汽車頂棚控制模塊耐久測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

潘云忠　沈炯　徐俊

摘 要：隨著科技在汽車照明系統(tǒng)的不斷應(yīng)用與發(fā)展，車用燈具不僅實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)外部照明功能，同時(shí)在提升整車質(zhì)感，烘托車內(nèi)氛圍，營造個(gè)性化空間，滿足客戶的定制化需求等方面起著越來越重要的作用。汽車內(nèi)部燈具在上述品質(zhì)和舒適度等方面的提升起著關(guān)鍵的作用。汽車內(nèi)部的照明主要是通過車內(nèi)照明燈實(shí)現(xiàn)的，由汽車頂棚控制模塊控制實(shí)現(xiàn)，除了控制車內(nèi)照明燈，還對(duì)閱讀燈和天窗進(jìn)行控制。結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品的測(cè)試要求，本文提出了一種通用的汽車頂棚控制模塊耐久測(cè)試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：頂棚控制模塊 耐久測(cè)試 工控機(jī) Labview

Design of Endurance Test System for Automobile Roof Control Module

Pan Yunzhong，Shen Jiong，Xu Jun

Abstract：With the continuous application and development of technology in automotive lighting systems， automotive lamps not only realize automotive interior and exterior lighting functions， but also enhance the texture of the vehicle， enhance the interior atmosphere， create a personalized space， and meet customers' customized needs， etc. which plays an increasingly important role. Car interior lamps play a key role in improving the above-mentioned quality and comfort. The lighting inside the car is mainly realized by the interior lighting， which is controlled by the car roof control module. In addition to controlling the interior lighting， it also controls the reading lights and sunroof. Combining with the test requirements of actual products， this paper proposes a universal automotive roof control module durability test system.

Key words：ceiling control module， durability test， industrial computer， Labview

1 背景簡(jiǎn)介

麥格納（太倉）汽車科技有限公司，主要從事車用燈具的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。產(chǎn)品包括電子控制系統(tǒng)輸出部件（執(zhí)行器）、車用電子光學(xué)器件（汽車燈具）等產(chǎn)品和服務(wù)。

汽車頂棚控制模塊為公司生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于多種類型的，不同等級(jí)的汽車產(chǎn)品之中。產(chǎn)品的可靠性是需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)檢驗(yàn)的，由于涉及同類產(chǎn)品型號(hào)眾多，因此一種通用型的汽車頂棚控制模塊耐久測(cè)試系統(tǒng)就顯得尤為迫切。本文正是在此情況下而進(jìn)行的研究。

2 耐久測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試工藝要求

為了滿足不同類型的待測(cè)試汽車頂棚控制模塊，所設(shè)計(jì)的耐久測(cè)試系統(tǒng)需要滿足以下要求：

（1）可測(cè)試的汽車頂棚控制模塊外形尺寸最大為280*200;（2）測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行部分需要在環(huán)境試驗(yàn)箱中進(jìn)行測(cè)試，溫濕度方面要求為-40℃至60℃，濕度范圍在20%-80%，選用的測(cè)試執(zhí)行裝置要滿足此條件要求;（3）系統(tǒng)提供的用于耐久按壓測(cè)試點(diǎn)數(shù)量為6-8個(gè)，且每個(gè)按壓頭在X、Y、Z三個(gè)方向上均可進(jìn)行位移調(diào)整;（4）根據(jù)汽車頂棚控制模塊接觸點(diǎn)類型的不同（機(jī)械式、電容式），提供對(duì)應(yīng)的按壓頭，并且可實(shí)現(xiàn)按壓力檢測(cè);（5）每個(gè)觸頭的動(dòng)作可以進(jìn)行單獨(dú)編程，頻次、動(dòng)作時(shí)間、停歇時(shí)間、按壓保持時(shí)間等參數(shù)均可單獨(dú)設(shè)置;（6）測(cè)試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以保存，以備后續(xù)使用。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)汽車頂棚控制模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及耐久測(cè)試工藝要求，課題組設(shè)計(jì)了圖1所示的耐久測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由待測(cè)試件裝夾區(qū)（待測(cè)試的汽車頂棚控制模塊樣件如圖2所示）和耐久測(cè)試執(zhí)行區(qū)構(gòu)成，根據(jù)測(cè)試工藝要求測(cè)試執(zhí)行元件選用電缸，其工作溫度為-40℃至80℃，執(zhí)行區(qū)內(nèi)測(cè)試頭最大安裝量為9個(gè)。

3.2 裝夾區(qū)設(shè)計(jì)

由于生產(chǎn)的汽車頂棚控制模塊種類較多，其外形結(jié)構(gòu)尺寸各有區(qū)別?？紤]到上述情況，為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備的通用型，采用對(duì)不同型號(hào)的產(chǎn)品配以與其對(duì)應(yīng)的夾具。待測(cè)試件放置于夾具上，夾具固定于安裝板之上，為了將帶測(cè)試件固定牢固，設(shè)計(jì)了如圖3所示的方案。通過更換不同的夾具，實(shí)現(xiàn)了不同型號(hào)產(chǎn)品的耐久測(cè)試。

3.3 測(cè)試執(zhí)行區(qū)設(shè)計(jì)

測(cè)試執(zhí)行區(qū)是進(jìn)行耐久測(cè)試的動(dòng)作執(zhí)行區(qū)，對(duì)于不同類型測(cè)試件，其按壓測(cè)試“點(diǎn)”的位置是不同的。本區(qū)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要保證能進(jìn)行3個(gè)軸向的位移調(diào)節(jié)，因此設(shè)計(jì)了如圖4所示可調(diào)節(jié)的按壓測(cè)試部分結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)固定于電缸末端，通過調(diào)節(jié)擺放位置，進(jìn)而對(duì)X、Y、Z三個(gè)方向位移進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了本耐久測(cè)試系統(tǒng)的通用性。

4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 控制要求

（1）待測(cè)試件在進(jìn)行耐久測(cè)試時(shí)，按壓頭按壓的工作順序可根據(jù)產(chǎn)品工作順序進(jìn)行調(diào)整或者隨意設(shè)置工作順序，可進(jìn)行單點(diǎn)按壓測(cè)試，也可以同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)位按壓測(cè)試;（2）測(cè)試中壓力和工作電流經(jīng)模擬量傳感器采集至工控機(jī);（3）產(chǎn)品按壓過程分為達(dá)到按壓位置（根據(jù)設(shè)定的力來決定）和保壓時(shí)間（按壓頭保持時(shí)間），此過程可根據(jù)不同類型產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)節(jié);（4）按壓時(shí)間設(shè)置中，最小設(shè)置為0.1s，調(diào)整分辨率為0.1s;（5）可進(jìn)行雙工位同時(shí)工作的設(shè)置;（6）可在軟件中查閱保存的數(shù)據(jù)資料，可根據(jù)時(shí)間進(jìn)行條件篩選;（7）設(shè)置操作用戶權(quán)限，需設(shè)置登錄密碼，用戶登錄后可新建使用者并授予一定的操作權(quán)限。

4.2 控制系統(tǒng)主要硬件選擇

控制系統(tǒng)需要檢測(cè)測(cè)試過程中的按壓壓力及頂棚控制模塊工作電流，選取對(duì)應(yīng)的模擬量傳感器進(jìn)行對(duì)應(yīng)物理量的采集。本系統(tǒng)在全負(fù)荷工作時(shí)，需要共18路電流和壓力模擬量傳感器，且軟件配置及功能要求復(fù)雜，因此選用工控機(jī)進(jìn)行控制，控制部分硬件組成示意圖如圖5所示。

4.3 電路設(shè)計(jì)

根據(jù)測(cè)試控制系統(tǒng)功能的要求，工控機(jī)選用了PCI-1715模擬量輸入板卡，PCI-1758UDIO數(shù)字量輸入輸出板卡以及PCI-1285運(yùn)動(dòng)控制板卡。在整個(gè)硬件電路中，壓力傳感器的線路部分最為復(fù)雜。壓力傳感器信號(hào)經(jīng)DMD4059信號(hào)調(diào)節(jié)器送至模擬量板卡，圖6為DMD4059接線圖。

4.4 程序設(shè)計(jì)

程序流程圖如圖7所示，經(jīng)過配置各按壓圖動(dòng)作順序，動(dòng)作時(shí)間及測(cè)試時(shí)間等參數(shù)，測(cè)試過程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及時(shí)記錄在Excel文件中。程序設(shè)計(jì)采用Labview軟件設(shè)計(jì)，自動(dòng)測(cè)試設(shè)置界面如圖8所示。

電流采集程序Labview代碼如下：

“”

“Y-運(yùn)行電流（mA）”

5 結(jié)語

系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試已正式投入使用中，在使用過程中系統(tǒng)能夠完成設(shè)計(jì)的功能。在保證耐久測(cè)試功能的前提下，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制方面進(jìn)行提升，可讓系統(tǒng)更加智能和便捷。

參考文獻(xiàn)：

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