一種汽車鑰匙自動化檢測設備的設計

梁美玉，蔣龍云，郭 慧，龍海燕

（安徽工程大學　機電學院，蕪湖 241000）

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一種汽車鑰匙自動化檢測設備的設計

梁美玉，蔣龍云，郭 慧，龍海燕

（安徽工程大學機電學院，蕪湖 241000）

摘 要：針對當前社會汽車行業的大力發展，消費者對汽車配件的要求也越來越高，尤其是使用相對頻繁的汽車遙控鑰匙。消費者對鑰匙的要求不僅僅是功能的正常使用，安全性，還要滿足一定的舒適度，而目前市場上并沒有可以做到既滿足產業效率、又檢測項目齊全的鑰匙自動化檢測設備，大多數功能檢測還要依賴人工。本項目遙控鑰匙自動化檢測終檢設備在自動檢測的基礎上，具有可更換的機械胎具，保證滿足不同型號的測試要求。本設備可以實現對鑰匙的射頻、功率、固定碼、滾動碼、靜態電流、LED以及有無重碼等功能的檢測，大大滿足當前汽車市場產業的需求。

關鍵詞：遙控鑰匙；自動檢測；功能檢測；靈活性

0　引言

隨著我國汽車行業的繁榮發展，消費者對汽車整車甚至是配件的使用要求也越來越高。針對我國當前汽車產業上，大多以人工檢測為主的環境，不僅檢測結果得不到保證，而且效率低下，提高了生產成本，甚至很多鑰匙在出廠的后沒有多久就會出現故障，使消費者對國產汽車行業的信任度降低，大大影響了我國汽車產業市場發展［1］。

本設計提出的鑰匙自動化檢測終檢設備，在保證對鑰匙固有檢測功能，如：射頻頻率、功率衰減、固定碼、滾動碼、靜態電流、LED亮度以及有無重碼等功能采取自動檢測的基礎上，還可以通過更換不同的機械胎具，對不同廠家不同型號的鑰匙進行功能檢測，除此之外，設備還預留了很多信號輸入輸出口，便于添加更多的測試功能。鑰匙自動化測試設備在產線上的推廣，不僅可以提高鑰匙出廠檢測的質量合格率，還對每一把鑰匙做到檢測加記錄的測試過程，讓每一把鑰匙都具有追溯性，而且由于設備具有很強的靈活性，便于技術工作人員的升級和改進。

在整個設計過程中遇到的關鍵問題以及解決方案如下：

1）同頻干擾—在鑰匙產線生產的時候，為了提高企業效率，會進行多把鑰匙同時測試，不同的鑰匙在檢測的時候同頻干擾是不可避免的。

解決方案：測試時在屏蔽盒內進行，保證密封性，周圍填充屏蔽布，所有盒蓋上的DB頭開孔，都要采取特殊工藝，且為了保證鑰匙射頻吸收的完全，則要要屏蔽盒內添加自制天線。僅僅通過屏蔽線，將射頻信號傳送給頻譜儀。

2）胎具制作—測試用的屏蔽盒大小有限，在面對不同型號的鑰匙，尺寸不同，鑰匙各個按鍵之間的間距也不同，上盒內按鍵柱的安放與排列必須經過精密測算。

解決方案：機械設計過程中，盡量錯位排放按鍵柱。

3）按鍵力的大小—在進行功能測試時，需要對鑰匙按鍵進行按鍵測試，要確保按建力的大小，保證在測試時不會對按鍵產生外觀損傷。

解決方案：通過調節氣閥氣壓控制按鍵柱的下壓力，這里選取0.6MPa，且在生產期間，每周進行壓力校驗。

4）程序編寫—在進行重碼比較時，由于對比樣件數目龐大，耗時較長，在編碼時要加以注意。

解決方案：軟件編程時，采取文件夾查詢方式。

5）LED亮度設置—消費者視覺所能接受的LED亮度，以及不可出現LED常亮，或者LED不亮，保證LED亮燈的用戶需求的持久時間。

解決方案：利用光電傳感器，對LED進行亮度模擬采集。再在軟件編程中進行數據分析。

以下將從硬件和軟件兩個方面具體介紹本設備的設計思想。

硬件設計：

圖1為本設備的檢測總框圖。

圖1　檢測整體硬件圖

本設備以工控機為上位機，采用觸摸屏作為顯示界面，易于操作工人的使用；將BCM以及待檢測的鑰匙放入特制的屏蔽盒內部，進行檢測；根據所要檢測的功能，采用數字輸入模塊以及數字輸出模塊、頻譜分析儀、靜態電流檢測模塊進行測試；具體機械動作的由啟動控件進行完成。

具體各個模塊的工作如下：

1）上位機為研華IPC-610L工控機，以PCLD-782進行數字信號采集，PCL-818進行模擬信號采集，PCI5110進行上位機與下位機的CAN信號通信；

2）可拆卸屏蔽盒作為鑰匙檢測盒，分為上下兩部分，由軟件控制進行工作，為了提高測試效率，設計中采取一個上蓋，垂直線上固定位置做上下移動，兩個下盒，水平線上固定位置做左右移動，工人一次可以放入兩個待測鑰匙，通過上盒蓋與下盒蓋1或下盒蓋2的閉合，進行測試。以下是上盒和下盒的作用。

上盒主要功能：

（1）鑰匙按鍵測試—盒內設有可拆卸的鑰匙按鍵的按鍵柱，可以根據不同型號的鑰匙進行不同的按鍵柱尺寸制作；

（2）鑰匙LED檢測—光敏傳感器；

（3）上盒蓋的移動—連接氣閥，通過控制氣閥的開閉，控制鑰匙按鍵按鈕的按下與否以及上盒是否與下盒閉合，具體上移和下蓋的位移量由滑動槽兩端的限位傳感器決定；

（4）射頻信號接收—盒內置有自制接收天線，更好的接收鑰匙工作時的射頻信號，減少干擾；

（5）射頻信號的傳輸—通過上盒蓋上的屏蔽線與頻譜儀相連，傳輸射頻信號。

下盒主要功能：

（1）鑰匙安置—盒內有可拆卸的鑰匙整體的胎具槽，用于放置鑰匙，功能鍵朝上；

（2）固定碼和滾動碼檢測—通過DB9接頭連接外部屏蔽箱，該屏蔽箱內置有汽車通用模塊，當鑰匙進行按鈕測試時，汽車通用模塊將固定碼和滾動碼與上位機進行CAN通訊，利用獲取的固定碼可以與之前出廠的鑰匙進行比對，判斷是否存在重碼；

（3）下盒蓋的移動—連接氣閥，通過控制氣閥的開閉，控制下盒的左右移動，具體左移和右蓋的位移量由滑動槽兩端的限位傳感器決定；

（4）靜態電流—通過DB9頭，與外部靜態電流測試模塊相連接，測量鑰匙靜態電流值；

（5）鑰匙射頻中心頻率，功率衰減—采用屏蔽線連接AgilengN932頻譜分析儀，進行遙控鑰匙的中心頻率采集，功率衰減等功能的測量，利用USB接口與上位機進行遠程控制，自動測試。

3）測控設備的電路控制部分，設計成掛板形式，置于設備內，由繼電器板卡PCL-785進行電路開關控制，整體電路由臺灣明緯開關電源±12V/2A進行供電。

軟件設計：

本設計軟件以C++ Build5進行編寫，根據生產中功能測試的要求以及更人性化的人機交互性，分別編寫了main.cpp， Keytest.cpp， IO.cpp， InstruRemote.cpp，Adsapi32.cpp， nIndex.cpp， visa.cpp文件，以及key.ini文件。

其中主要的文件介紹如下：

main.cpp，是主程序，主界面顯示，包含了整個系統工作流程控制，在整個程序控制當中采用10ms的循環控制，循環執行機械運動、機械狀態監測、按鍵動作、結果記錄以及報警等功能，如圖2所示。

圖2　主控制界面

Keytest.cpp，是創建鑰匙型號選擇界面，如圖3所示。

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圖3　鑰匙型號選擇界面

key.ini，配置文件，具體鑰匙型號以及鑰匙參數，測試內容都是由配置文件提供，設計人員在添加或刪除某些鑰匙型號時，可以直接在key.ini文件中添加，在調用即可，保證維護工作更簡單快捷；

InstruRemote.cpp，是遠程控制頻譜儀函數，根據鑰匙的中心頻率以及衰減特性對頻譜儀進行中心頻率設置315.00MHz，433.92MHz。

3　結束語

遙控鑰匙自動化檢測終檢設備的制作，不但滿足企業不同型號鑰匙生產的功能測試要求，而且突出了時效性，相比較傳統的人工測試，體現了智能化、人性化的特點，同時保障性更強，讓企業安心，也讓消費者放心。

參考文獻：

［1］ 曹建海，李海艦.論新型工業化的道路［J］.中國工業經濟. 2003（01）.

The design of car key automation testing equipment

LIANG Mei-yu， JIANG Long-yun， GUO Hui， LONG Hai-yan

中圖分類號：TP23

文獻標識碼：A

文章編號：1009-0134（2016）05-0081-02

收稿日期：2015-12-07

作者簡介：梁美玉（1986 -），女，安徽桐城人，碩士，研究方向為電子信息工程。