PDF下载
基于虚拟仪器汽车线束检测软件系统

侯昆仑

中车长春轨道客车股份有限公司转向架制造中心,吉林长春,130062

摘要: 现代信息技术的发展为虚拟仪器技术的广泛应用提供了一个技术平台,本文应用虚拟仪器技术对汽车线束的短路、断路、误配线、接触不良、绝缘不良、阻抗不合格等故障进行检测,并且能够实时监控产品质量。采用虚拟仪器的图形化编程语言LabVIEW为检测软件开发工具,实现了数据的采集、存储、分析和显示,单点线束检测,全部线束检测,阻抗检测、查询统计等功能。用软件代替了硬件,功能可以任意增加和减少而不需添加其他硬件设施。
关键词: 线束;虚拟仪器;LabVIEW;数据库;查询
DOI:10.12721/ccn.2022.157029
基金资助:
文章地址:

0 前言

汽车线束使汽车内部最关键的总成之一,其质量和可靠性对汽车质量关系重大,具有举足轻重的影响。如果线束失效,就会造成信号传递失效,功能设备失去作用;或接触电阻过大发热失火;或短路失火;或绝缘层失效漏电,为保证线束安全可靠地使用,必须按产品标准在线束生产线上或用户使用前,对其进行严格的工艺筛选和补充筛选,进行导通性测试和阻抗测试,以便及时发现和剔除接触不良(断路、瞬断),绝缘不良(短路)及装配错误(误配线)等早期失效产品。

1 系统软件设计

1.1 前面板设计

前面板程序用来提供虚拟仪器与用户的接口,它可以在计算机屏幕上生成一个与传统仪器面板相似的图形界面,用于设置检测条件和显示测量结果等。用户还可以通过前面板上的开关和按钮,模拟传统仪器的各种操作,通过键盘或鼠标实现对虚拟仪器的操作。图1就是汽车线束检测系统的前面板的设计。

1.png图1汽车线束检测系统前面板设计

本系统所能实现的功能为:数据库初始化、质量检测、查询统计和显示结果几部分。这几部分的实现是通过虚拟仪器子VI的设计,分别完成对应的功能,再链接到系统主程序,由系统前面板用户输入信息控制程序,从而实现所需的功能。

1.2 系统数据采集功能的设计

本系统综合多种因素选择的数据采集卡为台湾研华公司的PCI-1711和PCI-1730,LabVIEW中带有的DAQ库中包含很多功能函数库可以完成对数据采集卡的各种设置,这样就可以在LabVIEW中采用它的一些功能函数了。它包括DeviceManager、adSlowAI、adSlowAO、adDIO等许多功能函数,通过这些功能函数我们可以实现数据采集程序的设计。

在数据采集模块中,数据采集卡采样频率的选取至关重要,如果选取不合理会影响整个测量结果。根据实际检测工作的需要,本检测系统设计了两种检测方式:一种是全部点检测,一种是单点检测。因此数据采集模块也因为检测方式的不同而不同。全部点检测的数据采集程序框图如图2所示,单点检测数据采集的程序框图如图3所示:

1.png图2全部点检测数据采集程序框图                                             图3单点检测数据采集程序框图

1.3系统质量检测功能的设计

在汽车线束质量检测过程中可以分为两种检测方式,一种是用于线束整体检测的全部检测,另一种是对某两点的单点检测。但是无论哪种检测方式,我们都需要先进行数据采集,即从采集卡获得被检测线束的状态值,然后传入到计算机中,通过LabVIEW进行分析处理最后显示出检测结果。计算数据采集和比对次数N的公式为:N=A×B。其中:A为线束总成右侧线的数量;B为线束总成左侧线的数量。

2 初始化线束状态

本检测系统适合检测多种车型的线束总成,为了方便管理提高检测速度采用了数据库技术。因此在检测系统运行进行检测之前,首先要将被测线束总成的线束状态调入内存中,执行完此功能,在检测同种线束时就不需每次从数据库中读记录了,节省了时间,提高了检测速度。该模块的程序框图如图4所示:

2.png

图4 初始化线束状态模块

3 系统数据分析处理

从PCI-1711的AI0口获得的是电压信号,根据电压信号的大小就可以判断出线束两点间的通断状态和线束的阻抗是否符合要求。在此模块中采用了LabVIEW的公式节点功能函数(Formula Node)对采集到的信号进行处理。数据分析模块的比对程序框图如图5示

1.png

图5数据分析比对与显示程序框图

4 系统质量查询软件

汽车线束检测系统的查询统计有两种方式:一种是质量查询统计;另一种是次品状态查询统计。两种查询统计方式的程序模块如图6和图7所示。两种查询方式都是采用的LabSQL技术,利用Connection VIs来实现的。

1.png

图6质量查询统计模块                                                     图7次品查询统计模块

4测试结果

基于虚拟仪器的检测系统创建数据库时,需要将采集到的线束标准状态值写入数据库;检测时将采集到的数据与标准值比对处理,检测结果也要写入数据库。查询统计功能需要根据查询条件从数据库中读取记录。经过实验,测试结果显示如下图所示:

1.png图8车型数据库管理系统程序框图

1.png

图9  试验测试结果显示

5 结束语

在深入研究和学习了虚拟仪器在自动化及检测技术领域的应用,提出了基于虚拟仪器技术的汽车线束检测系统方案,通过数据采集卡控制计算机对连接线束的电路板进行信号采集和处理,采用超高速单片机为控制核心的多路切换系统,实现快速检测。该系统不仅可以检测线束短路、断路、误配线等故障,还可以检测接触不良、绝缘不良等故障,对产品质量问题进行统计、分析,从中找出缺陷的产生根源更好地改善生产工艺,提高产品质量。

参考文献

[1] 施辛伟.汽车用电线束的发展趋势.汽车电子副刊.汽车制造与装备.2005年8月

[2] 张卫红,汽车灯具线束的设计.汽车电器.河南.2006年第11期

[3] 杨奋为.新型线束导通检测仪的应用.Electromechanical ComPonents.上海航天技术研究院808研究所.2003年1月.第22卷.第一期

[4] 张旭,汽车线束测试台的可靠性设计.电子产品可靠性与环境试验.2003年4月

[5] 刘华,毛宁.基于Web的汽车线束行业工艺信息系统研究.制造业信息化.2005年9月.第18卷.第五期

[6] 曾名.基于虚拟仪器平台的检测系统开发及信号处理方法的应用研究.中南大学.硕士学位论文.湖南长沙.2003年3月14日

[7] 汪敏生等.LabVIEW基础教程.北京.电子工业出版社.2002年1月

[8] 雷振山.LabVIEW 7 Express 实用技术教程.北京.中国铁道出版社.2004