智能顯示屏在汽車線束行業(yè)的應(yīng)用

王林岐，徐會娟，孫萬信，張文正，丁嘉偉

（陜西萬方天運汽車電器有限公司，陜西 西安 710201）

隨著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國已成為全球線束及連接器增長最快和容量最大的市場。汽車線束作為汽車電路的載體，是汽車的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng)，汽車線束的質(zhì)量直接關(guān)系到車輛的穩(wěn)定性和安全性。

汽車線束外觀檢測[1]工序是線束產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，線束裝配加工完成后，根據(jù)設(shè)計圖紙要求對線束加工的基礎(chǔ)信息、外觀尺寸、分支走向、插接器[2]、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗。外觀檢測工序是線束產(chǎn)品加工完成后檢驗其與圖紙符合性的最后一道保障，產(chǎn)品的外觀已經(jīng)影響到客戶的整車裝配，所以外觀檢測工序在線束加工過程是非常重要的[3]。隨著線束產(chǎn)品種類及線束上扎帶、扎扣數(shù)量的逐漸增加，而且汽車駕駛室線束非常復(fù)雜，分支也越來越多（圖1），需要進行外觀檢測的任務(wù)越來越重，同時質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也逐步提高，外觀檢測工序的質(zhì)量和效率要求也越來越高，傳統(tǒng)的方式對人工依賴的程度很高，過程質(zhì)量控制非常困難。

圖1 汽車線束分支走向示意圖

目前線束外觀檢測的工作方式為檢驗工根據(jù)檢驗任務(wù)打印對應(yīng)圖號的配板圖紙，然后根據(jù)圖紙信息對線束基本信息，包括分支走向[5]、插接器、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗?；拘畔z驗完成后，再根據(jù)圖紙尺寸使用卷尺分別測量線束總成各個分支節(jié)點尺寸，并與圖紙尺寸進行比對（圖2）。對比完成后，要檢驗下一個產(chǎn)品就重復(fù)上述過程，而且產(chǎn)品檢驗后佩戴的附件及捆扎防護要求也越來越多，按照常規(guī)的外觀檢測方式費時費力工作效率低、圖紙尺寸不能直觀地與實物對應(yīng)、圖紙打印成本高且打印效率低、產(chǎn)品圖紙之間切換的靈活性不高。

圖2 傳統(tǒng)線束外觀檢測方式示意圖

1 外觀檢測智能顯示屏優(yōu)勢分析

基于上述背景設(shè)計一臺外觀檢測智能顯示屏，要求其具備以下優(yōu)點：

1）可按照圖紙尺寸1:1顯示電子版圖紙，而且工人可直接在電子版圖紙上進行檢驗工作，不用再去重復(fù)打印紙質(zhì)版圖紙，節(jié)省打印圖紙準(zhǔn)備時間，降低打印圖紙費用，同時也可契合公司逐步推進無紙化辦公和環(huán)保等理念，不僅可以大大減少重復(fù)勞動，也可以提高部門之間的協(xié)同工作效率。

2）設(shè)備可實現(xiàn)對未來市場個性化定制，以及多品種小批量的快速響應(yīng)及靈活轉(zhuǎn)產(chǎn)等需求。設(shè)備主機連接服務(wù)器，集成制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufac- turing Execution System, MES）等，檢驗員可根據(jù)MES生產(chǎn)計劃選定要檢驗的產(chǎn)品圖號，設(shè)備可實現(xiàn)將MES計劃產(chǎn)品圖紙智能化推送到智能顯示屏，自動化程度大幅提高，且設(shè)備可根據(jù)檢驗需求隨意切換顯示圖紙，節(jié)省工人打印圖紙和切換圖紙的時間和成本。

3）設(shè)備具備可將線束產(chǎn)品放置固定到表面，可直觀地將實物和圖紙尺寸1:1對比，節(jié)省用卷尺測量實物尺寸再去與圖紙對比的步驟，單個產(chǎn)品較傳統(tǒng)尺寸比較方式提高檢驗效率50%。

4）傳統(tǒng)的外觀比對是木板桌上擺放進行檢驗，美觀程度不高。外觀顯示屏采用鋁型材搭建，連接部分隱藏到設(shè)備內(nèi)部，四周用鋁塑板封閉，設(shè)備上端安裝高透光玻璃，強度可靠的同時外形美觀。

通過上述方案介紹，線束外觀檢驗方式用智能顯示屏替代傳統(tǒng)檢驗方式，從打印圖紙時間、打印紙張成本、打印設(shè)備投入、切換圖紙時間、加工設(shè)備外觀、自動化程度、檢測效率以及勞動強度等各個方面都進行了全面的優(yōu)化[4]?？傮w節(jié)約成本40%以上，提升檢測效率50%，將智能顯示屏技術(shù)與汽車線束加工過程進行深度的融合，創(chuàng)建了一種線束外觀檢測的新模式。

2 外觀檢測智能顯示屏結(jié)構(gòu)介紹

外觀檢測智能顯示屏采用平鋪式結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于各種線束組裝行業(yè)的外觀檢測，可根據(jù)產(chǎn)品工藝需求靈活快速的切換外檢圖示，1:1進行分屏顯示，外形尺寸為（5850×900×900）mm，主要由三大部分組成：高清拼接屏、協(xié)同操作顯示器及設(shè)備主體。

高清拼接屏由四塊144 cm×81 cm（65寸）4 K工業(yè)拼接屏按照1×4的布置結(jié)構(gòu)組成，屏幕之間拼縫僅為3.5 mm，確保線束圖紙尺寸連續(xù)，全高清顯示，畫面細膩，色彩豐富。高清晰度、高亮度、高色域。四塊拼接屏通過高清信號傳輸線纜分別連接設(shè)備主機的獨立顯卡接口，顯卡采用英偉達高清四口輸出口獨立顯卡，借助專業(yè)的顯示設(shè)置軟件將四塊屏幕的刷新率、分辨率、排列順序設(shè)置一致，最后將四塊屏幕的顯示畫面拼接成整體，設(shè)備顯示的分辨率可達到15360×2160，達到4 K高清顯示效果，將圖紙的細節(jié)信息展示得非常清晰。

由于設(shè)備高清拼接屏將近6 m長，工人在進行圖紙切換、設(shè)備設(shè)置等操作時不方便，所以設(shè)計協(xié)同操作顯示器，協(xié)同顯示器通過高清多媒體接口（High Definition Multimedia Interface, HDMI）接口與主機主板顯卡輸出口連接，可實現(xiàn)與拼接顯示屏同步操作。檢驗員的操作全部在協(xié)同顯示器完成，方便檢驗員現(xiàn)場操作。具體操作方法：檢驗員在工藝管理系統(tǒng)下載計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design, CAD）格式的配板圖，然后根據(jù)顯示屏的尺寸轉(zhuǎn)化成設(shè)備顯示格式，確認后推送至高清拼接屏，拼接屏將同步1:1顯示圖紙內(nèi)容，檢驗工可根據(jù)圖紙進行比對工作。

設(shè)備主體由鋁型材裝配而成，整體尺寸為 （5850×900×900）mm，將高清拼接屏放入設(shè)備內(nèi)部后，上面安裝高清玻璃保護屏幕，主體框架還包括調(diào)試柜門、儲物抽屜、散熱風(fēng)扇、設(shè)備主機、穩(wěn)壓電源等。

圖3 外觀檢測智能顯示屏結(jié)構(gòu)示意圖

3 外觀檢測智能顯示屏用法介紹

根據(jù)前文的介紹，本節(jié)進一步介紹外觀檢測智能顯示屏用法。首先檢驗工需要在工藝管理系統(tǒng)里面下載需要檢驗的產(chǎn)品圖紙，并且推送至拼接屏幕，將圖紙按照1:1的比例顯示到拼接屏幕上。然后將需要檢驗的線束產(chǎn)品放置到設(shè)備表面，并且將分支位置進行固定，將線束實物部分與圖紙的位置一一對應(yīng)（圖4）。布置完成后開始檢驗，根據(jù)圖紙信息對線束基本信息，包括分支走向、插接器、電線顏色、膠帶類型及包裹的防護材料等各項要求進行檢驗。將實物尺寸與圖紙所示尺寸1:1直接對比（圖5），不用再測量尺寸并與圖紙比較。用外觀檢測智能顯示屏進行外觀比對工作后，可按照圖紙尺寸1:1顯示電子版圖紙，不用再去重復(fù)打印紙質(zhì)版圖紙，節(jié)省打印圖紙準(zhǔn)備時間和圖紙切換的時間，降低打印圖紙費用，而且省略用卷尺測量實物尺寸再去與圖紙對比的步驟。

圖4 智能顯示屏比對方法示意圖

圖5 采用智能顯示屏過程俯視圖

設(shè)備只需單人操作，可顯示多種產(chǎn)品型號，極大地提高工作效率，利用電子液晶屏代替?zhèn)鹘y(tǒng)紙式圖紙，無需打印圖紙，數(shù)據(jù)永久保存，一臺外觀檢測智能顯示屏適用于所有產(chǎn)品的外觀檢測，無需人工操作進行圖紙更換。

4 總結(jié)

汽車線束主要由導(dǎo)線、端子、接插件、包裹物、卡釘和線槽支架等構(gòu)成，不規(guī)則零部件的構(gòu)成注定了線束制造是一種自動化程度較低、勞動密集型產(chǎn)業(yè)[6]。

拼接屏在廣告、影視、培訓(xùn)等行業(yè)應(yīng)用比較常見，更多的是用來作為展示內(nèi)容的載體，但是應(yīng)用在制造業(yè)并直接參與生產(chǎn)加工的案例并不常見。本文介紹的智能顯示屏在汽車線束行業(yè)的應(yīng)用也是前期通過各種嘗試，攻克一系列的技術(shù)難點后最終很好地將拼接屏應(yīng)用到了線束加工行業(yè)，同時也為線束外觀檢測創(chuàng)建了一種新的工作模式，在降低加工成本、提高生產(chǎn)效率的同時，也響應(yīng)了無紙化工作、環(huán)保節(jié)能的理念，進一步提高了技術(shù)、生產(chǎn)、管理部門的高效協(xié)同效率，提升公司的管理水平。