線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：11/15 —— 2022
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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雜不會(huì)有汽車電路這一概念。而近年來隨著用戶對汽車安全性、穩(wěn)定性以及舒適性等要求的不斷提髙，組成汽車控制電路的線束變的越來越復(fù)雜 。對于汽車線束，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)代國內(nèi)生產(chǎn)的線束檢測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)行檢測存在檢測效率低、誤判率髙，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。對于國外線束檢測系統(tǒng)，雖然已經(jīng)比較成熟，但是價(jià)格相對較高，對于小型的線束生產(chǎn)廠家沒有足夠的資金來購買如此先進(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)對其研究，盡最大可能的生產(chǎn)出性價(jià)比髙的檢測裝置。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，然而對于國內(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。對于開路也就是我們在日常中提到的斷路，而錯(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，本文在對線束可能產(chǎn)生故障的問題分析基礎(chǔ)上，建立了對應(yīng)線束發(fā)生故障與非故障的模型。對于系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)短路，連接節(jié)點(diǎn)之間的導(dǎo)線往往是成對出現(xiàn)的，故障發(fā)生時(shí)，雖然在高端輸入信號時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，但是當(dāng)使用矩陣的形式對信號進(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 對出現(xiàn)的，存在這種問題的導(dǎo)線多通常情況 下是成對出現(xiàn)的，即使在高端輸入信號時(shí)仍 然會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，然而當(dāng)使用矩陣的形式對信號進(jìn)行表示時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。此種故障發(fā)生后，輸入髙端信號時(shí)葉端 不會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路對于汽車線束檢測系統(tǒng)的開發(fā)的基本要求是要達(dá)到國內(nèi)汽車生產(chǎn)相關(guān)廠家對檢測系 統(tǒng)的要求，其中主要包括：（1）加快檢測的速度，所開發(fā)的設(shè)備能 夠在很大程度上降低檢測時(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、加緊等功能來提髙系統(tǒng)具有的自 動(dòng)化程度；（2）所開發(fā)設(shè)備能夠?qū)θN故障進(jìn)行準(zhǔn) 確檢測，并且當(dāng)三種故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)也能夠?qū)θ魏我环N故障都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確分析；（3）可以對整個(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、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)獲取檢測報(bào)告，并可以依據(jù)獲得檢測結(jié)果的準(zhǔn)確分析故障，形成相應(yīng)的拫表，為操作人員提供盡可能詳細(xì)的故障診斷鎌；（5）所設(shè)計(jì)產(chǎn)品可以同時(shí)檢測多個(gè)故障，并且能夠匹配上不同汽車的檢測插口。3 汽車線束檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)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、對應(yīng)的電磁換向閥 等等。對于 PLC，本文選擇由三菱公司生產(chǎn)的FX2N.80MR-001型 PLC，而對于臺(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)過多重材料的對比后，最終 選擇有機(jī)玻璃。而對于氣動(dòng)夾具的選擇，由 于本文所研究的系統(tǒng)是對八根或者九根產(chǎn)品 進(jìn)行檢測，所以在選擇氣動(dòng)夾具時(shí)要根據(jù)檢測對象的特點(diǎn)選擇性價(jià)比最髙的產(chǎn)品；對于電磁換向閥，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)品的對比后，最終選擇4 V110.06型換向 電磁閥與AFR1500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。對于通斷檢測，其 主要檢測的項(xiàng)目有開路、錯(cuò)位、短路、接觸 不良等幾種情況，對于絕緣的檢測主要是線束與線、線束和連接器之間的絕緣。所以在檢測的時(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)檢測中具有 的功能有提供檢測獲取的信息、開關(guān)量表達(dá)出的信號以及檢測結(jié)果等。對應(yīng)PLC端口的 設(shè)置時(shí)：輸出端：Y000-Y007與 Y010-Y020 檢測獲取的結(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；對于 輸入在X000-X007與 X010-X020量接口中釆 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)的信號現(xiàn)象對檢測到的情況進(jìn)行分析。對于系統(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)，并對獲取的數(shù)據(jù)和所建數(shù)據(jù)庫中的數(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 GX Developer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作為線束檢測系統(tǒng)最為重要的核心部分， 它不但要能夠?qū)崿F(xiàn)對所有線束進(jìn)行可靠檢測， 還需要對獲取的數(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)，下面簡要介紹檢測的基 本步驟：在對線束進(jìn)行檢測時(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，并將獲得的結(jié)果實(shí)施存儲(chǔ)處理。當(dāng)線束檢測完畢后， 氣缸處于松開狀態(tài)，取出線束，此時(shí)PC 機(jī)檢測獲得結(jié)果進(jìn)行比對判斷，綠色指示燈亮則表明線束無故障，否則表明線束存在故障。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，所以就要不斷提髙汽車線束檢測的準(zhǔn)確性和方便性。
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