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作者：鄧兆敏 闞宏偉 北京中科泛華測控技術(shù)有限公司

現(xiàn)代汽車產(chǎn)品的電子化和智能化是其發(fā)展的重要方向，隨著汽車電子產(chǎn)品智能化、復(fù)雜化的發(fā)展，其生產(chǎn)過程的檢測亦需具備靈活性，從而滿足產(chǎn)品多樣性的測試需求。
泛華測控公司針對汽車搖窗機(jī)的特點(diǎn)及測試要求，結(jié)合“柔性測試”技術(shù)研制出汽車搖窗機(jī)的裝配測試系統(tǒng)，很好的把握了汽車搖窗機(jī)裝配及測試所需的可靠性、精確性、適應(yīng)性、靈活性及擴(kuò)展性的需求。

汽車搖窗機(jī)
汽車搖窗機(jī)由搖窗電機(jī)和電子模塊組成，按照安裝位置的不同可分為左前門、左后門、右前門、右后門搖窗機(jī)。搖窗機(jī)的電子模塊可控制電機(jī)做正向或反向旋轉(zhuǎn)，從而有效控制汽車車窗的上升或下降過程。電子模塊在車窗上升過程中碰到障礙物時(shí)，會(huì)做出反應(yīng)控制電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)做向下運(yùn)動(dòng)，避免對汽車車門或人造成傷害，該反應(yīng)的快慢用防夾時(shí)間進(jìn)行判斷，防夾時(shí)間是本系統(tǒng)所要測試的一個(gè)重要參數(shù)。

圖1 汽車搖窗機(jī)

本文所述搖窗機(jī)裝配測試系統(tǒng)主要用于對搖窗電機(jī)和電子模塊進(jìn)行裝配，并對電機(jī)和電子模塊連接腔的密封性能以及搖窗機(jī)的防夾性能進(jìn)行測試。
系統(tǒng)測試流程
本系統(tǒng)是一個(gè)半自動(dòng)化的設(shè)備，圖2所示為自動(dòng)模式下的裝配測試流程，在啟動(dòng)自動(dòng)模式前需要手動(dòng)選擇要進(jìn)行裝配測試的搖窗機(jī)類型。系統(tǒng)分為三個(gè)操作工位，分別實(shí)現(xiàn)裝配、泄漏測試和充程防夾測試，每個(gè)工位獨(dú)立操作，由操作人員手動(dòng)將被測件放入工位夾具。

圖2 自動(dòng)裝配測試流程

裝配工位需要借助于氣動(dòng)螺絲刀進(jìn)行手動(dòng)安裝，在該工位可對安裝時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)檢測，檢測不合格則視為不合格件；進(jìn)行泄漏和防夾測試時(shí)，用戶只需手動(dòng)將被測件放入工位夾具并拉緊壓緊裝置，將測試接口連接上，則測試會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，直到測試完成后松開夾具（測試合格件）或觸摸屏提示測試不合格，對于后者，用戶需在觸摸屏上確認(rèn)后壓緊裝置才能松開。
系統(tǒng)除具備自動(dòng)操作模式外，還為高級用戶提供了手動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)操作模式。

測試系統(tǒng)組成
1.硬件組成
為滿足搖窗機(jī)裝配測試對可靠性、靈活性以及擴(kuò)展性的要求，在硬件組成上采用PLC實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的控制，硬件資源與系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。系統(tǒng)以西門子S7-300系列PLC（集成了RS232、以太網(wǎng)通訊模塊，16位高速DI、32位DI/DO模塊）為控制核心，配以相關(guān)的外圍測控設(shè)備和人機(jī)交互設(shè)備，包括泄漏測試儀、防夾測試單元、條碼打印機(jī)、可編程電源、西門子觸摸屏等。

圖3 搖窗機(jī)裝配測試系統(tǒng)硬件構(gòu)成

• PLC是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它通過Profibus總線與觸摸屏通訊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；
• 防夾測試單元內(nèi)傳感器的信號以及擰螺絲計(jì)數(shù)信號由16位高速DI模塊獲得；
• 測試臺(tái)上其它傳感器信號通過支持Profibus-DP通信協(xié)議的DI Connector連接至PLC；
• 在進(jìn)行防夾時(shí)間測試時(shí)，PLC通過串口RS232向編程電源發(fā)送數(shù)據(jù)，控制打開或關(guān)閉12V測試電壓，并獲得電機(jī)電流；
• PLC的32位DI模塊用于獲取泄漏測試儀和ILG的輸出信號；2個(gè)32位DO模塊用于向泄漏測試儀、ILG以及測試臺(tái)上的閥島輸出控制信號；
• 根據(jù)工件的不同測試結(jié)果，PLC通過串口RS232向標(biāo)簽打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，控制打印不同的標(biāo)簽；
• 此外，PLC系統(tǒng)配有以太網(wǎng)通訊模塊，通過該模塊，系統(tǒng)能夠接入互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)或升級，減少了異地維護(hù)帶來的不便和麻煩。

2.軟件實(shí)現(xiàn)
搖窗機(jī)裝配測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包含兩個(gè)部分:系統(tǒng)測控軟件及人機(jī)交互軟件。系統(tǒng)測控軟件基于Step7 V5.4進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，人機(jī)交互軟件使用Wincc Flexible進(jìn)行設(shè)計(jì)。
其中,系統(tǒng)測控軟件在功能實(shí)現(xiàn)上采用模塊化的方式，特定的功能由特定的模塊實(shí)現(xiàn)。主要的組成模塊有：

• 系統(tǒng)復(fù)位模塊

該模塊可以為系統(tǒng)關(guān)閉中斷，復(fù)位各個(gè)氣缸及數(shù)據(jù)區(qū)，初始化編程電源、ILG并且等待泄漏測試儀準(zhǔn)備就緒；

• 報(bào)警燈及面板指示控制模塊

控制系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行模式、測試狀態(tài)及報(bào)警等指示燈的變化；

• 用戶輸入響應(yīng)模塊

檢測操作面板及觸摸屏上各個(gè)按鈕的狀態(tài)并做出相應(yīng)反應(yīng)；

• 儀器控制模塊

對系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備，包括氣缸、泄漏測試儀、編程電源、ILG、防夾測試單元以及打印機(jī)等進(jìn)行控制；

• 安裝超時(shí)檢測模塊

控制擰螺絲操作，并對擰螺絲安裝進(jìn)行超時(shí)檢測；

• 自動(dòng)操作模塊

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安裝、泄漏測試及防夾測試的自動(dòng)操作；

• 手動(dòng)操作模塊

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安裝、泄漏測試及防夾測試的手動(dòng)操作；

• 點(diǎn)動(dòng)操作模塊

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安裝、泄漏測試及防夾測試的點(diǎn)動(dòng)操作。

人機(jī)交互軟件采用Wincc Flexible進(jìn)行設(shè)計(jì)，Wincc Flexible是一種應(yīng)用于觸摸屏界面設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件。
人機(jī)交互界面支持中英雙語操作，在與觸摸屏的交互使用中，可以實(shí)現(xiàn)用戶的登錄及管理，自動(dòng)、手動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)操作模式的切換等。

系統(tǒng)性能及典型過程完成時(shí)間
汽車搖窗機(jī)裝配測試系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定可靠、測試效率高，可滿足搖窗機(jī)生產(chǎn)線上長時(shí)間大批量生產(chǎn)測試的需求。
系統(tǒng)針對搖窗電機(jī)結(jié)構(gòu)和形狀的多樣性，采用夾具模塊化的設(shè)計(jì)方式，適合多種搖窗機(jī)電機(jī)電子模塊的裝配和測試。
該系統(tǒng)典型過程的完成時(shí)間如表1所示：

表1 典型過程完成時(shí)間

小結(jié)

綜上所述，搖窗機(jī)裝配測試系統(tǒng)具有的操作簡單、自動(dòng)化程度高、人性化的交互界面等特點(diǎn)都為操作人員帶來了最大程度的便利，同時(shí)，多工位的模塊化設(shè)計(jì)也為系統(tǒng)提高了擴(kuò)展性。目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功在多家汽車電子企業(yè)中得到了實(shí)際應(yīng)用。