en lösning som tar hänsyn till kontaktdon och kablar, produktionsprocess och kvalitetssäkring.
Följer man de stegen redan från konstruktionsstadiet av en ny produkt, är det betydligt enklare att få ett bra och kostnadseffektivt kablage. Gränssnittet bestämmer vilka typer av kontaktdon och kablar, men även vilka alternativa kabeldragningar i produkten som är möjliga. Ofta handlar det om en mängd olika alternativ och dessa kan utvärderas med hänseende på funktionskrav och tillgänglig produktionsutrustning.

Genom att man ser till att man kan styra de olika parametrarna redan från början så vet företaget också från början vad produktionskostnaden blir. Men det kräver naturligtvis kunskap om både kontaktdon, kablagetillverkning och kvalitetssäkring. Den tvärkunskapen saknas ofta i Sverige, utan många är mer specialiserade på en del i processen.

Kvalitetssäkring i produktionen
Vi har hittills mest berört kostnaden för produktion av kablage, eftersom den har ökat och idag ofta utgör den största delen i totalkostnaden för ett färdigt kablage. I diskussionen är det emellertid också viktigt att se till kvaliteten i hela kedjan: Vilka kontaktdon klarar de önskade kraven, vilka fungerar bäst med valda kablar? Klarar de automatmontering och passar bäst i produktionen, plus kan de kvalitetssäkras? Idag finns det en uppsjö av kontaktdon och kablar.
Ytmonteringens frammarsch har inneburit en snabb utveckling av nya don som lämpar sig för robotmontering och som generellt sett ökat kvaliteten.

Men oavsett typ av don är dagens produktionsutrustning betydligt mer effektiv och mångkunnig än för bara fem år sedan. Idag kan flera moment göras maskinellt, och tester och funktionskontroller av olika slag är integrerade direkt i robotlinan. Det innebär att kvalitetssäkringen kan automatiseras, eftersom behovet av manuell montering minimeras och processerna är repeterbara och standardiserade. Hos exempelvis produktionsverktyg som miniapplikatorer kontrolleras terminalen med avseende på draghållfasthet och gastäthet. Det senare för att säkerställa att kardelerna inte oxideras eller att det uppstått brottanvisningar som ökar risken för framtida brott på grund av vibrationer eller annan mekanisk påkänning på kablaget.

Håller reda på specifikationerna
Komax är en av världens ledande tillverkare av utrustning för maskinell bearbetning av kablage och kanske det företag som kommit längst med integrerad kontroll av processen. Tanken är att undvika efterkontrollstationer så långt som möjligt, eftersom dessa aldrig kan ge hundraprocentig säkerhet då de i praktiken alltid bygger på stickprovskontroller. Är däremot kontrollen integrerad i en robotlina, ökar effektiviteten, framförallt om systemet tillåter att olika tillverkares utrustning samsas i samma lina och att valet av komponenter och material är fritt. Det är möjligt tack vare en kraftfull programvara. Komax kallar sitt system för WPCS (Wire processing communication standard) och det bygger på att all data om tillverkningsprocessen kategoriseras på ett logiskt sätt som gör det lätt för operatören att hantera och säkerställer processen genom att:

- Beskriva arbetsprocessen (identifiera komponenter som ingår i kablaget, batchstorlek, orderinformation etc)
- Artikelbeskrivning (kabellängd, striplängd, märkning, kabel-ID och kontakt-ID etc)
- Beskrivning av delar (kabel, kontaktdon, låsningar etc)

Systemet är öppet och flexibelt, samt innehåller alla data som krävs för att säkerställa processen och är tillgängligt för olika system på företaget. Ett ODBC-interface tillåter kommunikation oavsett typ av databas eller operativsystem. WPCS är överbyggnaden, sedan kan varje delmoment i produktionslinan säkras individuellt. Krimpning och IDC-kontaktering är två bra exempel där maskinen själv kan kontrollera arbetet. Numera finns det utrustning som automatiskt övervakar krimpningen i tre steg för att därvid avgöra om kontakteringen lyckats: Att skalningen är rätt utförd, att kardeler inte skadats eller saknas, samt att krimpningen lyckats; är rätt placerad och gastät.

Felaktiga delar sorteras omedelbart bort och på en display kan operatören snabbt se vad som felar. Uppstår samma typ av fel tre gånger i rad, slår maskinen automatiskt ifrån och påkallar uppmärksamhet. Någon av de ingående komponenterna kanske är felaktig och måste bytas.

Säkrare blockmontering
Övervakningsutrustningen kan snabbt kN-kalibreras efter olika önskemål. Dragprovare etc ger ett mätvärde som matchas mot det inställda kN-värdet och därigenom fås en säker kontroll av produktionen i pressen. Fördelen med utrustningen är att den kan appliceras på en mängd olika miniapplikatorer och därigenom lätt integreras i produktionslinan. Blockmontering är också ett område där produktionsutrustningen idag är betydligt mer flexibel och säker. Oavsett om det handlar om krimp- eller IDC- kontaktering och typ av don, med eller utan sekundärlåsning, kan de hanteras maskinellt. Beroende på kontaktdonets utformning finns olika typer av matningssystem och testutrustning. Blockmonteringen utförs av en robot med noggrannhet på upp till 0,05 mm. Monteringen görs i tre steg:

• Positionering av don.
• Monteringen av ingående komponenter och eftermontering av alla delar till en färdig enhet.
  

Övervakning av IDC-kontaktering där instickslängden kontrolleras mekaniskt, är ett enkelt men mycket effektivt sätt att kontrollera processen. Testen kan anpassas för en- och tvåsidig IDC- kontaktering.

Kraftfullare testutrustning
Vill vi nå en ännu högre kvalitetssäkring finns även elektriska funktionskontroller som kan arbeta parallellt med pressen. Kontakteringen testas elektriskt kontinuerligt för att upptäcka eventuella kontaktfel. Så fort ett fel upptäcks sorteras den felaktiga produkten bort. I många produkter är det vanligt med kablage som kombinerar krimp- och IDC-kontaktdon. Men även det finns det utrustning som kan hantera effektivt. Komplexa kablage med olika typer av kontaktdon produceras i en och samma lina, vilket ökar kostnadseffektiviteten och säkerställer funktionskvaliteten betydligt jämfört med traditionell tillverkning. Lägger man sedan till efterkontrollstationer och mer avancerad testutrustning, blir konkurrenskraften ännu högre. Det finns modern testutrustning med inbyggd Pentium-PC och grafisk s k touch screen som underlättar och effektiviserar testandet av bl a kortslutna, öppna och felkopplade kontakter. Utrustningen testar även kablage och kablar som innehåller resistorer, dioder, kondensatorer och twisted pairs.

Självlärande
Testaren lär sig snabbt och effektivt de kablar eller det kablage som skall testas, antingen genom självinlärning från en godkänd provkabel eller ett testprogram. Den integrerade PCn gör det enkelt att justera eller ändra alla testparametrar för bästa resultat. Användarvänligheten är hög tack vare systemets automatik och tillgången till hjälptexter och hjälpfunktioner som förenklar även mycket komplexa applikationer. Om det ställs höga krav på långvarig funktion kan man använda högspänningstestare. De ger en säkrare kontroll av kablar och kablage än en standard kontinuitetstestare. Högspänningstestaren testar automatiskt kontakt- och isolationsresistans, och gör dielektriskt högspännings/ nedbrytningstest. Nivån på testningen tillförsäkrar en bättre produktkvalitet genom att man eliminerar möjliga, framtida fel. Kablar och kablage som enbart passerat ett kontinuitetstest kan möjligen fela efter ett tag beroende på svag isolation eller dåliga kontakteringar.

Ett bättre alternativ
Om man ökar kunskapen om vilka möjligheter det finns, kommer Sveriges/Nordens konkurrenskraft inom kablagetillverkning att öka. Det finns mycket att göra och om alla i kedjan, från konstruktören på utvecklingsavdelningen till operatören i produktionen, är med i processen så att man når lägre kostnader samtidigt som man höjer kvaliteten.

Andra länder må locka med lägre arbetskraftskostnad, men också med en större osäkerhet. Ett mer lockande alternativ är det: att så långt som möjligt standardisera kablagen och tänka på produktionen, redan på konstruktionsstadiet, samt utnyttja alla de möjligheter som modern produktionsutrustning ger.