换挡器面板字母流明控制开发路线探索

杨希

摘 要：结合项目实际情况，探讨了在换挡器面板总成字母流明的开发路线，通过建立企业标准，固化了流明成熟三步走、生产稳定两重点的探索经验，避免在从图纸到产品的落地过程中走弯路，为类似项目提供了参考。

关键词：面板;显示;流明

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章編号：1671-7988（2020）09-113-04

The Maturation Routine of Letters Illumination of Shifter Panel Assembly

Yang Xi

（ GHSP Shanghai Auto parts Co， Ltd.， Shanghai 201805 ）

Abstract： The customer has requirements on shifter panel letters illumination. To deliver products meet the drawing and specifications， meanwhile avoid wasting time and resources， we planned the routine. With the practice under the routine of 3 steps plus 2 key points， the lessons learned are summarized as enterprise standard. This experience will help with future programs.

Keywords： Panel; Display; Illumination

CLC NO.： U466  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）09-113-04

引言

在换挡器总成中，面板挡位字母P、R、N、D、S、L的流明属于外观要求，受多个因素影响，为了满足总成图纸和客户规范，需要在开发阶段制定明确的技术路线，在成熟阶段对实际公差带进行评估，确保量产后的工艺稳定性，产品一致性。在笔者参与的项目中，自项目启动就将此课题定位于项目难点之一，通过团队协作探索了挡位字母流明成熟的技术路线，建立了企业标准。为以后类似项目提供参考，在策划阶段关键路径能更明确，风险预测更全面，为项目成熟节省时间和资源。

在换挡器总成中，面板挡位字母P、R、N、D、S、L的流明属于外观要求，不论外界环境如何变化，都要为驾驶员提供清晰有效的、柔和可读的视觉反馈。供应商负责各个零件的成熟，以及总成的装配调试。需要从项目开发初期就策划好字母流明的成熟路线，以期在子零件成熟后，较短的时间内完成标定、外观认可，满足客户总成图纸上对光强度的要求。

1 换挡器面板字母流明的影响因素

换挡器面板子总成由6个零件组成，如图1自下而上依次是：面板壳体，电路板，分光栏，导光条，散光片，面板。面板壳体作用是固定电路板，并且为其他零件的装配提供基准面。分光栏的作用是将电路板上对应选中挡位字母的LED光源隔离，避免相互干涉。这两个零件尺寸成熟后，均不会影响字母流明。电路板上的LED是沿用成熟项目的型号，灯珠芯片的稳定性已经得到验证。导光条材质为PC/ABS，字母位置局部有皮纹，起到背光传导作用。散光片材质为PC/ABS，字母位置局部有移印颜色。面板是PC/ABS注塑件，在字母位置有移印颜色，如图2。

综上，对字母流明的影响因素有6个，每个字母在总成上的流明为：

L_总= L_壳体+L_LED+L_分光栏+L_导光条+L_散光片+L_面板

2 项目前期拟定流明成熟的初步路线

以总成图上对字母流明的要求如下表1，测点位置如下图3：

基于流明算式和目标，拟定三步走的路线：

第一步，所有零件的尺寸成熟，这样4个流明次要因素L_壳体+L_LED+L_分光栏+L_导光条形成了一个常量。

第二步，锁定最后两个变量中较贵的，面板零件单件成本为几十元，数倍于散光片几元的单件成本，故先标定L_面板印染颜色。锁定最后的变量L_散光片，印染颜色微调，以达到目标要求，形成标准总成样件。

第三步，依据注塑件的模具穴号，LED元件、移印件的生产批次，做交叉验证稳定性。

以上三步工艺稳定后，提交PPAP资料包，待客户批准后启动量产。

3 流明成熟的执行

3.1 尺寸成熟

面板壳体和面板零件之间以卡扣形式组装，其余零件由下而上依次组装。注塑件面板和壳体在试模后间隙过大，分别经过两轮、三轮修模，符合了图纸要求。

3.2 标准样件的成熟

项目成熟的第1步，由于面板供应商修模时间长于原计划，耽误了4周时间。导致原计划需要调整，以抢回耽误的时间，确保关键路径上的客户节点。时间计划的影响如表2：

先标定颜色的供应商压力小，后标定的是最后变量，承担压力大。面板供应商在国内，散光片则是沿用之前项目的北美供应商。鉴于临近12月圣诞节假期，为避免北美供应商因节日前夕人员、物流不准时因素影响交付，不得不将第2、第3步对调，由面板供应商来承担最后一块拼图的L_面板标定。面板二级供应商由于尺寸成熟时自己耽误了开发周期，不得不在后期投入更多人力物力，加班调试。

面板字母移印的步骤如下图4，重点在于油墨粘度的控制。

油墨在过高的温度下易变得干燥，这是导致红色字母颜色偏深，流明低于下限偏暗的主因。为提高制程稳定性，我们针对油墨粘度相关的4个因素做了试验设计，限定工艺条件为：

（1）油墨开封后使用时间。开封加了固化剂充分搅拌之后5小时内用完。静置久了会出现分层现象，比重大的成分会沉淀，导致质量问题。

（2）控制移印车间的温度湿度——依不同季节，设置温度控制在18-28度，相對湿度在55%-65%。

（3）停机复机30分钟以上时，前3个移印作业不稳定，如果印在产品上需要报废，就移印在厚的纸上，节省待印的零件。

（4）移印胶头寿命监控——矩形胶头的形状规则，主要指标是硬度。依胡克定律，胶头的中心位置压力大，边缘位置压力小。如果硬度太高，为确保边缘位置印刷清晰，压力需要设定很大，易导致印刷变形。如果硬度太低，胶头易于老化，需要频繁更换，报废多、浪费的时间多。

3.3 标准样件的认可

子零件的颜色状态已锁定，仅面板字母颜色还处于活动状态。参照移印油墨的推荐配方，调配了由浅入深5种颜色级别的面板样件。搭配组装为5个流明级别的总成，分别记作ABCDE提交客户审核。经审核批准了C级别作为标准样件，D和B级别分别作为最亮和最暗的边界样件。

3.4 交叉验证工艺稳定

面板壳体和分光栏已经视为结构件，不影响字母亮度。为了确保任意零件搭配均能使面板字母的流明位于D和B区间内，我们随机抽取了以下零件做验证：

（1）来自两个生产批次、两个模穴的面板，2X2=4种状态;

（2）使用两个不同批次的灯珠芯片生产的PCBA，2种状态;

（3）两个不同批次、4个模穴的导光条，2x4=8种状态;

（4）两个不同批次的散光片，2种状态。

合计4x2x8x2=128种组合。

经过测量，捕捉出字母流明高于上限D、或者低于下限B的总成件，依编号追溯差异因素。提出一些离散度大的样本后，推断导致流明偏差的主要因素为：总成偏亮的均使用了来自模穴号#2的导光条零件，总成偏暗的均使用了来自模穴号#3的导光条零件。

表3为亮度仪对仅导光条零件测量的流明均值，佐证了上述推论：来自模穴#2 和#3 的导光条零件，在黑色字母R、D位置有明显的偏差。

由于导光条零件含有表面复杂的皮纹，而电火花工艺可以在较低的电压范围内，在液体介质中利用放电时产生火花，对另一极形成“腐蚀”，将工具电极的复杂形状复制到模具上，非常适合导光条注塑模具的要求。故采用了电火花工艺加工模具。技术特点是工具电极和工件之间并不直接接触，而是有一个火花放电间隙，这个间隙一般是在0.05～0.3mm之间，间隙中充满工作液，加工时通过高压脉冲放电，对工件进行放电腐蚀。

采用5 why法分析原因：导光条零件#2和#3模穴达不到#1 和#4 穴一致性的现象→加工皮纹的电极尺寸不同，但都符合图纸→电极在EDM电火花加工时有差异/同一个电极用来加工不同模穴的皮纹时，因存在先后顺序，后加工时磨损多→图纸上对公差要求不够严格→对此皮纹尺寸要求理解不够深刻。

如图5，黄色的电极在加工皮纹的过程中有轻微的磨损，由于直径仅为0.18mm，轻微的磨损也会导致加工出的凸起皮纹尺寸偏大。经过对新电极的寿命试验，我们取6次行程作为上限，达到6次后强制更换新电极。

量产产品组装时，每个零件来源可能会受到模穴号固有差异影响，在PPAP前需要有针对性地做好验证。如果未能及时解决随机匹配都符合检验标准，必须隔离不符合的零件，同时制订修正方案，并报请OEM客户批准。模具皮纹面尺寸的改善，最终通过总成的流明得到验证。避免了报废零件的成本风险，以及潜在的产能风险，在提交OEM在规定的时间节点顺利完成PPAP认可。

4 结论

在定义外观零件成熟的要求时，需要重视流明值的定义。用尺寸链的思路指导流明成熟的路线——“三步走，两重点”。

我们作为一级供应商，对总成零件的成熟向OEM客户负责。向上了解客户的需求，向下深入供应商监督了面板字母亮度成熟的移印标准化，并建立了企业标准，既熟悉了零件模具的工艺难点，也为后续类似项目提供了参考。

参考文献

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[2] 田祥岭.机械流明材料制备，性能及物理机理研究 2013/04/01 浙江师范大学， 2013年.硕士学位论文.

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[4] 林方盛，李铁成，黄必勇.积分球挡板对光通量测量的影响上海计量测试，2017年06.