智能顯示屏在汽車線束行業的應用

王林岐，徐會娟，孫萬信，張文正，丁嘉偉

（陜西萬方天運汽車電器有限公司，陜西 西安 710201）

隨著全球電子信息產業的快速發展，我國已成為全球線束及連接器增長最快和容量最大的市場。汽車線束作為汽車電路的載體，是汽車的“神經網絡”系統，汽車線束的質量直接關系到車輛的穩定性和安全性。

汽車線束外觀檢測[1]工序是線束產品質量控制的重要環節，線束裝配加工完成后，根據設計圖紙要求對線束加工的基礎信息、外觀尺寸、分支走向、插接器[2]、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗。外觀檢測工序是線束產品加工完成后檢驗其與圖紙符合性的最后一道保障，產品的外觀已經影響到客戶的整車裝配，所以外觀檢測工序在線束加工過程是非常重要的[3]。隨著線束產品種類及線束上扎帶、扎扣數量的逐漸增加，而且汽車駕駛室線束非常復雜，分支也越來越多（圖1），需要進行外觀檢測的任務越來越重，同時質量標準也逐步提高，外觀檢測工序的質量和效率要求也越來越高，傳統的方式對人工依賴的程度很高，過程質量控制非常困難。

圖1 汽車線束分支走向示意圖

目前線束外觀檢測的工作方式為檢驗工根據檢驗任務打印對應圖號的配板圖紙，然后根據圖紙信息對線束基本信息，包括分支走向[5]、插接器、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗。基本信息檢驗完成后，再根據圖紙尺寸使用卷尺分別測量線束總成各個分支節點尺寸，并與圖紙尺寸進行比對（圖2）。對比完成后，要檢驗下一個產品就重復上述過程，而且產品檢驗后佩戴的附件及捆扎防護要求也越來越多，按照常規的外觀檢測方式費時費力工作效率低、圖紙尺寸不能直觀地與實物對應、圖紙打印成本高且打印效率低、產品圖紙之間切換的靈活性不高。

圖2 傳統線束外觀檢測方式示意圖

1 外觀檢測智能顯示屏優勢分析

基于上述背景設計一臺外觀檢測智能顯示屏，要求其具備以下優點：

1）可按照圖紙尺寸1:1顯示電子版圖紙，而且工人可直接在電子版圖紙上進行檢驗工作，不用再去重復打印紙質版圖紙，節省打印圖紙準備時間，降低打印圖紙費用，同時也可契合公司逐步推進無紙化辦公和環保等理念，不僅可以大大減少重復勞動，也可以提高部門之間的協同工作效率。

2）設備可實現對未來市場個性化定制，以及多品種小批量的快速響應及靈活轉產等需求。設備主機連接服務器，集成制造執行系統（Manufac- turing Execution System, MES）等，檢驗員可根據MES生產計劃選定要檢驗的產品圖號，設備可實現將MES計劃產品圖紙智能化推送到智能顯示屏，自動化程度大幅提高，且設備可根據檢驗需求隨意切換顯示圖紙，節省工人打印圖紙和切換圖紙的時間和成本。

3）設備具備可將線束產品放置固定到表面，可直觀地將實物和圖紙尺寸1:1對比，節省用卷尺測量實物尺寸再去與圖紙對比的步驟，單個產品較傳統尺寸比較方式提高檢驗效率50%。

4）傳統的外觀比對是木板桌上擺放進行檢驗，美觀程度不高。外觀顯示屏采用鋁型材搭建，連接部分隱藏到設備內部，四周用鋁塑板封閉，設備上端安裝高透光玻璃，強度可靠的同時外形美觀。

通過上述方案介紹，線束外觀檢驗方式用智能顯示屏替代傳統檢驗方式，從打印圖紙時間、打印紙張成本、打印設備投入、切換圖紙時間、加工設備外觀、自動化程度、檢測效率以及勞動強度等各個方面都進行了全面的優化[4]。總體節約成本40%以上，提升檢測效率50%，將智能顯示屏技術與汽車線束加工過程進行深度的融合，創建了一種線束外觀檢測的新模式。

2 外觀檢測智能顯示屏結構介紹

外觀檢測智能顯示屏采用平鋪式結構，可廣泛應用于各種線束組裝行業的外觀檢測，可根據產品工藝需求靈活快速的切換外檢圖示，1:1進行分屏顯示，外形尺寸為（5850×900×900）mm，主要由三大部分組成：高清拼接屏、協同操作顯示器及設備主體。

高清拼接屏由四塊144 cm×81 cm（65寸）4 K工業拼接屏按照1×4的布置結構組成，屏幕之間拼縫僅為3.5 mm，確保線束圖紙尺寸連續，全高清顯示，畫面細膩，色彩豐富。高清晰度、高亮度、高色域。四塊拼接屏通過高清信號傳輸線纜分別連接設備主機的獨立顯卡接口，顯卡采用英偉達高清四口輸出口獨立顯卡，借助專業的顯示設置軟件將四塊屏幕的刷新率、分辨率、排列順序設置一致，最后將四塊屏幕的顯示畫面拼接成整體，設備顯示的分辨率可達到15360×2160，達到4 K高清顯示效果，將圖紙的細節信息展示得非常清晰。

由于設備高清拼接屏將近6 m長，工人在進行圖紙切換、設備設置等操作時不方便，所以設計協同操作顯示器，協同顯示器通過高清多媒體接口（High Definition Multimedia Interface, HDMI）接口與主機主板顯卡輸出口連接，可實現與拼接顯示屏同步操作。檢驗員的操作全部在協同顯示器完成，方便檢驗員現場操作。具體操作方法：檢驗員在工藝管理系統下載計算機輔助設計（Computer Aided Design, CAD）格式的配板圖，然后根據顯示屏的尺寸轉化成設備顯示格式，確認后推送至高清拼接屏，拼接屏將同步1:1顯示圖紙內容，檢驗工可根據圖紙進行比對工作。

設備主體由鋁型材裝配而成，整體尺寸為 （5850×900×900）mm，將高清拼接屏放入設備內部后，上面安裝高清玻璃保護屏幕，主體框架還包括調試柜門、儲物抽屜、散熱風扇、設備主機、穩壓電源等。

圖3 外觀檢測智能顯示屏結構示意圖

3 外觀檢測智能顯示屏用法介紹

根據前文的介紹，本節進一步介紹外觀檢測智能顯示屏用法。首先檢驗工需要在工藝管理系統里面下載需要檢驗的產品圖紙，并且推送至拼接屏幕，將圖紙按照1:1的比例顯示到拼接屏幕上。然后將需要檢驗的線束產品放置到設備表面，并且將分支位置進行固定，將線束實物部分與圖紙的位置一一對應（圖4）。布置完成后開始檢驗，根據圖紙信息對線束基本信息，包括分支走向、插接器、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗。將實物尺寸與圖紙所示尺寸1:1直接對比（圖5），不用再測量尺寸并與圖紙比較。用外觀檢測智能顯示屏進行外觀比對工作后，可按照圖紙尺寸1:1顯示電子版圖紙，不用再去重復打印紙質版圖紙，節省打印圖紙準備時間和圖紙切換的時間，降低打印圖紙費用，而且省略用卷尺測量實物尺寸再去與圖紙對比的步驟。

圖4 智能顯示屏比對方法示意圖

圖5 采用智能顯示屏過程俯視圖

設備只需單人操作，可顯示多種產品型號，極大地提高工作效率，利用電子液晶屏代替傳統紙式圖紙，無需打印圖紙，數據永久保存，一臺外觀檢測智能顯示屏適用于所有產品的外觀檢測，無需人工操作進行圖紙更換。

4 總結

汽車線束主要由導線、端子、接插件、包裹物、卡釘和線槽支架等構成，不規則零部件的構成注定了線束制造是一種自動化程度較低、勞動密集型產業[6]。

拼接屏在廣告、影視、培訓等行業應用比較常見，更多的是用來作為展示內容的載體，但是應用在制造業并直接參與生產加工的案例并不常見。本文介紹的智能顯示屏在汽車線束行業的應用也是前期通過各種嘗試，攻克一系列的技術難點后最終很好地將拼接屏應用到了線束加工行業，同時也為線束外觀檢測創建了一種新的工作模式，在降低加工成本、提高生產效率的同時，也響應了無紙化工作、環保節能的理念，進一步提高了技術、生產、管理部門的高效協同效率，提升公司的管理水平。