白克勤

摘 要：隨著汽車娛樂(lè)顯示功能增多，以及客戶對(duì)高清顯示要求越來(lái)越高，LVDS（高清音視頻線）的使用越來(lái)越普及。但由于零部件制造過(guò)程復(fù)雜且精度要求高、整車布局、零件匹配等因素影響，LVDS線束易導(dǎo)致黑屏、花屏、閃屏等問(wèn)題發(fā)生，影響客戶使用體驗(yàn)，進(jìn)而引起客戶強(qiáng)烈抱怨，因此，對(duì)于LVDS線束問(wèn)題匯總研究，有助于對(duì)后續(xù)車型開(kāi)發(fā)提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：LVDS線束 優(yōu)化 設(shè)計(jì)

1 引言

LVDS線束主要用于連接汽車娛樂(lè)主機(jī)和顯示屏，傳輸LVDS高清視頻信號(hào)，主要包括兩端HSD（高速數(shù)據(jù)連接器）連接器和LVDS電線。

某車型LVDS線束在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及售后均發(fā)生黑屏、花屏等問(wèn)題，引起了客戶的強(qiáng)烈抱怨，為此，對(duì)線束生產(chǎn)過(guò)程及匹配設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了全方位調(diào)查。

2 LVDS線束生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題調(diào)查

2.1 修剪屏蔽層、鋁箔紙工序

員工在挑起鋁箔紙時(shí)使用剪刀挑起，劃傷內(nèi)部芯線，導(dǎo)致壓接后端子內(nèi)部無(wú)銅絲。作業(yè)員工在修剪鋁箔紙過(guò)程中操作不當(dāng)，未分離開(kāi)LVDS線纜內(nèi)部的芯線與防屏蔽鋁箔紙，就使用剪刀進(jìn)行裁切，損傷到線纜內(nèi)部芯線的銅絲，導(dǎo)致信號(hào)在線纜傳遞過(guò)程中出現(xiàn)丟失現(xiàn)象。

改善建議：規(guī)范修剪鋁箔紙手法，需使用手指撥開(kāi)鋁箔紙后再使用剪刀修剪。更新 PFMEA和作業(yè)指導(dǎo)說(shuō)明，明確修剪鋁箔紙的作業(yè)手法，先用手指撥開(kāi)鋁箔紙使鋁箔與芯線分離，然后使用剪刀在遠(yuǎn)離芯線的方向進(jìn)行鋁箔紙裁切，完成鋁箔紙修剪后再100%檢查芯線的絕緣膠皮有無(wú)受損。

2.2 端子壓接

端子壓接后無(wú)CCD檢測(cè)進(jìn)行保障。CCD檢測(cè)即CCD視覺(jué)檢測(cè)，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品CCD圖像傳感器將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)；然后根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)。圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作的一種檢測(cè)手段。CCD視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備可以代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，在檢測(cè)端子壓接缺陷和防止缺陷流出等方面具有不可估量的價(jià)值。CCD視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的基本組成部分主要有：1、光源；2、鏡頭；3、工業(yè)相機(jī)；4、圖像采集卡；5、光學(xué)視覺(jué)軟件；6、設(shè)備機(jī)構(gòu)等部分。

改善建議：增加CCD檢測(cè)，對(duì)壓接外觀進(jìn)行全檢。端子壓接機(jī)除CFA+壓力監(jiān)控系統(tǒng)外，再增加一套CCD視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)端子壓接狀態(tài)和芯線膠皮的100%檢測(cè)監(jiān)控，能有效識(shí)別壓接故障。

2.3 彎折端子

人工彎折端子，彎折位置存在差異，無(wú)法保障一致性。操作人員手工進(jìn)行端子折彎90°，然后卡入護(hù)套中，端子彎折過(guò)程中缺少工裝、設(shè)備等定位，作業(yè)效率很低且彎折位置點(diǎn)定位不準(zhǔn)確，90°的彎折角度難以保證，有過(guò)彎、少?gòu)?、折斷等風(fēng)險(xiǎn)，影響到高清數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。

改善建議：改為設(shè)備全自動(dòng)彎折，保障彎折一致性。全自動(dòng)彎折設(shè)備能很好的提升端子的彎折效率，避免作坊式的手工作業(yè)，端子彎折設(shè)備上布置有定位工裝，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)彎折拐點(diǎn)的定位，90°的彎折角度由設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和自動(dòng)彎折，偏差不超過(guò)±2°，通過(guò)設(shè)備自動(dòng)彎折，無(wú)論是端子的折彎點(diǎn)選擇還是彎折角度控制，過(guò)程一致性都有了可靠的保障。

2.4 膠芯裝配

使用螺絲刀將端子裝入到膠芯卡槽中，螺絲刀頭部較硬，容易損傷端子。端子彎折后需裝入到膠芯卡槽中，膠芯卡槽起固定端子作用，若端子沒(méi)有被緊密固定，會(huì)隨整車運(yùn)動(dòng)而在膠芯中一起晃動(dòng)，數(shù)據(jù)信號(hào)無(wú)法正常傳遞，造成整車的多媒體黑屏、花屏等問(wèn)題影響。若使用螺絲刀進(jìn)行按壓裝配，螺絲刀的金屬頭部會(huì)損傷端子，且容易使端子無(wú)法完全固定在膠芯卡槽中，造成裝配不當(dāng)?shù)裙收稀?/p>

改善建議：使用塑料壓合棒進(jìn)行壓接，可降低裝配時(shí)對(duì)端子的損傷風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的評(píng)估和探究，根據(jù)端子的形狀開(kāi)發(fā)出一種PVC塑料壓合棒，該壓合棒相比金屬螺栓刀有以下優(yōu)點(diǎn)：①工具輕便，員工使用起來(lái)操作方便，效率高；②不損傷端子，PVC塑料材質(zhì)，按壓裝配過(guò)程中不存在用力操作而損傷端子表面的鍍層；③能確保端子裝配到位，壓合棒的頭部是根據(jù)端子結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相比螺絲刀更容易把端子按壓進(jìn)入到膠芯內(nèi)部，能確保端子完全裝配到位。

2.5 套管壓接

套管壓接尺寸在標(biāo)準(zhǔn)上限，壓接后與線纜外皮有間隙，線纜可以轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬套管通過(guò)壓接機(jī)沖壓后抱緊LVDS電線，套管的壓接高度直接決定了對(duì)LVDS線纜外絕緣皮的緊固力。若壓接尺寸超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上限，壓接后套管會(huì)與LVDS線纜外皮存在一定間隙，線纜會(huì)在套管間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，影響信號(hào)的正常傳輸；若壓接尺寸低于標(biāo)準(zhǔn)下限，壓接后套管會(huì)過(guò)緊的環(huán)抱LVDS線纜，有損傷LVDS線纜外絕緣皮和內(nèi)部芯線，也會(huì)影響到信號(hào)的正常傳輸。

改善建議：調(diào)整壓接機(jī)，套管壓接尺寸在標(biāo)準(zhǔn)下限，壓接后線纜無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，在壓接機(jī)旁邊規(guī)劃卡尺擺放區(qū)域，員工自檢壓接高度。通過(guò)調(diào)整壓接機(jī)的壓接參數(shù)，套管壓接高度由5.4mm調(diào)整到5.2mm，調(diào)整后壓接套管驗(yàn)證，套管剛好能抱死線纜外絕緣膠皮，LVDS線纜無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)且不損傷外絕緣膠皮和內(nèi)部芯線。通過(guò)改善套管的壓接尺寸后，LVDS線纜達(dá)到了無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。

2.6 功能測(cè)試

使用車機(jī)測(cè)試時(shí)只將兩端連接器對(duì)插后，屏幕點(diǎn)亮即可，未進(jìn)行連接可靠性檢測(cè)。在連通車機(jī)、顯示屏進(jìn)行LVDS線纜功能檢測(cè)時(shí)，只是簡(jiǎn)單的對(duì)插兩端連接器，檢測(cè)顯示屏有點(diǎn)亮動(dòng)作，未模擬在整車上的布局和裝車狀態(tài)，進(jìn)行LVDS線纜連接可靠性的檢測(cè)。

改善建議：車機(jī)測(cè)試對(duì)插后，擺動(dòng)兩端連接器根部位置，查看屏幕有無(wú)閃屏、花屏、黑屏現(xiàn)象。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，檢驗(yàn)過(guò)程中模擬整車運(yùn)動(dòng)，增加搖晃LVDS線纜兩端連接器的檢查動(dòng)作，驗(yàn)證LVDS線纜的連接可靠性，若顯示屏幕未出現(xiàn)閃屏、花屏、黑屏等現(xiàn)象，則LVDS線纜的連接穩(wěn)定可靠，信號(hào)傳輸完整。

3 匹配設(shè)計(jì)過(guò)程排查

設(shè)計(jì)因素對(duì)LVDS線束工作有重要影響，線束布局及匹配情況均有可能導(dǎo)致黑屏問(wèn)題發(fā)生，因此，好的設(shè)計(jì)是LVDS線束正常工作的一個(gè)先決條件。

3.1 線束布局

某車型由于座艙布局緊湊，顯示屏與主機(jī)之間間隙小且不規(guī)則，在LVDS布局中存在很大的局限性，LVDS線束轉(zhuǎn)配后彎曲及變形，導(dǎo)致線束內(nèi)部線束斷裂，見(jiàn)上圖10。

同時(shí)由于壓接環(huán)選型材料薄，在線束彎曲后起不到固定的作用，導(dǎo)致線束內(nèi)部翹曲嚴(yán)重進(jìn)而斷裂失效。

改善建議：LVDS線束布局時(shí)，建議避免彎折情況，如需彎折，避免在端子壓接點(diǎn)彎折，同時(shí)選用厚度較厚材料，避免彎折后失效。

LVDS線纜在整車布局中，一般需關(guān)注如下彎折情況：①電線纜在連接器根部，需滿足彎曲半徑彎折，避免出現(xiàn)小于90°的彎折角度；②纏繞膠帶距離連接器塑殼的距離須大于100mm，避免緊貼連接器根部纏繞；③控制電線纜的彎折角度，避免出現(xiàn)180°彎折扭曲，線纜的布置走向需平順圓滑，避免過(guò)多的扭曲纏繞，同時(shí)在貼近彎曲拐角處更不應(yīng)該使用膠帶或扎帶過(guò)緊捆扎。

除了梳理LVDS線束的布局走向，連接器尾端的套管厚度也需進(jìn)行相應(yīng)提升，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，套管厚度由4.5mm增大到5.9mm，可有效避免上述過(guò)度彎折造成的線芯斷裂問(wèn)題，為L(zhǎng)VDS線纜的完整信號(hào)傳輸提供了可靠的保證。

3.2 零件匹配

某車型反饋LVDS高清視頻線對(duì)接后出現(xiàn)端子孔變形問(wèn)題，變形的孔位均集中在同一側(cè)位置，端子上存在明顯頂痕，未對(duì)正插接造成端子變形；調(diào)查發(fā)現(xiàn)零件的對(duì)接口在設(shè)計(jì)上緊靠外殼體邊緣，出現(xiàn)一個(gè)較高臺(tái)階，員工對(duì)接作業(yè)時(shí)因裝配空間受限出現(xiàn)了傾斜插植端子的情況，導(dǎo)致高清視屏線對(duì)接后端子對(duì)頂變形。

改善建議：零件設(shè)計(jì)布局時(shí)，連接器插植接口處應(yīng)預(yù)留有足夠的操作空間，盡量遠(yuǎn)離殼體邊緣、鈑金等空間受限區(qū)域，以免對(duì)作業(yè)人員的對(duì)正插植端子產(chǎn)生影響，保證連接器對(duì)接時(shí)能垂直進(jìn)入，避免對(duì)頂?shù)淖o(hù)套壁或端子壁造成歪針、退針等故障，從而影響到數(shù)據(jù)信息的傳輸。

4 結(jié)語(yǔ)

LVDS線束作為高清音視頻的重要橋梁紐帶，對(duì)于整個(gè)娛樂(lè)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作有著重要的作用，做好LVDS線束生產(chǎn)過(guò)程的管控及匹配設(shè)計(jì)，才能為汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。