一種新型冷試工藝線束快捷檢測臺的設計及應用

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臺的設計及應用

閆慶輝，魯雨婷，袁旱雨，葛航凱，范正萌，唐靈聰

（寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司，浙江 寧波 315336）

目前汽車行業大部分主機廠同一款發動機會匹配不同車型的整車，導致同一款發動機需要匹配多款不同的整車線束，為保證發動機廠冷試、熱試工位的便捷性、一致性，通常會采用工藝線束進行測試，工藝線束針腳、接頭等為易損件，且工藝線束故障為冷試、熱試工位觸發頻率較高的問題，因此，檢測工藝線束的質量成為保證生產效率的高優先級事項。文章以某汽油發動機冷試工藝線束為研究對象，對一種新型冷試工藝線束快捷檢測臺的設計原理和應用方法進行分析研究。

新型；發動機冷試；工藝線束；快捷檢測

引言

隨著汽車用戶需求的不斷升級，整車配置越來越豐富，大部分主機廠同一款發動機需要匹配多種配置的不同整車，因而同種發動機需要匹配不同型號的整車線束，不利于冷試工位的測試一致性、通用性、便捷性，并且同一個臺架匹配多種不同線束將大大增加冷試臺架制造成本，為解決這一問題，行業內大多采用工藝線束來滿足冷試工位測試需求，但是工藝線束屬于易損件，特別是針腳部分較易出現故障，如銹蝕、松脫、短路、磨損等，目前國內的線束測試手段還比較落后，傳統的現場檢測線束導通手段采用萬用表、蜂鳴器或指示燈用手工逐點搭接，通過觀察電、聲或光信號來判斷每條連接線的通斷，這樣進行導通檢測不僅速度慢、效率低，而且十分容易造成錯檢或漏檢，無法滿足當前流水線生產和使用快速發展的要求[1]。因此本文以某汽油發動機冷試工藝線束為例對一種新型工藝線束快捷檢測臺的設計及應用進行探討分析及延伸。

1 冷試工藝線束概述

冷試工藝線束葉端連接發動機傳感器，根端連接冷試臺架數據采集模塊，用于發動機傳感器與冷試臺架的信號傳輸，無故障線束通常是每根導線均導通，且沒有錯位、短路現象，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程中通常會出現以下問題：針腳松脫（斷路）、針腳磨損（斷路）、接觸不良（斷路）、燒蝕（短路）等，表現形式為：斷路：根端輸入電壓信號而葉端無響應；短路：存在內部短路節點的導線是成對或多個出現的，雖然根端輸入電壓信號，葉端有響應，但是如果用矩陣來描述響應信號，亦將引起矩陣排列異常。出現以上故障將影響冷試測試準確性，導致冷試測試FTT降低。

2 冷試工藝線束快捷檢測臺的設計

2.1 冷試工藝線束快捷檢測臺的硬件組成

2.1.1機械部分設計

機械部分主要包括檢測臺臺面、支腳、萬向輪、線束葉端對接頭、線束根端對接頭、電腦安裝支架、鍵盤托、電阻測試模塊存放柜等。機械設計如圖1所示。

圖1 冷試工藝線束快捷檢測臺

2.1.2電器部分設計

本快捷檢測臺主要進行傳感器測試和線束針腳測試，線束根端（公頭）與檢測臺根端（母頭）對接，線束葉端（母頭）與檢測臺葉端（公頭）對接，實現回路閉合。通過測量各傳感器針腳電阻值識別線束的斷路、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（電阻測試模塊）采用恒流法測量電阻，即2701模塊給出一個恒定的電流，然后測試出電壓，根據公式R=U/I計算出電阻的大小，測試電流的大小取決于選擇測試檔位，例如100Ω電阻檔位輸出的電流為1mA。對于10MΩ和100MΩ檔位，2701采用比率法進行測試。2701模塊測試原理圖如圖3所示。

圖3 2701模塊測試原理圖

RDUT為待測電阻，按照如下公式可以計算出RDUT。

2.2 冷試工藝線束快捷檢測臺的軟件組成

本測試軟件基于Windows 7/Windows 10操作系統，在Labview2013環境中開發。主要針對冷試工藝線束檢測進行設計，通過測量發動機傳感器線束每一信號針腳對應電阻，根據預設測量范圍（限值），判斷線束傳感器每一個針腳正常與否，從而檢測發動機冷試工藝線束是否滿足質量要求。

2.2.1圖形用戶界面框架

冷試工藝線束測試系統軟件啟動后進入交互界面。交互界面如圖4所示。

圖4 測試系統軟件交互界面

測試系統的主要作用是發動機冷試工藝線束檢測，功能包括測試交互界面（傳感器顯示和線束針腳顯示）、測試開始按鈕、NG項重新測試、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測試啟動按鈕

④NG項重新測試

⑤配置

2.2.2傳感器檢測

測試系統的主要作用是發動機冷試工藝線束檢測，根據傳感器類型不同，對應針腳定義存在差異，一般情況下，傳感器進行直觀檢測。傳感器檢測界面見圖6。

圖6 傳感器檢測主界面

2.2.3線束針腳檢測

為了進一步驗證傳感器對應針腳的信號，可以單獨選擇針腳信號進行檢測，檢測出單個針腳的電阻值，更加準確確認針腳信號，識別線束針腳故障。線束針腳信號檢測主界面如圖7所示。

圖7 線束針腳信號檢測主界面

2.2.4參數配置

參數配置主要包括2701模塊參數配置和線束信號配置。

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

圖8 2701模塊參數配置界面

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

圖9 線束信號配置界面

①頁面選擇：共8個頁面，每一頁可配置線束針腳10個。

②線束針腳屬性配置，包括：Addr通訊地址、Name通道名稱、Mode檢測方法（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頁面快速選擇：First第一頁、Previous上一頁、Next下一頁、Last最后一頁。

④窗口按鈕：Apply確認、Close關閉。

3 冷試工藝線束快捷檢測臺的應用

在使用檢測臺時，將線束葉端（母頭）與檢測臺葉端（公頭）連接、線束根端（公頭）與檢測臺根端（母頭）連接，同時檢查每個傳感器連接，確保連接到位。安裝后狀態如圖10所示。

圖10 線束連接后狀態示意圖

圖11 參數配置界面示意圖

打開電腦測試軟件，根據發動機冷試工藝線束傳感器標識，進行線束針腳信號定義，配置相應參數，配置界面如圖11所示。

配置完成之后，選擇所需檢測的傳感器或線束針腳，電機啟動測試按鈕“Test”，預計1-2s后將顯示出所有傳感器或線束針腳的檢測結果，檢測合格顯示綠色，檢測不合格顯示紅色。測試完成界面如圖6和圖7所示。

4 新型線束快捷檢測臺的技術優點

4.1 高效快捷、低勞動強度

傳統工藝線束檢測方法為使用萬用表檢測，萬用表正極連接線束根端某個特定針腳，然后對照線束電器原理圖尋找此針腳對應的線束葉端針腳，萬用表的負極連接此葉端針腳，所有針腳的檢測需要對照線束電器原理圖逐個尋找、逐個對接萬用表正負極，操作極其繁瑣。如果每條線束有90個針腳，每個針腳的查圖、連接、檢測、記錄按照2分鐘計算，完成整條線束的檢測需要180分鐘，效率相對低下，且員工勞動強度大，無法適應快節拍要求的流水線生產需求。該新型冷試工藝線束快捷檢測臺，僅需要員工將線束葉端與檢測臺葉端連接與拆卸、線束根端與檢測臺根端連接與拆卸，針腳檢測和數據記錄全部由測試系統自動完成，完成單條線束檢測全程僅需要2分鐘，效率極大提高且員工勞動強度大大降低。

4.2 高精確性、檢測數據易追溯

傳統工藝線束檢測方式檢測數據讀取和記錄由人工完成，由于線束針腳數量較多，人工重復讀取及記錄，極易出現錯誤，手工記錄很難長時間保存。由于線束存在生命周期，需要根據檢測情況進行更新更換，因此檢測數據追溯查詢至關重要，手工記錄的數據無法長時間保存，從而導致數據追溯查詢存在難度。該新型冷試工藝線束快捷檢測臺，傳感器和線束針腳信號由測試系統自動進行檢測與讀取，完成之后數據自動保存，檢測過程不易出錯，準確性相對人工檢測大大提高，且檢測數據可長時間保存（根據硬盤容量，可保存至少三年），容易追溯檢測數據。

5 總結

本文通過對某汽油機冷試工藝線束檢測方法的研究描述了一種新型冷試工藝線束快捷檢測臺的設計及應用。通過應用該新型冷試工藝線束快捷檢測臺，可以實現工藝線束檢測高精確性、低勞動強度、高效快捷、檢測數據易追溯的特點。該設計在汽車行業主機廠工藝線束檢測過程中值得推廣。隨著汽車工業和電力電子技術的快速發展，電子技術在汽車中的使用變得非常普遍。由于用戶對汽車的安全、穩定和舒適等多種特性的要求不斷提高，對發動機冷試測試系統具備的檢測準確性及效率也應不斷提升，所以就要不斷提高線束檢測的準確性和方便性[2]。該新型冷試工藝線束快捷檢測臺的設計及應用可以很好地滿足該要求。

[1] 徐錚.汽車線束檢測系統的設計與實現[J].中國高新技術企業, 2009(15):64-65.

[2] 高暢.汽車線束檢測系統的設計與實現探討[J].時代汽車,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，主要從事汽車發動機測試工藝開發工作。