馬強(qiáng) 孫紅杰

摘? 要：依據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求，對(duì)于作用于汽車換檔機(jī)構(gòu)上的防盜裝置需要進(jìn)行耐久測(cè)試。本項(xiàng)目利用工業(yè)六軸機(jī)器人具有六個(gè)自由度以及精度高的特點(diǎn)，可以預(yù)先設(shè)定運(yùn)行軌跡，從而實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的換檔防盜裝置可靠性試驗(yàn)，并通過(guò)萬(wàn)能夾緊工裝夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)各種不同形狀換檔手柄的夾持。本項(xiàng)目利用氣缸實(shí)現(xiàn)制動(dòng)踏板和點(diǎn)火開關(guān)的動(dòng)作，并通過(guò)PLC與工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，從而保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：汽車防盜;工業(yè)機(jī)器人;PLC控制

中圖分類號(hào)：U467.529? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）36-0176-02

Abstract： According to the requirements of the relevant standards and regulations of our country， the anti-theft device acting on the automobile shift mechanism needs to be tested for durability. This project makes use of the characteristics of six degrees of freedom and high precision of the industrial six-axis robot， which can set the running trajectory in advance， so as to realize the reliability test of the shift anti-theft device with all kinds of complex motion trajectories. And through the universal clamping fixture， it is intended to achieve a variety of different shapes of shift handle clamping. In this project， the cylinder is used to realize the action of brake pedal and ignition switch， and the linkage control is carried out with industrial robot through PLC， so as to ensure the smooth progress of the test.

Keywords： automobile anti-theft; industrial robot; PLC control

汽車防盜裝置是指設(shè)計(jì)用來(lái)防止非法將發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛其他的主要?jiǎng)恿υ凑Ｆ饎?dòng)的系統(tǒng)與下面所列系統(tǒng)之一共同組成的裝置，防盜裝置一般分為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)鎖止系統(tǒng)、傳動(dòng)系鎖止系統(tǒng)、換擋機(jī)構(gòu)鎖止系統(tǒng)。汽車防盜裝置對(duì)于提高汽車的安全性和防盜能力，保護(hù)車主財(cái)產(chǎn)安全有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB15740-2006《汽車防盜裝置》要求，作用于換擋機(jī)構(gòu)上的防盜裝置進(jìn)行2500次鎖止循環(huán)耐久試驗(yàn)，由于不同車型換擋機(jī)構(gòu)差異很大，布置方式不同，故當(dāng)前國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)均采用人工手動(dòng)換擋的方式進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)效率低成本高。本項(xiàng)目在測(cè)試方法分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)研當(dāng)前主流換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置工作原理和布置方式，搭建換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，滿足測(cè)試需求。工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度高，可以通過(guò)人工編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，特別適合于模擬換擋機(jī)構(gòu)的運(yùn)行軌跡。也可以根據(jù)不同的測(cè)試需求，調(diào)整試驗(yàn)方案。因此利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置耐久測(cè)試具有廣闊應(yīng)用前景。

通過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)研，企業(yè)出于成本考慮，作用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的防盜裝置逐步被作用于換擋機(jī)構(gòu)上的防盜裝置。當(dāng)防盜裝置起作用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，通過(guò)鑰匙點(diǎn)火后，防盜裝置停止工作。汽車換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置測(cè)試布置如圖1所示。

1 設(shè)計(jì)輸入

（1）換擋機(jī)構(gòu)位于P擋，通過(guò)工裝將機(jī)器人①與換擋機(jī)構(gòu)連接，接通電源，手動(dòng)操作換擋機(jī)構(gòu)由P擋換至D擋，每個(gè)擋位的空間位置記為P1，P2，……Pn，返回P擋，關(guān)閉電源。

（2）機(jī)器人①由P1運(yùn)動(dòng)到P2，當(dāng)機(jī)器人受力達(dá)到50N（暫定）且仍未運(yùn)動(dòng)到P2位置，中止操作，返回P1位置（換擋防盜裝置在防盜位能鎖止），否則換擋防盜鎖止功能失效，聲光報(bào)警，試驗(yàn)停止，輸出失效原因。

（3）步驟（2）完成后，輸出信號(hào)，氣動(dòng)點(diǎn)火裝置②啟動(dòng)，使電源開關(guān)位于ON，并向機(jī)器人①輸入啟動(dòng)信號(hào)。

（4）機(jī)器人①開始由P1向Pn運(yùn)動(dòng)，到達(dá)Pn后，反向返回P1，實(shí)現(xiàn)換擋操作。完成后，輸出信號(hào)，否則換擋防盜換擋功能失效，聲光報(bào)警，試驗(yàn)停止，輸出失效原因。

（5）氣動(dòng)點(diǎn)火裝置②接到輸入信號(hào)，使電源開關(guān)位于OFF，并向機(jī)器人輸出信號(hào)。

重復(fù)執(zhí)行步驟（2）-（5），2500次后未報(bào)警，試驗(yàn)完成。

2 設(shè)計(jì)輸出

機(jī)器人①示教功能模式：機(jī)器人①示教功能，可基于機(jī)械手驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)二次開發(fā)運(yùn)動(dòng)軌跡，人工示教設(shè)定多點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)模式，開發(fā)程序?yàn)闄C(jī)械手自動(dòng)開發(fā)系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。（此項(xiàng)滿足設(shè)計(jì)輸入1中（1）（4）功能要求）

力矩測(cè)量功能：機(jī)器人①采用柔性卡具執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可有效避免因過(guò)力對(duì)機(jī)車造成的機(jī)械性傷害，另外將力矩測(cè)量結(jié)果通過(guò)力矩傳感器傳輸給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，已達(dá)到力矩的實(shí)時(shí)反饋，從而達(dá)到通過(guò)力矩控制來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖止檢測(cè)功能。（此項(xiàng)滿足設(shè)計(jì)輸入1中（2）功能要求）

氣動(dòng)點(diǎn)火裝置②：因轎廂內(nèi)操作空間局限，不適合兩臺(tái)機(jī)器人同時(shí)工作，采用氣動(dòng)點(diǎn)火裝置，簡(jiǎn)潔方便，可靠性好，與機(jī)器人①驅(qū)動(dòng)控制器采用0～24v高低電平信號(hào)傳輸，通訊穩(wěn)定，邏輯簡(jiǎn)單。（此項(xiàng)滿足設(shè)計(jì)輸入1中（3）（5）功能要求）

不同車型的換擋手柄以及點(diǎn)火開關(guān)往往是不一樣的，我們也需要設(shè)計(jì)一種能對(duì)不同部件進(jìn)行夾持的工裝，來(lái)對(duì)換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置進(jìn)行耐久測(cè)試。目前的試驗(yàn)中，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的加載需要更換各種加載頭且更換通常由人工完成。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種與KUKA六軸工業(yè)機(jī)器人配套使用的夾持裝置。該裝置采用氣動(dòng)插銷式結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單維修方便如圖2所示。

綜上，該系統(tǒng)使用機(jī)器人模擬汽車的換擋點(diǎn)火功能，在多次的換擋過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)Q擋點(diǎn)火過(guò)程中換檔所用扭矩，以此完成汽車換擋的疲勞測(cè)試。首創(chuàng)性的對(duì)汽車換擋機(jī)構(gòu)防盜裝置通過(guò)工業(yè)機(jī)器人的二測(cè)開發(fā)實(shí)現(xiàn)耐久測(cè)試。改變了傳統(tǒng)的汽車部件的可靠性試驗(yàn)主要用氣缸、油缸和電缸來(lái)執(zhí)行的獨(dú)立的往復(fù)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)狀。通過(guò)擁有六個(gè)自由度的工業(yè)機(jī)器人模擬各種復(fù)雜動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)加載點(diǎn)上的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

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