閆慶輝，魯雨婷，袁旱雨，葛航凱，范正萌，唐靈聰

一種新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

閆慶輝，魯雨婷，袁旱雨，葛航凱，范正萌，唐靈聰

（寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司，浙江 寧波 315336）

目前汽車行業(yè)大部分主機(jī)廠同一款發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)匹配不同車型的整車，導(dǎo)致同一款發(fā)動(dòng)機(jī)需要匹配多款不同的整車線束，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)廠冷試、熱試工位的便捷性、一致性，通常會(huì)采用工藝線束進(jìn)行測(cè)試，工藝線束針腳、接頭等為易損件，且工藝線束故障為冷試、熱試工位觸發(fā)頻率較高的問(wèn)題，因此，檢測(cè)工藝線束的質(zhì)量成為保證生產(chǎn)效率的高優(yōu)先級(jí)事項(xiàng)。文章以某汽油發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束為研究對(duì)象，對(duì)一種新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用方法進(jìn)行分析研究。

新型；發(fā)動(dòng)機(jī)冷試；工藝線束；快捷檢測(cè)

引言

隨著汽車用戶需求的不斷升級(jí)，整車配置越來(lái)越豐富，大部分主機(jī)廠同一款發(fā)動(dòng)機(jī)需要匹配多種配置的不同整車，因而同種發(fā)動(dòng)機(jī)需要匹配不同型號(hào)的整車線束，不利于冷試工位的測(cè)試一致性、通用性、便捷性，并且同一個(gè)臺(tái)架匹配多種不同線束將大大增加冷試臺(tái)架制造成本，為解決這一問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)大多采用工藝線束來(lái)滿足冷試工位測(cè)試需求，但是工藝線束屬于易損件，特別是針腳部分較易出現(xiàn)故障，如銹蝕、松脫、短路、磨損等，目前國(guó)內(nèi)的線束測(cè)試手段還比較落后，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)線束導(dǎo)通手段采用萬(wàn)用表、蜂鳴器或指示燈用手工逐點(diǎn)搭接，通過(guò)觀察電、聲或光信號(hào)來(lái)判斷每條連接線的通斷，這樣進(jìn)行導(dǎo)通檢測(cè)不僅速度慢、效率低，而且十分容易造成錯(cuò)檢或漏檢，無(wú)法滿足當(dāng)前流水線生產(chǎn)和使用快速發(fā)展的要求[1]。因此本文以某汽油發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束為例對(duì)一種新型工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行探討分析及延伸。

1 冷試工藝線束概述

冷試工藝線束葉端連接發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器，根端連接冷試臺(tái)架數(shù)據(jù)采集模塊，用于發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器與冷試臺(tái)架的信號(hào)傳輸，無(wú)故障線束通常是每根導(dǎo)線均導(dǎo)通，且沒有錯(cuò)位、短路現(xiàn)象，從根端輸入與葉端輸出的電壓完全一致，但是冷試工藝線束在使用過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：針腳松脫（斷路）、針腳磨損（斷路）、接觸不良（斷路）、燒蝕（短路）等，表現(xiàn)形式為：斷路：根端輸入電壓信號(hào)而葉端無(wú)響應(yīng)；短路：存在內(nèi)部短路節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線是成對(duì)或多個(gè)出現(xiàn)的，雖然根端輸入電壓信號(hào)，葉端有響應(yīng)，但是如果用矩陣來(lái)描述響應(yīng)信號(hào)，亦將引起矩陣排列異常。出現(xiàn)以上故障將影響冷試測(cè)試準(zhǔn)確性，導(dǎo)致冷試測(cè)試FTT降低。

2 冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的硬件組成

2.1.1機(jī)械部分設(shè)計(jì)

機(jī)械部分主要包括檢測(cè)臺(tái)臺(tái)面、支腳、萬(wàn)向輪、線束葉端對(duì)接頭、線束根端對(duì)接頭、電腦安裝支架、鍵盤托、電阻測(cè)試模塊存放柜等。機(jī)械設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)

2.1.2電器部分設(shè)計(jì)

本快捷檢測(cè)臺(tái)主要進(jìn)行傳感器測(cè)試和線束針腳測(cè)試，線束根端（公頭）與檢測(cè)臺(tái)根端（母頭）對(duì)接，線束葉端（母頭）與檢測(cè)臺(tái)葉端（公頭）對(duì)接，實(shí)現(xiàn)回路閉合。通過(guò)測(cè)量各傳感器針腳電阻值識(shí)別線束的斷路、短路等故障。電器原理圖詳見圖2所示。

圖2 電器原理圖

2701模塊（電阻測(cè)試模塊）采用恒流法測(cè)量電阻，即2701模塊給出一個(gè)恒定的電流，然后測(cè)試出電壓，根據(jù)公式R=U/I計(jì)算出電阻的大小，測(cè)試電流的大小取決于選擇測(cè)試檔位，例如100Ω電阻檔位輸出的電流為1mA。對(duì)于10MΩ和100MΩ檔位，2701采用比率法進(jìn)行測(cè)試。2701模塊測(cè)試原理圖如圖3所示。

圖3 2701模塊測(cè)試原理圖

RDUT為待測(cè)電阻，按照如下公式可以計(jì)算出RDUT。

2.2 冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的軟件組成

本測(cè)試軟件基于Windows 7/Windows 10操作系統(tǒng)，在Labview2013環(huán)境中開發(fā)。主要針對(duì)冷試工藝線束檢測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器線束每一信號(hào)針腳對(duì)應(yīng)電阻，根據(jù)預(yù)設(shè)測(cè)量范圍（限值），判斷線束傳感器每一個(gè)針腳正常與否，從而檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束是否滿足質(zhì)量要求。

2.2.1圖形用戶界面框架

冷試工藝線束測(cè)試系統(tǒng)軟件啟動(dòng)后進(jìn)入交互界面。交互界面如圖4所示。

圖4 測(cè)試系統(tǒng)軟件交互界面

測(cè)試系統(tǒng)的主要作用是發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束檢測(cè)，功能包括測(cè)試交互界面（傳感器顯示和線束針腳顯示）、測(cè)試開始按鈕、NG項(xiàng)重新測(cè)試、配置。工具欄如圖5所示。

圖5 工具欄

①傳感器

②線束針腳

③測(cè)試啟動(dòng)按鈕

④NG項(xiàng)重新測(cè)試

⑤配置

2.2.2傳感器檢測(cè)

測(cè)試系統(tǒng)的主要作用是發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束檢測(cè)，根據(jù)傳感器類型不同，對(duì)應(yīng)針腳定義存在差異，一般情況下，傳感器進(jìn)行直觀檢測(cè)。傳感器檢測(cè)界面見圖6。

圖6 傳感器檢測(cè)主界面

2.2.3線束針腳檢測(cè)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證傳感器對(duì)應(yīng)針腳的信號(hào)，可以單獨(dú)選擇針腳信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)出單個(gè)針腳的電阻值，更加準(zhǔn)確確認(rèn)針腳信號(hào)，識(shí)別線束針腳故障。線束針腳信號(hào)檢測(cè)主界面如圖7所示。

圖7 線束針腳信號(hào)檢測(cè)主界面

2.2.4參數(shù)配置

參數(shù)配置主要包括2701模塊參數(shù)配置和線束信號(hào)配置。

2701模塊參數(shù)配置包括：信號(hào)源地址（建立通訊）、通道掃描方式（多點(diǎn)掃描和單點(diǎn)掃描）、讀取時(shí)間超時(shí)提醒。2701模塊參數(shù)配置界面如圖8所示。

圖8 2701模塊參數(shù)配置界面

根據(jù)線束傳感器類型的差異，線束信號(hào)針腳定義隨傳感器不同而有不同的針腳配置，線束信號(hào)配置界面如圖9所示。

圖9 線束信號(hào)配置界面

①頁(yè)面選擇：共8個(gè)頁(yè)面，每一頁(yè)可配置線束針腳10個(gè)。

②線束針腳屬性配置，包括：Addr通訊地址、Name通道名稱、Mode檢測(cè)方法（DC Voltage、AC Voltage、DC Current、AC Current、Resistance、Four-Wire Resistance、Temperature、Frequency、Period、Continuity）、Unit單元、LmitType限值判斷方法、LoLmit下限、HiLmit上限、Precision精度、Sensor傳感器。

③頁(yè)面快速選擇：First第一頁(yè)、Previous上一頁(yè)、Next下一頁(yè)、Last最后一頁(yè)。

④窗口按鈕：Apply確認(rèn)、Close關(guān)閉。

3 冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的應(yīng)用

在使用檢測(cè)臺(tái)時(shí)，將線束葉端（母頭）與檢測(cè)臺(tái)葉端（公頭）連接、線束根端（公頭）與檢測(cè)臺(tái)根端（母頭）連接，同時(shí)檢查每個(gè)傳感器連接，確保連接到位。安裝后狀態(tài)如圖10所示。

圖10 線束連接后狀態(tài)示意圖

圖11 參數(shù)配置界面示意圖

打開電腦測(cè)試軟件，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷試工藝線束傳感器標(biāo)識(shí)，進(jìn)行線束針腳信號(hào)定義，配置相應(yīng)參數(shù)，配置界面如圖11所示。

配置完成之后，選擇所需檢測(cè)的傳感器或線束針腳，電機(jī)啟動(dòng)測(cè)試按鈕“Test”，預(yù)計(jì)1-2s后將顯示出所有傳感器或線束針腳的檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)合格顯示綠色，檢測(cè)不合格顯示紅色。測(cè)試完成界面如圖6和圖7所示。

4 新型線束快捷檢測(cè)臺(tái)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

4.1 高效快捷、低勞動(dòng)強(qiáng)度

傳統(tǒng)工藝線束檢測(cè)方法為使用萬(wàn)用表檢測(cè)，萬(wàn)用表正極連接線束根端某個(gè)特定針腳，然后對(duì)照線束電器原理圖尋找此針腳對(duì)應(yīng)的線束葉端針腳，萬(wàn)用表的負(fù)極連接此葉端針腳，所有針腳的檢測(cè)需要對(duì)照線束電器原理圖逐個(gè)尋找、逐個(gè)對(duì)接萬(wàn)用表正負(fù)極，操作極其繁瑣。如果每條線束有90個(gè)針腳，每個(gè)針腳的查圖、連接、檢測(cè)、記錄按照2分鐘計(jì)算，完成整條線束的檢測(cè)需要180分鐘，效率相對(duì)低下，且員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，無(wú)法適應(yīng)快節(jié)拍要求的流水線生產(chǎn)需求。該新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)，僅需要員工將線束葉端與檢測(cè)臺(tái)葉端連接與拆卸、線束根端與檢測(cè)臺(tái)根端連接與拆卸，針腳檢測(cè)和數(shù)據(jù)記錄全部由測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)完成，完成單條線束檢測(cè)全程僅需要2分鐘，效率極大提高且員工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

4.2 高精確性、檢測(cè)數(shù)據(jù)易追溯

傳統(tǒng)工藝線束檢測(cè)方式檢測(cè)數(shù)據(jù)讀取和記錄由人工完成，由于線束針腳數(shù)量較多，人工重復(fù)讀取及記錄，極易出現(xiàn)錯(cuò)誤，手工記錄很難長(zhǎng)時(shí)間保存。由于線束存在生命周期，需要根據(jù)檢測(cè)情況進(jìn)行更新更換，因此檢測(cè)數(shù)據(jù)追溯查詢至關(guān)重要，手工記錄的數(shù)據(jù)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保存，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)追溯查詢存在難度。該新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)，傳感器和線束針腳信號(hào)由測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)與讀取，完成之后數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，檢測(cè)過(guò)程不易出錯(cuò)，準(zhǔn)確性相對(duì)人工檢測(cè)大大提高，且檢測(cè)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)時(shí)間保存（根據(jù)硬盤容量，可保存至少三年），容易追溯檢測(cè)數(shù)據(jù)。

5 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)某汽油機(jī)冷試工藝線束檢測(cè)方法的研究描述了一種新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。通過(guò)應(yīng)用該新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)工藝線束檢測(cè)高精確性、低勞動(dòng)強(qiáng)度、高效快捷、檢測(cè)數(shù)據(jù)易追溯的特點(diǎn)。該設(shè)計(jì)在汽車行業(yè)主機(jī)廠工藝線束檢測(cè)過(guò)程中值得推廣。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)在汽車中的使用變得非常普遍。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，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷試測(cè)試系統(tǒng)具備的檢測(cè)準(zhǔn)確性及效率也應(yīng)不斷提升，所以就要不斷提高線束檢測(cè)的準(zhǔn)確性和方便性[2]。該新型冷試工藝線束快捷檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用可以很好地滿足該要求。

[1] 徐錚.汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè), 2009(15):64-65.

[2] 高暢.汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討[J].時(shí)代汽車,2017(06): 15-16.

Design and Application of a New Cold Test Process Wire Harness Quick Test Table

Yan Qinghui, Lu Yuting, Yuan Hanyu, Ge Hangkai, Fan Zhengmeng, Tang Lingcong

（Ningbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd, Zhejiang Ningbo 315336）

At present, same engine model is designed to match different models of vehicle for most vehicle plants in automobile industry, so that the same engine need to match many different vehicle wiring harness. In order to ensure the convenience and consistency of cold test- and hot test station in the engine plant, process wire harness is usually used for testing. But pins and connectors of process wire harness are wearing parts, and harness failure belongs to high frequently occurred issue of cold test and hot test. To ensure production efficiency, the quality test of the process wiring harness becomes a high priority task for these stations. In this paper, the design principle and application method of a new type of process wire harness quick test table for cold test are analyzed and studied.

New type; Engine cold test; Process wire harness; Quick test

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.040

U466

B

1671-7988(2021)06-130-04

U466

B

1671-7988(2021)06-130-04

閆慶輝（1989-），男，山西省晉中市人，工程師，本科，主要從事汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試工藝開發(fā)工作。