車載射頻同軸電纜自動(dòng)化生產(chǎn)工藝技術(shù)探討

摘要：射頻同軸電纜是最常用的通信介質(zhì)，具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)電纜的特性。汽車通信系統(tǒng)由于所處空間較狹小，電磁環(huán)境較復(fù)雜，因而廣泛采用射頻同軸電纜作為電力和信號(hào)的傳輸介質(zhì)。車載射頻同軸電纜的生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，不同的工藝會(huì)對生產(chǎn)質(zhì)量和效率產(chǎn)生不同的影響。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，產(chǎn)品質(zhì)量更加難以控制，因此進(jìn)一步優(yōu)化其生產(chǎn)工藝。本文分析了車載射頻同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，分析了總體生產(chǎn)工藝流程，研究了自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，可以為相關(guān)領(lǐng)域提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：車載;射頻;同軸電纜;自動(dòng)化;工藝

在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，電纜是最常見的通信傳輸媒介之一，其中同軸電纜由于具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。但是近年以來，隨著航空航天、國防軍事、視頻監(jiān)控、高鐵地鐵、新能源汽車等高新技術(shù)的發(fā)展，對同軸電纜的綜合性能提出了更高的要求，這就要求生產(chǎn)商從材料、工藝、設(shè)備等方面不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，不斷提高同軸電纜的各項(xiàng)性能指標(biāo)，為科技發(fā)展提供必要的技術(shù)支撐。[1]本文以汽車制造領(lǐng)域?yàn)榍腥朦c(diǎn)，對車載射頻同軸電纜的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的探討。

1射頻同軸電纜結(jié)構(gòu)分析

同軸電纜是一種由相互絕緣的同軸心導(dǎo)體構(gòu)成的特殊電纜，其總體結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外可以分為內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、鋁箔層、紡織屏蔽層和護(hù)套，其內(nèi)部導(dǎo)體一般采用銅線制作，外層導(dǎo)體則采用銅管或網(wǎng)狀金屬制作，最后再采用護(hù)套作為最外層保護(hù)。在同軸電纜通電時(shí)，電磁場被限制在內(nèi)外導(dǎo)體之間，因而由于輻射造成的能量損耗非常小，對外界的干擾也不敏感。[2]射頻同軸電纜是同軸電纜的一種，其特點(diǎn)是通過無線電頻率進(jìn)行信號(hào)傳輸，最常見的有CATV同軸電纜、移動(dòng)通信基站同軸電纜和泄漏同軸電纜。射頻同軸電纜具有抗干擾能力強(qiáng)、頻帶寬、傳輸穩(wěn)定、價(jià)值便宜、耐水耐寒、連接方便、可同時(shí)進(jìn)行供電和信號(hào)傳輸?shù)纫幌盗袃?yōu)異的性能，因而在音視頻傳輸領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，可以滿足非常苛刻的信號(hào)傳輸要求，其中車載通信系統(tǒng)是射頻同軸電纜的典型應(yīng)用場景。[3]

2總體生產(chǎn)工藝流程分析

車載射頻同軸電纜生產(chǎn)工藝在整體上包括線纜準(zhǔn)備階段、線纜端部組裝階段、測試檢驗(yàn)階段和標(biāo)簽打印階段。其中線纜準(zhǔn)備階段又可以進(jìn)一步分為放線、線裁切、線上料、翻編織、切鋁箔等工序，線纜端部組裝階段包括中心端子加工、卡箍安裝、鐵殼裝配等步驟。

在制作時(shí)，先由兩根同軸心、相互絕緣的圓柱形金屬導(dǎo)體組成一個(gè)同軸對，再將同軸對裝配成同軸電纜。總體而言，同軸電纜從里到外的生產(chǎn)步驟主要是中心銅線制作、塑料絕緣體制作、網(wǎng)狀導(dǎo)電層制作和電線外皮制作，要求中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層同軸且構(gòu)成一個(gè)閉合的電流回路。產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14864-2013。具體而言，車載射頻同軸電纜生產(chǎn)工藝的工序?yàn)椋涸牧蠙z測、物理發(fā)泡絕緣、絕緣檢測、氬弧焊、軋紋、外導(dǎo)體幾何參數(shù)及電氣參數(shù)測試、護(hù)套制作、成品檢測、成品電纜復(fù)繞、貼標(biāo)簽、包裝入庫。

3自動(dòng)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1自動(dòng)化設(shè)備選型

目前市場上的自動(dòng)化設(shè)備種類繁多，功能各不相同，有的是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，有的則是非標(biāo)設(shè)備。對于車載射頻同軸電纜的生產(chǎn)而言，部分成熟的工序可以采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，但是仍有部分工序很難通過采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備來達(dá)到要求，因?yàn)楦鞴ば虻牟僮鬟^程以及工序之間的銜接均需要根據(jù)實(shí)際工藝流程進(jìn)行定制。因此本文在關(guān)鍵工序中采用了成熟的成套設(shè)備，而在部分特殊工序中則采用定制化的非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備。

3.2物理發(fā)泡絕緣

物理發(fā)泡絕緣是車載射頻同軸電纜生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，為保證絕緣質(zhì)量和加工效率，本文選用了瑞士NEXTROM公司研發(fā)的物理發(fā)泡絕緣生產(chǎn)線，通過多層共擠技術(shù)得到“皮—泡—皮”三層絕緣結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了衰減量和駐波比，提高了發(fā)泡度和功率容量，而且具有較好的抗腐蝕性和水密封性。

3.3氬弧焊和軋紋

氬弧焊和軋紋也是車載射頻同軸電纜生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，國內(nèi)雖然已有一些相關(guān)技術(shù)的報(bào)道，但遠(yuǎn)未達(dá)到成熟。本文選用了美國WATSON公司的氬弧焊軋紋生產(chǎn)線對外導(dǎo)體進(jìn)行加工，通過不同的焊接成型模具、專門的開槽皮帶牽引和穩(wěn)定的高速軋紋機(jī)來保證同軸電纜的綜合性能，包括彎曲性能、屏蔽性能，、駐波比、圓整度、精確度等。

3.4護(hù)套加工

采用芬蘭NEXTROM公司的護(hù)套生產(chǎn)線進(jìn)行護(hù)套生產(chǎn)，該設(shè)備所使用的工藝是經(jīng)過市場檢驗(yàn)的，能夠較好地保證成品護(hù)套的同心度、耐磨性和耐氣候性。

3.5質(zhì)量檢測

檢測是生產(chǎn)線中的重要環(huán)節(jié)，也是比較繁瑣的過程。在車載射頻同軸電纜的整個(gè)生產(chǎn)周期中，不僅要對成品進(jìn)行檢驗(yàn)，還要對中間產(chǎn)品進(jìn)行檢測。例如，在材料進(jìn)場時(shí)要進(jìn)行外觀檢測、在電纜基本成型后要測試其回波損耗、特性阻抗、衰減常數(shù)、溫度系數(shù)、屏蔽特性和波速比，在成品入庫前要根據(jù)YD/T 1092-2013標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一次綜合性的質(zhì)量檢測，確保機(jī)械物理性能和電氣參數(shù)均處于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。

在實(shí)際工藝操作中，需要觀察絕緣介質(zhì)的圓整度、檢測絕緣介質(zhì)的一致性、檢測紡織網(wǎng)、檢查鋁箔質(zhì)量、護(hù)套層的擠包緊度、觀察電纜成圈形狀，然后綜合上面多方面的檢驗(yàn)結(jié)果來評判產(chǎn)品是否合格，無論是在哪個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的不合格產(chǎn)品均應(yīng)返工處理，無法返工的要立即報(bào)質(zhì)量工程師報(bào)廢。

4結(jié)語

汽車工業(yè)的發(fā)展對車載通信系統(tǒng)的性能提出了更高要求，射頻同軸電纜作為通信系統(tǒng)重要傳輸介質(zhì)，必須與汽車工業(yè)同步發(fā)展。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的進(jìn)步，車載射頻同軸電纜的自動(dòng)化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實(shí)，但其生產(chǎn)工藝的優(yōu)化卻是永遠(yuǎn)止境的。本文對車載射頻同軸電纜的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行了探討，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張晶波，于金旭，肖懷遠(yuǎn)，等.射頻同軸電纜用二氧化硅絕緣塑性成型工藝研究[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2020（06）：27-30.

[2]多卉卉，許剛.關(guān)于射頻同軸電纜組件的構(gòu)成及裝配探討[J].電子測試，2020（18）：102-103+97.

[3]韓廣銀，顧文杰，紀(jì)云飛，等.射頻電纜組件裝配工藝分析[J].機(jī)電元件，2019，39（04）：22-24.

作者簡介：賈樹才（1976-），男，漢族，籍貫陜西省寶雞市，大專學(xué)歷，現(xiàn)就職于寧波艾思科汽車音響通訊有限公司，工程師職稱，主要研究方向?yàn)楣こ碳夹g(shù)。