高暢

摘要：汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，極大地帶動(dòng)了配套零部件的發(fā)展。為了確保汽車線束能被安全的使用，需要設(shè)計(jì)一整套檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)汽車的線束進(jìn)行全面的檢測(cè)。因此需要根據(jù)對(duì)汽車線束檢測(cè)過程中遇到的具體情況以及對(duì)出現(xiàn)的故障的分析，針對(duì)汽車線束設(shè)計(jì)出了使用PC機(jī)的聯(lián)合檢測(cè)系統(tǒng)。本文主要對(duì)汽車線束檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，從硬件和軟件兩方面分析了汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成，以達(dá)到提高檢測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確性的目的。

關(guān)鍵詞：汽車線束；檢測(cè)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平質(zhì)量的不斷提高，汽車的需求量在逐年增加，并且購(gòu)買汽車時(shí)客戶對(duì)汽車質(zhì)量的要求也在不斷提高，特別是在汽車安全性上要求不斷提高。作為汽車系統(tǒng)內(nèi)控制電路網(wǎng)絡(luò)的主體，汽車線束具有非常重要的作用，因此，怎樣確保它在制造過程中不發(fā)生故障以此避免對(duì)汽車的影響是一個(gè)非常重要的研究課題。在當(dāng)今時(shí)代中國(guó)關(guān)于線束檢測(cè)系統(tǒng)還處在初始研發(fā)階段，特別是在功能和人性化等方面仍然具有很多缺點(diǎn)。而國(guó)外的線束檢測(cè)系統(tǒng)相對(duì)而言已經(jīng)比較成熟，但是價(jià)格較高，所以根據(jù)我國(guó)汽車生產(chǎn)的需要開發(fā)一款完備的汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)具有非常重要的意義。

1.汽車線束和檢測(cè)系統(tǒng)

眾所周知，汽車線束是汽車電路控制網(wǎng)絡(luò)中最為主要的組成部分，換句話說就是如果沒有汽車線束就不會(huì)有汽車電路這一概念。而近年來隨著用戶對(duì)汽車安全性、穩(wěn)定性以及舒適性等要求的不斷提高，組成汽車控制電路的線束變的越來越復(fù)雜。對(duì)于汽車線束，它主要是銅材料經(jīng)過沖壓形成接線端子與主接線連接后，外層再塑上絕緣材料，最后利用線束進(jìn)行捆扎形成相應(yīng)的電路組件。對(duì)其分析后知，所有線束都具有相同的構(gòu)造，基本都是由供電電路、聯(lián)接不同元件的插件以及由于保護(hù)的絕緣體等組成。在當(dāng)今時(shí)代國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的線束檢測(cè)裝置主要是利用指示燈、蜂鳴器等最為基礎(chǔ)的元件，通過檢查連接是否有光或發(fā)聲來判斷線路是否正常運(yùn)行。利用這種方式進(jìn)行檢測(cè)存在檢測(cè)效率低、誤判率高，非常容易造成漏檢和誤檢，也就在一定程度上影響了汽車的安全。對(duì)于國(guó)外線束檢測(cè)系統(tǒng)，雖然已經(jīng)比較成熟，但是價(jià)格相對(duì)較高，對(duì)于小型的線束生產(chǎn)廠家沒有足夠的資金來購(gòu)買如此先進(jìn)的設(shè)備。為此，為了最大程度的確保線束的可靠性，需要增強(qiáng)對(duì)其研究，盡最大可能的生產(chǎn)出性價(jià)比高的檢測(cè)裝置。

2.存在的問題和設(shè)計(jì)思路

2.1存在的問題

安裝于汽車電路的線束可以確保汽車在多種惡劣的情景下都具有非常高的安全性，然而對(duì)于國(guó)內(nèi)線束的生產(chǎn)卻依然存在眾多的問題，主要包括：開路、錯(cuò)位和短路。對(duì)于開路也就是我們?cè)谌粘Ｖ刑岬降臄嗦罚e(cuò)位表示的是接出和接入線的排列出現(xiàn)錯(cuò)誤；短路表示的是設(shè)備間直接通過線路進(jìn)行連接，為此，本文在對(duì)線束可能產(chǎn)生故障的問題分析基礎(chǔ)上，建立了對(duì)應(yīng)線束發(fā)生故障與非故障的模型。

2.1.1內(nèi)部短路

對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)短路，連接節(jié)點(diǎn)之間的導(dǎo)線往往是成對(duì)出現(xiàn)的，故障發(fā)生時(shí)，雖然在高端輸入信號(hào)時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，但是當(dāng)使用矩陣的形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行表示時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.1.2錯(cuò)位節(jié)點(diǎn)

發(fā)生這種故障時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)線大多是成對(duì)出現(xiàn)的，存在這種問題的導(dǎo)線多通常情況下是成對(duì)出現(xiàn)的，即使在高端輸入信號(hào)時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，然而當(dāng)使用矩陣的形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行表示時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.1.3開路節(jié)點(diǎn)

此種故障發(fā)生后，輸入高端信號(hào)時(shí)葉端不會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。

2.1.4無故障模型

此種情景下無論從葉端還是根端輸入效果一樣。

2.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

對(duì)于汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)的基本要求是要達(dá)到國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)相關(guān)廠家對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的要求，其中主要包括：

（1）加快檢測(cè)的速度，所開發(fā)的設(shè)備能夠在很大程度上降低檢測(cè)時(shí)間，從而也就降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自主檢測(cè)、加緊等功能來提高系統(tǒng)具有的自動(dòng)化程度；

（2）所開發(fā)設(shè)備能夠?qū)θN故障進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并且當(dāng)三種故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)也能夠?qū)θ魏蜙故障都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確分析；

（3）可以對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及準(zhǔn)確全面的記錄線束產(chǎn)生的基本信息，比如產(chǎn)品的型號(hào)、批次等，并能夠?qū)ο嚓P(guān)信息進(jìn)行存檔和備份；

（4）可以在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲取檢測(cè)報(bào)告，并可以依據(jù)獲得檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確分析故障，形成相應(yīng)的報(bào)表，為操作人員提供盡可能詳細(xì)的故障診斷依據(jù)；

（5）所設(shè)計(jì)產(chǎn)品可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)故障，并且能夠匹配上不同汽車的檢測(cè)插口。

3.汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

3.1硬件構(gòu)造

3.1.1生產(chǎn)汽車線束的硬件主要有

可編程控制器（PLC）、氣動(dòng)的夾具、利用空氣進(jìn)行壓縮的機(jī)器、對(duì)應(yīng)的電磁換向閥等等。對(duì)于PLC，本文選擇由三菱公司生產(chǎn)的FX2N.80MR-001型PLC，而對(duì)于臺(tái)架材料，在產(chǎn)品中其主要的作用是支撐，因此在選擇是要著重考慮的因素有低價(jià)格、實(shí)用性強(qiáng)、易加工等，在經(jīng)過多重材料的對(duì)比后，最終選擇有機(jī)玻璃。而對(duì)于氣動(dòng)夾具的選擇，由于本文所研究的系統(tǒng)是對(duì)八根或者九根產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，所以在選擇氣動(dòng)夾具時(shí)要根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)選擇性價(jià)比最高的產(chǎn)品；對(duì)于電磁換向閥，由于其最主要的功能是氣缸的動(dòng)作進(jìn)行控制，所以選擇產(chǎn)品時(shí)要充分考慮質(zhì)量、體積、壽命等因素，并且在分析后所選擇的產(chǎn)品還需要有兩個(gè)工作量，在經(jīng)過多種產(chǎn)品的對(duì)比后，最終選擇4 V110.06型換向電磁閥與AFRl500型氣動(dòng)的二聯(lián)件。

3.1.2硬件設(shè)計(jì)和基本工作原理

硬件電路所形成的系統(tǒng)需要進(jìn)行通斷與絕緣電阻兩種基本檢測(cè)。對(duì)于通斷檢測(cè)，其主要檢測(cè)的項(xiàng)目有開路、錯(cuò)位、短路、接觸不良等幾種情況，對(duì)于絕緣的檢測(cè)主要是線束與線、線束和連接器之間的絕緣。所以在檢測(cè)的時(shí)候主要做好以下幾項(xiàng)工作。PLC要進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)置，其在整個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)中具有的功能有提供檢測(cè)獲取的信息、開關(guān)量表達(dá)出的信號(hào)以及檢測(cè)結(jié)果等。對(duì)應(yīng)PLC端口的設(shè)置時(shí)：輸出端：Y000-Y007與Y010-Y020檢測(cè)獲取的結(jié)果能夠同時(shí)輸出；Y033端口接蜂鳴器；Y040-Y043端口接電磁閥1-4；對(duì)于輸入在X000-X007與X010-X020量接口中采取逐點(diǎn)輸入方式；X040-X043端口接限位開關(guān)1-4；X404端口連接的是開始按鈕。其中PLC的各個(gè)端口應(yīng)該用導(dǎo)線連起來，以此保證線束可以和輸入輸出端口形成可靠地回路，進(jìn)而通過出現(xiàn)的信號(hào)現(xiàn)象對(duì)檢測(cè)到的情況進(jìn)行分析。

3.2系統(tǒng)的軟件構(gòu)造

對(duì)于系統(tǒng)的軟件主要從PC機(jī)和PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中PC機(jī)的主要功能是用來收發(fā)數(shù)據(jù)，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)和所建數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以此判斷故障的位置，并通過顯示器將判斷的結(jié)果實(shí)時(shí)顯示。PLC使用GXDeveloper軟件，此款軟件具有強(qiáng)大的功能，可以滿足多種產(chǎn)品的開發(fā)與編程環(huán)境，另外，此軟件還能實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試、更改和監(jiān)控程序。PLC作為線束檢測(cè)系統(tǒng)最為重要的核心部分，它不但要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有線束進(jìn)行可靠檢測(cè)，還需要對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以此判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，下面簡(jiǎn)要介紹檢測(cè)的基本步驟：

在對(duì)線束進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先應(yīng)該接通電源，保證系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，此時(shí)硬件電路上綠色指示燈閃爍，當(dāng)綠燈閃亮后，將線束放入所設(shè)計(jì)系統(tǒng)并插到定位槽中，此時(shí)薄型氣缸將線束夾緊，開始進(jìn)行檢測(cè)，并將獲得的結(jié)果實(shí)施存儲(chǔ)處理。當(dāng)線束檢測(cè)完畢后，氣缸處于松開狀態(tài)，取出線束，此時(shí)PC機(jī)對(duì)檢測(cè)獲得結(jié)果進(jìn)行比對(duì)判斷，綠色指示燈亮則表明線束無故障，否則表明線束存在故障。

4.結(jié)語

隨著汽車工業(yè)和電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子技術(shù)在汽車中的使用變的非常普遍。由于用戶對(duì)汽車的安全、穩(wěn)定和舒適等多種特性的要求不斷提高，其自身系統(tǒng)具備的功能也在不斷增多，所以就要不斷提高汽車線束檢測(cè)的準(zhǔn)確性和方便性。為此，本文基于汽車生產(chǎn)中存在的相關(guān)問題，在保證與線束一致的前提下，開發(fā)了一款線束檢測(cè)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的功能相比，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有檢測(cè)速度快，精度高等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)實(shí)中值的推廣。