智能制造車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

李光 馮波 李志光 張爭(zhēng)光 汪勤

摘 要：基于汽車(chē)智能制造生產(chǎn)線，在車(chē)輛下線調(diào)試中，時(shí)常出現(xiàn)的車(chē)門(mén)相關(guān)電器問(wèn)題，排查分析結(jié)果是車(chē)門(mén)零部件的缺陷、漏裝、裝配錯(cuò)誤等問(wèn)題，然后再進(jìn)行車(chē)門(mén)返修;對(duì)于這樣的問(wèn)題既浪費(fèi)大量時(shí)間又浪費(fèi)大量人力，最后還導(dǎo)致車(chē)輛交付延期，影響試驗(yàn)。本文主要闡述采用人機(jī)互動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)車(chē)門(mén)上的電器系統(tǒng)的智能自動(dòng)化檢測(cè)，其主要應(yīng)用操作過(guò)程是，將檢測(cè)設(shè)備和被檢測(cè)車(chē)門(mén)連接好，啟動(dòng)檢測(cè)設(shè)備開(kāi)始檢測(cè)，電阻值測(cè)量類(lèi)設(shè)備自動(dòng)測(cè)量，如玻璃升降功能檢測(cè)，設(shè)備在發(fā)出診斷信令后，提示檢測(cè)人員操作玻璃升降器的上升或下降開(kāi)關(guān)，操作員執(zhí)行玻璃升降操作后并觀察實(shí)際執(zhí)行情況，這時(shí)檢測(cè)設(shè)備詢問(wèn)玻璃升降器是否執(zhí)行成功，操作員反饋實(shí)際結(jié)果后，就可以開(kāi)始其他功能檢測(cè)，以此類(lèi)推去執(zhí)行完成整個(gè)車(chē)門(mén)的其他電器功能檢測(cè)。該方案采用的是基于檢測(cè)電腦外加CAN總線、程控電源、程控萬(wàn)用表，再通過(guò)對(duì)檢測(cè)電腦進(jìn)行軟件編程，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)門(mén)的揚(yáng)聲器、后視鏡、玻璃升降器、車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)背光的自動(dòng)化檢測(cè)，并輸出檢測(cè)報(bào)告。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于人機(jī)互動(dòng)、自動(dòng)化高、檢測(cè)的系統(tǒng)性完整、效率高。

關(guān)鍵詞：車(chē)輛檢測(cè) 車(chē)門(mén)檢測(cè) 檢測(cè)設(shè)備 車(chē)門(mén)自動(dòng)化檢測(cè) 車(chē)門(mén)智能化檢測(cè)

Abstract：Based on the automobile intelligent manufacturing production line， in the vehicle off-line debugging， the door-related electrical problems often appear， the results of the investigation and analysis are the defects of the door parts， missing installation， assembly errors， etc.， and then the door is repaired. The problem not only wastes a lot of time but also a lot of manpower， and finally leads to delays in vehicle delivery， which affects the test. This article mainly describes the use of human-computer interaction to realize intelligent automatic detection of electrical systems on separate doors. The main application and operation process is to connect the door detection equipment to the detected vehicle door， start the detection equipment to start the detection， and the resistance measurement， and equipment automatic measurement， such as glass lift function detection. After the device sends out diagnostic signaling， it prompts the inspector to operate the glass lifter's up or down switch. After the operator performs the glass lift operation and observes the actual execution， the detection device asks the glass lifter after the operator feedbacks， and the actual result. The operator can start other function tests etc. to perform other electrical function tests of the entire door. The solution is based on the detection computer plus CAN bus， program-controlled power supply， and program-controlled multimeter， and then through the software programming of the detection computer， to realize the automatic detection of the door speaker， rearview mirror， glass lifter， and door switch backlight. The advantages of this solution are human-computer interaction， high automation， complete detection system， and high efficiency.

Key words：vehicle inspection， door inspection， inspection equipment， automatic door inspection， intelligent door inspection

1 前言

近年來(lái)智能制造技術(shù)不斷得到突破和提升，汽車(chē)行業(yè)的整車(chē)制造逐漸發(fā)展為模塊化分裝的生產(chǎn)線模式，如儀表臺(tái)分裝、副儀表分裝、車(chē)門(mén)分裝、后背門(mén)分裝、前保險(xiǎn)杠分裝、后保險(xiǎn)杠分裝等。然而每個(gè)分裝工位裝配完成后，如何進(jìn)行交付檢測(cè)，如何確保本工位的產(chǎn)品是合格，以避免整車(chē)裝配完成后才發(fā)現(xiàn)有故障和問(wèn)題，這時(shí)將涉及整車(chē)故障分析排查和整車(chē)返修解決故障，從而浪費(fèi)了很多的資源去分析解決故障，同時(shí)也降低了整車(chē)生產(chǎn)線的效率。

該設(shè)備就是針對(duì)車(chē)門(mén)分裝工位設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)設(shè)備，其檢測(cè)方案是將檢測(cè)設(shè)備通過(guò)線纜接插件連接到車(chē)門(mén)的電氣接口，并給車(chē)門(mén)提供電源、測(cè)量其電壓電阻值以及發(fā)送/接收網(wǎng)絡(luò)總線信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)門(mén)上電電器相關(guān)部件的電阻、電壓值進(jìn)行測(cè)量，以及通過(guò)診斷對(duì)ECU進(jìn)行故障診斷和零件信息核對(duì)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)門(mén)分裝產(chǎn)品的檢測(cè)目的。

2 設(shè)備的使用場(chǎng)景及總體設(shè)計(jì)方案

該設(shè)備應(yīng)用于車(chē)門(mén)分裝完成后，即將交付總裝主線進(jìn)行車(chē)門(mén)合裝之前。在此主要用于檢測(cè)車(chē)門(mén)分裝結(jié)果、確保交付質(zhì)量，同時(shí)也是為整車(chē)合裝車(chē)門(mén)做好輸入檢測(cè)，確保最終整車(chē)裝配的合格率。

該設(shè)備的總體設(shè)計(jì)方案，如圖1：

3 檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用邏輯流程

車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備包含了操作顯示屏幕、檢測(cè)設(shè)備主機(jī)柜、輸入輸出電纜、接線盒、檢測(cè)接頭，具體實(shí)施細(xì)節(jié)如下;

●顯示屏采用的是液晶觸摸屏;

●設(shè)備主機(jī)的核心是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，集成了CAN總線收發(fā)模塊，其中軟件配置工作在此進(jìn)行;

●電源輸出控制采用程控電源模塊，主要用于為被檢測(cè)系統(tǒng)提供電源;

●電壓、電阻測(cè)量采用程控萬(wàn)用表，主要用于測(cè)量電器連通性;

●交流電源轉(zhuǎn)直流電源，用于電源變壓為設(shè)備自身提供電源;

●其接線盒采用的是線束分線盒，并附帶有多個(gè)線束連接器;

●檢測(cè)接頭采用和被測(cè)系統(tǒng)所匹配接插件。

車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備的主要應(yīng)用邏輯流程如圖2：

4 車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)策略

4.1 設(shè)備電源

設(shè)備電源采用外接220V交流電源，經(jīng)過(guò)變壓穩(wěn)壓到13V，供給設(shè)備自身及檢測(cè)對(duì)象車(chē)門(mén)，設(shè)備配備專(zhuān)門(mén)的電源開(kāi)關(guān)。

4.2 設(shè)備檢測(cè)接口

設(shè)備檢測(cè)接口由車(chē)門(mén)對(duì)接的接插件、線纜、連接設(shè)備的接線盒組成。其中與被檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)接的接插件是專(zhuān)用的，不能適用于所有項(xiàng)目，如要用于別的項(xiàng)目需要更換接插件;線纜目前定義為1.5m長(zhǎng)度，線纜芯數(shù)和接插件PIN數(shù)相同;接線盒直接與設(shè)備連接，接線盒的接口定義已經(jīng)固定好，線纜可根據(jù)接插件定義橋接到接線盒的對(duì)應(yīng)接口上，接線盒最大的作用和目的就是匹配適應(yīng)不同項(xiàng)目車(chē)門(mén)接插件的不同定義。

4.3 設(shè)備接線盒

設(shè)備接線盒已經(jīng)定義好的接口有待測(cè)車(chē)門(mén)的供電電源、電源地、電壓電阻測(cè)量回路、CAN總線通訊接口等（都有多路預(yù)留備用）;設(shè)備接線盒的作用和目的就是，適配不同項(xiàng)目上不同車(chē)門(mén)的接插件及針腳定義，通過(guò)更換檢測(cè)接插件及線纜并重新匹配連接接線盒，再通過(guò)電腦對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和配置，就可以實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)設(shè)備通用于不同項(xiàng)目和有差異的車(chē)門(mén)。

4.4 設(shè)備操控界面

設(shè)備采用觸摸屏和操作用戶進(jìn)行信息交互，操作用戶可在觸摸屏上了解設(shè)備信息及提示信息，也可選擇功能啟動(dòng)以及執(zhí)行結(jié)果反饋。

4.5 設(shè)備參數(shù)編程

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電腦可以連接訪問(wèn)設(shè)備，然后對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)編程，設(shè)置電阻值檢測(cè)范圍及判斷條件，設(shè)置屏蔽診斷服務(wù)功能以及診斷服務(wù)參數(shù)，可以增添也可以 減少診斷服務(wù)。

4.6 電阻值測(cè)量

將車(chē)門(mén)檢測(cè)接口連接好，設(shè)備向待檢測(cè)電阻值的回路供電，然后根據(jù)供電電壓和回路電流就可以計(jì)算出電阻值，再根據(jù)設(shè)定的電阻值范圍判斷是否合格。

4.7 玻璃升降器功能檢測(cè)

設(shè)備向車(chē)門(mén)提供正常工作電源，設(shè)備模擬車(chē)身向車(chē)門(mén)控制模塊發(fā)送CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，使能車(chē)窗打開(kāi)關(guān)閉功能。然后在設(shè)備界面提示操作者，通過(guò)操作車(chē)窗開(kāi)關(guān)關(guān)閉或者打開(kāi)車(chē)窗，同時(shí)彈出對(duì)話框要求操作者反饋功能是否正常，操作者反饋執(zhí)行結(jié)果后本項(xiàng)檢測(cè)完成。

4.8 轉(zhuǎn)向燈點(diǎn)亮檢測(cè)

設(shè)備向車(chē)門(mén)提供正常工作電源，設(shè)備模擬車(chē)身向車(chē)門(mén)控制模塊發(fā)送轉(zhuǎn)向燈點(diǎn)亮請(qǐng)求的CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，同時(shí)設(shè)備界面彈出對(duì)話框，要求操作者反饋轉(zhuǎn)向燈是否點(diǎn)亮，操作者反饋執(zhí)行結(jié)果后本項(xiàng)檢測(cè)完成。

4.9 車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)背光點(diǎn)亮測(cè)試

設(shè)備向車(chē)門(mén)提供正常工作電源，設(shè)備模擬車(chē)身向車(chē)門(mén)控制模塊發(fā)送開(kāi)關(guān)背光點(diǎn)亮請(qǐng)求的CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，同時(shí)設(shè)備界面彈出對(duì)話框，要求操作者反饋開(kāi)關(guān)背光是否點(diǎn)亮，操作者反饋執(zhí)行結(jié)果后本項(xiàng)檢測(cè)完成。

4.10 打印車(chē)門(mén)檢測(cè)報(bào)告

設(shè)備根據(jù)本次檢測(cè)的揚(yáng)聲器電阻值、車(chē)窗升降功能、轉(zhuǎn)向燈點(diǎn)亮功能、車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)背光點(diǎn)亮功能的結(jié)果，進(jìn)行匯總后打印本次車(chē)門(mén)的檢測(cè)報(bào)告，將報(bào)告在設(shè)備界面進(jìn)行展示。操作者確認(rèn)后，即可開(kāi)始下次車(chē)門(mén)檢測(cè)工作。

4.11 車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備軟件層配置

車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備軟件層配置，主要包含以下幾方面：

A.檢測(cè)功能項(xiàng)目配置，也就是都檢測(cè)那些電器功能，例如車(chē)窗開(kāi)啟關(guān)閉、轉(zhuǎn)向燈點(diǎn)亮、揚(yáng)聲器電阻等等;

B.檢測(cè)功能通道配置，為每個(gè)檢測(cè)功能配置檢測(cè)通道，以及檢測(cè)參數(shù);

C.CAN總線檢測(cè)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置，確保網(wǎng)絡(luò)信號(hào)解析正確;

D.設(shè)置檢測(cè)功能流程以及檢測(cè)過(guò)程的操作及提示方式。

5 本文主要解決的技術(shù)問(wèn)題如下

A、在整車(chē)下線后，檢出車(chē)門(mén)電器零部件的單件質(zhì)量缺陷;

B、在整車(chē)下線后，檢出車(chē)門(mén)分裝過(guò)程中人工漏裝少裝問(wèn)題;

C、在整車(chē)下線后，檢出車(chē)門(mén)分裝過(guò)程中人工裝配錯(cuò)誤問(wèn)題;

6 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

A、為單獨(dú)的車(chē)門(mén)提供可以工作的環(huán)境條件;

B、采用了人機(jī)互動(dòng)的方式解決復(fù)雜的電器功能檢測(cè)過(guò)程;

C、可按照既定流程協(xié)助人工實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化的電器功能檢測(cè);

7 結(jié)束語(yǔ)

本文論述的車(chē)門(mén)檢測(cè)設(shè)備方案的優(yōu)勢(shì)及優(yōu)點(diǎn)如下：

A、通過(guò)軟件配置和接線盒設(shè)置，可以輕易的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于其他項(xiàng)目的車(chē)門(mén)檢測(cè);

B、通過(guò)軟件配置和接線盒設(shè)置，可以輕易的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于儀表臺(tái)或后背門(mén)檢測(cè);

基金項(xiàng)目：新能源汽車(chē)智能制造國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)：

[1]Geely Diagnostic Requirement Specification V3.2.

作者簡(jiǎn)介

李光：（1981.09—），男，陜西藍(lán)田人，畢業(yè)于西安石油大學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)-本科，現(xiàn)就職于吉利汽車(chē)研究院（寧波）有限公司，主任工程師。研究方向：車(chē)輛電子電器功能設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證。