摘要：汽车灯具是汽车照明系统的关键部件之一，随着汽车灯具功能的增加和新技术的广泛应用，传统的人工检测方法远远无法满足生产要求。为满足市场需求设计的汽车灯具线束检测设备不仅可以用来检测线束的通断等基本检测，还具有与灯具相互配套的检测附件（如锁片、卡扣）、灯具密封性检测、防错检测等更多功能。另外，考虑到线束生产企业信息化需求，在检测软件部分还增加了产品的当班产量和历史产量功能，以便客户对检测记录的查询、跟踪、追溯。设备的投入使用对线束生产企业简化工人劳动，降低工人劳动强度，提高企业生产效率、产品质量和信息化水平都有着十分重大的现实意义。

关键词：汽车灯具，线束，可视化，模块，防错

1汽车灯具检测设备设计的背景及意义

随着汽车产业迅猛发展，汽车灯具融合技术不断提高，各种带有电子控制的设备都用线束将各部件连成一个整体，线束已经成为灯具的核心部件之一。如果线束失效，就会造成灯具信号传递失效，功能设备失去作用；或者接触电阻过大发热失火；或短路失火等导致汽车下线返修或造成交通事故。因而检测汽车灯具线束的性能好坏就变得十分重要。

目前，国外一些公司已研制出了以微机为主体的线束总成微机检测仪。如德国的TSK公司、日本耐苛公司相继研制出多种新型的线束导通检测仪，配上相应的测试工装，一次插合后通过仪器内部的数字逻辑电路，即可十分方便、准确、迅速地进行导通检测。这些产品已被许多行业选用。其中日本耐苛公司的主要产品有EC-30、EC64、ECl28系列导通检测仪，以上三种型号导通仪在广东、江苏、浙江等沿海地区的线束生产厂商选用的最多，他能够检测线束是否导通，判断是否断路、短路、误配等失效现象。〔1〕国外设备性能稳定，但是价格相当昂贵，令国内线束生产厂家望而却步，也限制了它在国内的推广应用。

国内的线束检测系统生产厂家大都借鉴国外同类产品而生产的。如重庆扬剑公司的线束检测仪YJ-III，可进行512测试点测试和线束常规开路、短路、错配测试。总的来说，国内线束检测仪功能单一，检测数度慢，可靠性低。

国外进口线束检测仪不仅价格昂贵，且维修难度大，故不能普及，所以设计开发新的汽车灯具线束检测设备从而简化工人操作，降低工人劳动强度，提高企业生产效率和产品质量，提高企业的信息化水平都有着十分重大的现实意义。

2汽车灯具线束设计的数据采集系统

基于ISA总线的数据采集系统（ISA为Industry Standard Architecture缩写，即工业标准体系结构）的特点：

2.1数据采集

系统采用ISA总线数据采集卡实现数据采集，采集卡应用嵌入式控制技术，其工作频率达到230MHZ，大大提高采集速度。所有电路板全部采用贴片元器件，具有功耗低、体积小、重量轻、可靠性高等特点，减少维修成本，延长线束生产企业无故障运行时间。

2.2可视化图形

采用可视化图形显示软件系统，可完全按照被检线束在插接平台上的位置布局，很直观的了解被检线束上护套的分布，当出现检测错误时，迅速直观的看出错误发生的具体位置和错误类型，方便操作人员解决问题，从而大大提高劳动效率。

2.3模块定位

采用智能化定位方法，不管模块的针位多少，都只需定位第一针即可，且模块里面的针位都是按顺序排列的，模块第一针的物理针位确定了，里面所有的针位就都确定了，这样就可以节省很大工作量，从而提高劳动效率。

2.4灯泡防错

使用防错工装，模拟灯泡装到灯座套中的方位及卡角，使各种如WY21W、P21W、PY21W、W5W等灯泡不同颜色、功率按灯座卡角位置不同来装配到对应的卡口内，以检测车灯各位灯光的正确性，防止电路正确而灯泡安装错误的假象。

2.5气密法检测

采用气密法来实现检测车灯及线束防水与配合性能、限位卡扣状态。在检测前，设置汽车灯具气密检测标准要求，检测设备通过充气压力来测试灯具及线束是否泄漏，并能判断灯具自身、灯具与线束配合和线束插接件是否漏气，提高了灯具可靠性质量和检测效率。

3汽车灯线束检测系统的总体设计

3.1汽车灯线束检测系统的总体架构

车灯线束检测系统利用现代计算机技术、数据采集技术和数据库技术对汽车灯具线束实现检测。系统由计算机、被测线束、数据采集卡、导通检测电路和线束接插平台、打印机等外围设备组成。

3.1.1计算机。

主要是通过上层应用软件来实现数据的处理和显示，同时也控制数据的采集和附加功能模块。

3.1.2被测线束。

被测线束是线束检测系统的重要组成部分，是线束检测系统的检测对象。

3.1.3数据采集卡。

数据采集卡使用PCI总线与计算机相连，使用一片PCI协议芯片实现与计算机的通信。卡上有一块单片机，完成信号控制和简单的数据处理功能。数据采集卡接收导通检测电路反馈的信号，简单处理后将数据传输给计算机，由计算机进行处理并显示[4]。

3.1.4导通检测电路。

整个电路分为信号输入电路和信号输出电路。信号输入电路接收从数据采集卡发出的控制信号，通过控制开关的通断完成对单个点的测试，测试得到的信号由信号输出电路反馈给数据采集卡；数据采集卡改变控制信号实现逐点扫描，最终实现对整个线束的检测。

3.1.5线束接插平台。

线束接插平台是连接被测线束和检测电路的枢纽。接插平台的外部与被测线束相连，内部与导通检测电路相连。接插平台每个区域都有固定的代号以便工作人员快速找到对应的区域模块。每个区域模块上都有指示灯，当线束未插入模块中时，指示灯会亮，提示插入模块，模块插入后灯灭。

3.1.6打印机等外围设备。

外围设备是连在计算机上的，有打印机，标签打印机和气密检测设备等，在检测数据输入处理过程中，上层应用软件中相应的功能模块控制这些外围设备完成相应的功能，这是对整个系统功能的扩展。[5]

3.2汽车灯具线束检测系统设计的总体要求

3.2.1检测要求

（1）检测线束的通路、断路、短路、错路和多余线；

（2）检测车灯线束灯泡安装的防错功能检测；

（3）检测导线束中是否串接电阻及电阻大小，偏差不能大于±5%；

（4）可在检测线束的同时对气密性进行检测；

（5）每块检测板可检测128点，检测总点数2～2560；

（6）检测方式要求实现循环检测和手动检测两种。检测运行出现错误时，总终止开关弹起，并有出错模块的可视化提示（模块上的指示灯）

（7）在检测合格（OK）之后，自动打印合格标签；

3.2.2软件要求

（1）软件运行环境为Windows XP／Vista；

（2）图纸编辑和线束检测功能集中在一个模式下，分功能设置使用权限；

（3）具有自学习变成功能；

（4）图纸录入采用手动输入和自动采样相结合，图纸的导通关系以Excel格式进行导入导出；在手动输入时，针位能够自动增加和重复增加，且有核查功能；

（5）可打印条码（适合主流条码打印机）且打印标签可自行编辑，打印内容可根据图纸内容提取至标签；

（6）错误显示格式：分别以列表式和图像式显示：可在显示画面上以网格（50*50）的形式更直观的显示出错护套的位置及出错针位，并可以实现孔位关联；

3.2.3硬件要求

（1）计算机选用工控机内存在512M以上；

（2）系统硬件能够进行自检；

（3）检测速度要求在5秒钟内检测1280个点控制；

（4）检测继电器和线束一起检测更好，实在不行，要单独做控制板进行检测；

（5）插接电路板上要用带有卡扣的护套，保证插接可靠；

（6）如果扩展的插接电路板较多，要有信号提升电路，确保系统的可靠性与稳定性。

3.2.4工作环境要求

（1）工作环境温度范围为（-10——50）℃；

（2）工作环境湿度范围为60％；

（3）硬件运行要有良好的抗干扰能力。

3.2.5性能指标要求

（1）电源为220V／50Hz；

（2）功率要求（按100个模块算）为300W；

（3）气源为0.5～6Bar；

（4）测试速度不小于256点／秒；

（5）测试电流不超过20uA；普通测试电压为0～5V；继电器测试电压为0～12V；

4线束检测系统的硬件设计

4.1数据采集卡设计

系统采用数据采集卡实现数据采集，支持ISA总线，应用嵌入式控制技术，其工作频率达到230MHz。上位机软件使工控机与数据采集卡硬件形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统。

4.2可视化图形

汽车灯具线束检测专门开发了可视化图形显示软件系统，操作人员可完全按照被检线束在插接平台上的位置布局，可以直观的了解被检线束上护套的分布，看出错误发生的具体位置和错误类型，方便操作人员解决问题，从而提高劳动效率。

4.3模块定位

模块定位是图纸编辑的其中一个环节，采用的是智能化定位方法。优点是：不管模块的针位多少，都只需定位第一针即可，且模块里面的针位都是按顺序排列的，模块第一针的物理针位确定了，里面所有的针位就都确定了，这样就可以节省很大工作量，从而提高劳动效率。

4.4气密装置

该设备有检测汽车灯具与线束的防水功能，设备结合了灯具防水和线束防水设计，采用气密法（正压、负压可转换）来实现检测车灯及线束防水与配合、定位卡扣状态，能十分准确、方便、直观、可靠地判断出灯具与线束配合和线束插接件是否漏气，大大提高了检测可靠性及工作效率。

4.5防错（灯泡安装正确性）检测工装

在检测设备上按不同汽车灯具的亮灯要求，将线束按车灯使用连结到灯具或灯具模型上，检测线束电路的同时，灯具内的灯泡可按不同信号颜色点亮，既检测了的线束的线路，并检测车灯线束与灯泡结合的可靠与正确性。

5汽车灯具线束检测系统的软件设计

5.1系统功能

5.1.1编辑功能。

编辑线束是此软件的主要功能之一，每台电脑都对应一个线束接插平台即测试台，不同的测试台中所包含的线束模块也不一样，所以也要对测试台进行编辑。

5.1.2数据库支持。

测试台和线束的编辑模块信息直接存入数据库中，之后直接从数据库中调用；线束中每个点需要进入数据库中实现点名称和物理地址的对应；处理后的线束导通信息也进入数据库，方便快速的读取和显示。

5.1.3分区操作

操作员和管理员通过不同的密码实现不同的功能操作。

5.1.4附加功能。

在数据库编辑的标志位也由手动改为自动，进一步简化用户的操作；线束编辑的手动编辑模式，将原有线束导入后更改得到新线束，通过自学习直接得到测试台上插好的线束的导通信息，将Excel中的线束信息导入。

5.1.5生产信息察看。

需要将每次检测得到的合格或不合格信息保存到数据库中，方便用户察看。

5.2软件操作步骤

5.2.1选择线束

用户打开软件后进入线束选择模块，界面显示所有编辑好的线束，用户点击线束并选择完成后，系统会读取线束信息，在之后的测试中将此信息作为标准信息与硬件检测到的信息相比较。

5.2.2编辑测试台

进入此模块后，通过确定标志位可以得到测试台上的模块数以及模块起点的物理地址。选择模块库中的模块将真个测试台编辑完成，系统会自动生成模块点的物理地址。

5.2.3编辑线束

在主界面上点击编辑线束进入该界面后，需要选择线束的编辑方式，新建线束、打开线束、自学习导入和Excel导入。通过不同的编辑方式完成线束编辑。

5.2.4编辑模块库

所有模块信息都是存在数据库中的，通过添加和删除可以对模块库进行编辑；导入和导出功能可以方便的进行数据转移；添加的搜索功能让用户可以快速找到模块。

5.2.5功能设置

用户进入功能设置中设置操作员和管理员密码；进行标签打印和临界电阻设置；察看生产信息和自检也是在此实现的。

5.2.6测试

软件核心功能，将标准信息与硬件采集信息比较，判断线束是否出现故障，有故障的话就在界面上将错误信息线束出来，没有的话就打印标签。[7]

6汽车灯具线束检测设备测试

6.1测试系统布置

该系统硬件主要由以下9部分组成：

（1）外部主控计算机：选用P3以上的微机，CPUL.OG，内存2G，带数据采集卡插槽，有键盘、鼠标等接口。

（2）17寸显示器。

（3）研华数据采集卡两块：型号PCI-1711，PCI-1730。

（4）线束固定平台：用于放置待测线束，该工作台上有一个线束连接板，面板有线束检测的插件模块和卡扣，连接板上有待测线束相对应的各种接插件。测试时将线束的两端插在相应的接插件上，启动主控计算机的测试程序进行测试。

（5）直流12伏电源一个。

（6）气源为0.5～6Bar；

（7）0-5MPa气压表1只；

（8）其它附件：键盘、鼠标（选装）、电源线、数据线、连接线缆等。

（9）同型号标准汽车灯具线束一套，待测汽车灯具线束一套。

6.2线束测试的步骤

（1）首先将标准线束置于线束固定平台上，按工作台上的插接件编号与线束上插针一一对应的连接上，并检查连接是否牢固。

（2）启动主控计算机，进入测试系统主界面，选择待测线束测试子程序。

（3）确定无误后按回车运行测试程序。

（4）系统测试完毕后，将在显示器上显示测试结果，同时标准线束的信息被记录在数据库中。

（5）重复步4，检测待测线束，如有问题将显示线路的短路、断路或误配线的反或漏气的线束部件编号及位置。

（6）根据测试结果检查线路，纠正错误。

（7）检查完毕后取下线束，与测试结果一起交下一工序。

6.3实验测试结果

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中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。

参考文献：

[1][3][5][7]熊昊.基于LabVIEW的汽车线束检测系统的设计与实现[M].上海交通大学.2009：6-7，36-37.

[2]葛序风，张凤军，朱宝杰.汽车线束检测系统的设计与实现[J].机械设计与制造划工程.2007，36（17），77-78.

[4]陈鹏.线束导通检测与管线气密检测系统的设计[M].上海交通大学.2009.

[6]王粲.一种汽车线束检测系统的研究与设计[M].武汉理工大学.2010.