一种新型冷试工艺线束快捷检测台的设计及应用

闫庆辉，鲁雨婷，袁旱雨，葛航凯，范正萌，唐灵聪

一种新型冷试工艺线束快捷检测台的设计及应用

闫庆辉，鲁雨婷，袁旱雨，葛航凯，范正萌，唐灵聪

（宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江 宁波 315336）

目前汽车行业大部分主机厂同一款发动机会匹配不同车型的整车，导致同一款发动机需要匹配多款不同的整车线束，为保证发动机厂冷试、热试工位的便捷性、一致性，通常会采用工艺线束进行测试，工艺线束针脚、接头等为易损件，且工艺线束故障为冷试、热试工位触发频率较高的问题，因此，检测工艺线束的质量成为保证生产效率的高优先级事项。文章以某汽油发动机冷试工艺线束为研究对象，对一种新型冷试工艺线束快捷检测台的设计原理和应用方法进行分析研究。

新型；发动机冷试；工艺线束；快捷检测

引言

随着汽车用户需求的不断升级，整车配置越来越丰富，大部分主机厂同一款发动机需要匹配多种配置的不同整车，因而同种发动机需要匹配不同型号的整车线束，不利于冷试工位的测试一致性、通用性、便捷性，并且同一个台架匹配多种不同线束将大大增加冷试台架制造成本，为解决这一问题，行业内大多采用工艺线束来满足冷试工位测试需求，但是工艺线束属于易损件，特别是针脚部分较易出现故障，如锈蚀、松脱、短路、磨损等，目前国内的线束测试手段还比较落后，传统的现场检测线束导通手段采用万用表、蜂鸣器或指示灯用手工逐点搭接，通过观察电、声或光信号来判断每条连接线的通断，这样进行导通检测不仅速度慢、效率低，而且十分容易造成错检或漏检，无法满足当前流水线生产和使用快速发展的要求[1]。因此本文以某汽油发动机冷试工艺线束为例对一种新型工艺线束快捷检测台的设计及应用进行探讨分析及延伸。

1 冷试工艺线束概述

冷试工艺线束叶端连接发动机传感器，根端连接冷试台架数据采集模块，用于发动机传感器与冷试台架的信号传输，无故障线束通常是每根导线均导通，且没有错位、短路现象，从根端输入与叶端输出的电压完全一致，但是冷试工艺线束在使用过程中通常会出现以下问题：针脚松脱（断路）、针脚磨损（断路）、接触不良（断路）、烧蚀（短路）等，表现形式为：断路：根端输入电压信号而叶端无响应；短路：存在内部短路节点的导线是成对或多个出现的，虽然根端输入电压信号，叶端有响应，但是如果用矩阵来描述响应信号，亦将引起矩阵排列异常。出现以上故障将影响冷试测试准确性，导致冷试测试FTT降低。

2 冷试工艺线束快捷检测台的设计

2.1 冷试工艺线束快捷检测台的硬件组成

2.1.1机械部分设计

机械部分主要包括检测台台面、支脚、万向轮、线束叶端对接头、线束根端对接头、电脑安装支架、键盘托、电阻测试模块存放柜等。机械设计如图1所示。

图1 冷试工艺线束快捷检测台

2.1.2电器部分设计

本快捷检测台主要进行传感器测试和线束针脚测试，线束根端（公头）与检测台根端（母头）对接，线束叶端（母头）与检测台叶端（公头）对接，实现回路闭合。通过测量各传感器针脚电阻值识别线束的断路、短路等故障。电器原理图详见图2所示。

图2 电器原理图

2701模块（电阻测试模块）采用恒流法测量电阻，即2701模块给出一个恒定的电流，然后测试出电压，根据公式R=U/I计算出电阻的大小，测试电流的大小取决于选择测试档位，例如100Ω电阻档位输出的电流为1mA。对于10MΩ和100MΩ档位，2701采用比率法进行测试。2701模块测试原理图如图3所示。

图3 2701模块测试原理图

RDUT为待测电阻，按照如下公式可以计算出RDUT。

2.2 冷试工艺线束快捷检测台的软件组成

本测试软件基于Windows 7/Windows 10操作系统，在Labview2013环境中开发。主要针对冷试工艺线束检测进行设计，通过测量发动机传感器线束每一信号针脚对应电阻，根据预设测量范围（限值），判断线束传感器每一个针脚正常与否，从而检测发动机冷试工艺线束是否满足质量要求。

2.2.1图形用户界面框架

冷试工艺线束测试系统软件启动后进入交互界面。交互界面如图4所示。

图4 测试系统软件交互界面

测试系统的主要作用是发动机冷试工艺线束检测，功能包括测试交互界面（传感器显示和线束针脚显示）、测试开始按钮、NG项重新测试、配置。工具栏如图5所示。

图5 工具栏

①传感器

②线束针脚

③测试启动按钮

④NG项重新测试

⑤配置

2.2.2传感器检测

测试系统的主要作用是发动机冷试工艺线束检测，根据传感器类型不同，对应针脚定义存在差异，一般情况下，传感器进行直观检测。传感器检测界面见图6。

图6 传感器检测主界面

2.2.3线束针脚检测

为了进一步验证传感器对应针脚的信号，可以单独选择针脚信号进行检测，检测出单个针脚的电阻值，更加准确确认针脚信号，识别线束针脚故障。线束针脚信号检测主界面如图7所示。

图7 线束针脚信号检测主界面

2.2.4参数配置

参数配置主要包括2701模块参数配置和线束信号配置。

2701模块参数配置包括：信号源地址（建立通讯）、通道扫描方式（多点扫描和单点扫描）、读取时间超时提醒。2701模块参数配置界面如图8所示。

图8 2701模块参数配置界面

根据线束传感器类型的差异，线束信号针脚定义随传感器不同而有不同的针脚配置，线束信号配置界面如图9所示。

图9 线束信号配置界面

①页面选择：共8个页面，每一页可配置线束针脚10个。

②线束针脚属性配置，包括：Addr通讯地址、Name通道名称、Mode检测方法（DC Voltage、AC Voltage、DC Current、AC Current、Resistance、Four-Wire Resistance、Temperature、Frequency、Period、Continuity）、Unit单元、LmitType限值判断方法、LoLmit下限、HiLmit上限、Precision精度、Sensor传感器。

③页面快速选择：First第一页、Previous上一页、Next下一页、Last最后一页。

④窗口按钮：Apply确认、Close关闭。

3 冷试工艺线束快捷检测台的应用

在使用检测台时，将线束叶端（母头）与检测台叶端（公头）连接、线束根端（公头）与检测台根端（母头）连接，同时检查每个传感器连接，确保连接到位。安装后状态如图10所示。

图10 线束连接后状态示意图

图11 参数配置界面示意图

打开电脑测试软件，根据发动机冷试工艺线束传感器标识，进行线束针脚信号定义，配置相应参数，配置界面如图11所示。

配置完成之后，选择所需检测的传感器或线束针脚，电机启动测试按钮“Test”，预计1-2s后将显示出所有传感器或线束针脚的检测结果，检测合格显示绿色，检测不合格显示红色。测试完成界面如图6和图7所示。

4 新型线束快捷检测台的技术优点

4.1 高效快捷、低劳动强度

传统工艺线束检测方法为使用万用表检测，万用表正极连接线束根端某个特定针脚，然后对照线束电器原理图寻找此针脚对应的线束叶端针脚，万用表的负极连接此叶端针脚，所有针脚的检测需要对照线束电器原理图逐个寻找、逐个对接万用表正负极，操作极其繁琐。如果每条线束有90个针脚，每个针脚的查图、连接、检测、记录按照2分钟计算，完成整条线束的检测需要180分钟，效率相对低下，且员工劳动强度大，无法适应快节拍要求的流水线生产需求。该新型冷试工艺线束快捷检测台，仅需要员工将线束叶端与检测台叶端连接与拆卸、线束根端与检测台根端连接与拆卸，针脚检测和数据记录全部由测试系统自动完成，完成单条线束检测全程仅需要2分钟，效率极大提高且员工劳动强度大大降低。

4.2 高精确性、检测数据易追溯

传统工艺线束检测方式检测数据读取和记录由人工完成，由于线束针脚数量较多，人工重复读取及记录，极易出现错误，手工记录很难长时间保存。由于线束存在生命周期，需要根据检测情况进行更新更换，因此检测数据追溯查询至关重要，手工记录的数据无法长时间保存，从而导致数据追溯查询存在难度。该新型冷试工艺线束快捷检测台，传感器和线束针脚信号由测试系统自动进行检测与读取，完成之后数据自动保存，检测过程不易出错，准确性相对人工检测大大提高，且检测数据可长时间保存（根据硬盘容量，可保存至少三年），容易追溯检测数据。

5 总结

本文通过对某汽油机冷试工艺线束检测方法的研究描述了一种新型冷试工艺线束快捷检测台的设计及应用。通过应用该新型冷试工艺线束快捷检测台，可以实现工艺线束检测高精确性、低劳动强度、高效快捷、检测数据易追溯的特点。该设计在汽车行业主机厂工艺线束检测过程中值得推广。随着汽车工业和电力电子技术的快速发展，电子技术在汽车中的使用变得非常普遍。由于用户对汽车的安全、稳定和舒适等多种特性的要求不断提高，对发动机冷试测试系统具备的检测准确性及效率也应不断提升，所以就要不断提高线束检测的准确性和方便性[2]。该新型冷试工艺线束快捷检测台的设计及应用可以很好地满足该要求。

[1] 徐铮.汽车线束检测系统的设计与实现[J].中国高新技术企业, 2009(15):64-65.

[2] 高畅.汽车线束检测系统的设计与实现探讨[J].时代汽车,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

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1671-7988(2021)06-130-04

闫庆辉（1989-），男，山西省晋中市人，工程师，本科，主要从事汽车发动机测试工艺开发工作。