汽車線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

摘 要：隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車配套的零部件也得到迅速發(fā)展。為了保證汽車線束的安全使用，需要一套完整的汽車線束檢測系統(tǒng)對汽車線束進(jìn)行有效的檢測。根據(jù)汽車線束檢測中的實(shí)際情況和對檢測故障的分析，設(shè)計出一套聯(lián)合使用PC機(jī)的汽車線束檢測系統(tǒng)。該文主要分析汽車線束檢測過程中遇到的問題，汽車線束檢測 系統(tǒng)的硬件和軟件組成，旨在提高線束檢測系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：汽車線束檢測系統(tǒng) 設(shè)計 實(shí)現(xiàn)

中圖分類號：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對于汽車的需求越來越多，而且質(zhì)量要求不斷提升，尤其是對汽車的安全性方面要求越來越高。汽車線束是汽車控制電路網(wǎng)絡(luò)的主體，如何保證其生產(chǎn)過程中不出現(xiàn)故障影響汽車安全就成為一個重要的課題。目前國內(nèi)對汽車線束檢測系統(tǒng)的自主研究還處于初級階段，尤其是在功能性和人性化方面存在諸多不足，而國外汽車線束檢測系統(tǒng)雖然功能較為齊全，但性價比比較低，因而需要根據(jù)我國國內(nèi)汽車生產(chǎn)的實(shí)際需求研發(fā)一套完整的汽車線束檢測系統(tǒng)。

1 汽車線束和汽車線束檢測系統(tǒng)

汽車線束是汽車控制電路網(wǎng)絡(luò)的主體，如果沒有汽車線束也就不存在汽車電路。隨著人們對汽車舒適性、安全性、排放性和經(jīng)濟(jì)性的要求，汽車線束越來越復(fù)雜。線束是由銅材沖制而成的接觸件端子在與電線電纜壓接后，外面塑壓絕緣體以線束捆扎形成連接電路的組件，其基本構(gòu)造是一致的，主要是有電路、聯(lián)插件、絕緣體三部分組成。目前國內(nèi)對汽車線束的檢測主要采用指示燈、蜂鳴器等，通過觀察是否有光和聲音來判斷線路的通斷情況，這種傳統(tǒng)的檢測方法效率較低，而且準(zhǔn)確性也較差，容易造成漏檢或錯檢，從而影響汽車的安全。而國際上先進(jìn)的汽車線束檢測系統(tǒng)比較昂貴，對小的汽車線束生產(chǎn)廠家來說無法購買這樣的設(shè)備。為了保證線束的可靠性和安全性，必須加快對汽車線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計和研究。

2 汽車線束檢測系統(tǒng)存在的問題和總體設(shè)計思路

2.1 汽車線束檢測系統(tǒng)存在的問題

汽車線束能夠保證汽車在各種惡劣的環(huán)境和行駛環(huán)境下具有更高的安全性，但是線束在制造過程中還存在諸多問題，主要包括三方面：開路、錯位和短路，開路即斷路，錯位即接出線與接入線排列錯誤，短路即線與線之間存在短路或者絕緣體的性能不佳。根據(jù)線束的故障問題建立了三種汽車線束故障模型和無故障線束模型。

2.1.1 存在內(nèi)部短路。內(nèi)部短路節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線多是成對出現(xiàn)的，雖然在輸入高端信號時葉端有響應(yīng)，但是如果用矩陣來進(jìn)行描述相應(yīng)信號，會造成矩陣排列異常。

2.1.2 存在錯位節(jié)點(diǎn)。存在這種問題的導(dǎo)線多是成對出現(xiàn)的，雖然在輸入高端信號時葉端有響應(yīng)，但是如果用矩陣來進(jìn)行描述相應(yīng)信號，會造成矩陣排列異常。

2.1.3 存在開路節(jié)點(diǎn)。存在這種問題的導(dǎo)線在輸入高電平信號時葉端沒有響應(yīng)。

2.1.4 無故障模型。這種情況是葉端輸入與根端輸入完全一致。

2.2 汽車線束檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計思路

汽車線束檢測系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計時要滿足國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠對汽車線束檢測系統(tǒng)的基本要求，主要包括以下五個方面：

（1）能夠加快檢測的速度，使檢測時間有效縮短，也就減輕了檢測操作人員的勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對檢測線束的自動連接檢測、自動夾緊，使檢測的自動化程度有所提高；（2）能夠?qū)€束存在的故障進(jìn)行檢測，比如短路、開路、接觸不良等，并且能夠在同時出現(xiàn)這幾種問題時還能夠?qū)收线M(jìn)行分析；（3）能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，并且及時記錄關(guān)于線束的相關(guān)信息，如線束的型號、批次、檢驗(yàn)人員等，并且進(jìn)行存檔；（4）能夠及時獲得檢測結(jié)果，并且根據(jù)檢測結(jié)果對故障進(jìn)行診斷和判斷，形成診斷報表，為工作人員提供診斷依據(jù)。（5）能夠?qū)崿F(xiàn)對多個插件的線束進(jìn)行同時檢測，與汽車多種形狀的插口相匹配。汽車線束檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計思路要遵循以下方面：第一，對汽車線束檢測系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行分析檢測；第二，結(jié)合在檢測過程中汽車線束存在的主要故障；第三，對汽車線束的檢測原理進(jìn)行分析和總結(jié)，對開路、錯位、短路等故障進(jìn)行針對性的研究和分析；第四，針對不同的夾具模型進(jìn)行設(shè)計。

3 汽車線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)

汽車線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)要進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計。

3.1 汽車線束檢測系統(tǒng)的硬件構(gòu)造

3.1.1 汽車線束檢測系統(tǒng)硬件設(shè)備的選擇。硬件設(shè)備主要包括可編程控制器、臺架材料、氣動夾具、空氣壓縮機(jī)、電磁換向閥等。（1）可編程控制器（PLC）：本設(shè)計中使用三菱FX2N.80MR-001型PLC。（2）臺架材料：作為整個系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，在選取時要選取成本低、安全耐用、容易加工的設(shè)備，本設(shè)計中采用有機(jī)玻璃作為臺架材料。（3）氣動夾具：本設(shè)計中采用包含8根電線和9根電線的線束作為檢測對象，因而在選擇氣動夾具的相應(yīng)模塊時選取性價比較高的產(chǎn)品，所需的氣缸選取結(jié)構(gòu)小巧、占用空間小的氣缸，本設(shè)計中選取SDA20x12型氣缸，整體的驅(qū)動行程在10 mm之間，在室溫下工作，工作壓力控制在0.3～0.4 MPa之間。（4）空氣壓縮機(jī)：選取ZB.0.10/8直聯(lián)型便攜式空壓機(jī)，排氣壓力為0.8 MPa，功率為0.75 kW，進(jìn)氣量為100 L/min。（5）電磁換向閥：其主要功能是對博型氣缸的松開和夾緊進(jìn)行控制，要求重量輕、體積小、工作壽命長，而且需要有兩個工作位置，本設(shè)計中使用4 V110.06型換向電磁閥和AFR1500型氣動二聯(lián)件，將工作壓力控制在0.5 MPa之間。

3.1.2 汽車線束檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計和工作原理。整個系統(tǒng)主要包括通斷檢測和絕緣電阻檢測，通斷檢測主要包括線束的開路、錯位、短路、接觸不良等，絕緣電阻檢測時檢測線束之間和線束與連接器外殼之間的絕緣程度。因而在進(jìn)行檢測時做好以下工作。可編程控制器的設(shè)置。可編程控制器在整個檢測系統(tǒng)中主要包括：提供檢測信息、提供開關(guān)量信號、提供限位開關(guān)的閉合狀態(tài)、提供檢測結(jié)果等。利用對可編程控制器的輸出和輸入等端口的分配來實(shí)現(xiàn)其控制功能，其端口的分配如下：輸出：Y000-Y007和Y010-Y020檢測結(jié)果同時輸出；Y030-Y032指示燈；Y033蜂鳴器；Y040-Y043電磁閥1-4；輸入：X000-X007和X010-X020檢測指令逐點(diǎn)輸入；X040-X043限位開關(guān)1-4；X404開始按鈕。可編程控制器中的端口應(yīng)該用導(dǎo)線連接起來，確保各線束之間能夠與輸出和輸入端口行程回路，然后根據(jù)信號來對檢測情況進(jìn)行判定，如圖1所示。

3.2 汽車線束檢測系統(tǒng)的軟件構(gòu)造

軟件設(shè)備主要包括兩部分：PC機(jī)和可編程控制器，PC機(jī)主要負(fù)責(zé)接收發(fā)來的數(shù)據(jù)，并且與存放在數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來判斷故障的位置，并顯示檢測結(jié)果。可編程控制器采用GX Developer軟件，能夠?qū)X、Q、A等所有系列的可編程控制器進(jìn)行開發(fā)和編程，實(shí)現(xiàn)對程序的調(diào)試、更改和監(jiān)控，還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行有效的設(shè)定，通過指令表等程序進(jìn)行設(shè)計，并實(shí)現(xiàn)對可編程控制器程序的讀和寫，本設(shè)計中采用Fame View組態(tài)軟件。可編程控制器是整個線束檢測系統(tǒng)的核心，它需要對所有線束進(jìn)行檢測，完成數(shù)據(jù)的傳輸和判斷，還要實(shí)現(xiàn)對線束檢測結(jié)果的顯示和警告功能。

在開始檢測時，接通電源，打開主控開關(guān)，系統(tǒng)開始等待，此時綠燈持續(xù)閃爍，在開始之后綠燈閃亮；將檢測的線束放入其中，在沒有插到定位槽時系統(tǒng)繼續(xù)等待，在插入定位槽后，薄型氣缸夾緊定位，然后檢測系統(tǒng)開始檢測，并且將獲得的檢測結(jié)果進(jìn)行存儲。在檢測結(jié)束后，氣缸夾緊結(jié)束，將線束松開，PC機(jī)對檢測結(jié)果進(jìn)行判斷，綠燈亮則表示無故障，紅燈亮且蜂鳴器響起則表示存在

故障。

4 結(jié)語

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，電子控制技術(shù)在汽車設(shè)備中應(yīng)用越來越廣泛。由于人們對汽車安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性要求的增加，汽車的電器功能越來越多，因而就需要加強(qiáng)對汽車線束的檢測。該文中的汽車線束檢測系統(tǒng)時根據(jù)汽車生產(chǎn)過程中存在的問題而設(shè)計的，其保持了與線束生產(chǎn)的一致性，比起傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)來說，檢測速度更快、結(jié)果更為準(zhǔn)確。

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