汽車新點(diǎn)火線圈自動測試工作站

系統(tǒng)背景 

點(diǎn)火線圈是汽車點(diǎn)火裝置的核心部件之一，它安裝在發(fā)動機(jī)上面，產(chǎn)生點(diǎn)火高壓并通過高壓線到達(dá)火花塞，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈電火花，點(diǎn)燃混合氣體，推動活塞運(yùn)動。它實(shí)際上是一個(gè)升壓變壓器，可以將蓄電池電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閹兹f伏的高壓。 
泛華曾為客戶提供過多套點(diǎn)火線圈測試系統(tǒng)，包括：筆試點(diǎn)火線圈測試臺、4 工位點(diǎn)火線圈工作站、6 工位點(diǎn)火線圈工作站等。新一代點(diǎn)火線圈工作站包括9個(gè)工位，以自動化流水線的方式，實(shí)現(xiàn)了高度自動化的裝配、測試、打碼、卸件等操作。

系統(tǒng)簡介

汽車新點(diǎn)火線圈自動測試工作站的9個(gè)工位分別為裝件工位、機(jī)器人裝配工位、二維碼掃碼工位、測試工位、位置度檢測工位、涂潤滑脂工位、打碼工位、Rework工位、卸件工位。系統(tǒng)應(yīng)用模塊化、系統(tǒng)協(xié)調(diào)聯(lián)動、高壓屏蔽等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火線圈各項(xiàng)功能、電氣性能指標(biāo)的全面測試，以及各工位之間的流程控制。

1. 1、裝件工位：將DUT兩部分（未裝配件）安放在定制的pallet上，拔動鼠尾開關(guān)，放行。
2. 2、裝配工位：通過 ABB 機(jī)器人完成DUT兩部分的裝配。機(jī)器人上裝有氣爪，完成DUT、裝配與松開動作。此工位前端裝有傳感器檢測DUT是否裝配，如果放在pallet上的DUT為已裝配件，則直接放行；工位后端配置工業(yè)照相機(jī)，通過視覺圖像的方式判斷是否裝配到位。 
3. 3、二維碼掃碼工位：此處掃描DUT上半部分的出廠二維碼，并記錄此數(shù)據(jù)。
4. 4、測試工位：完成初級電流，次級電阻，次級電壓，次級電流，接地電阻，點(diǎn)火能量，EST電流等項(xiàng)目的測試。其中次級電壓高達(dá)40kV，應(yīng)用高壓屏蔽技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確測量。（配圖：測試工位）
5. 5、位置度檢測工位：主要是完成 DUT 位置度檢測和電容泄露功能。位置度檢測也非常關(guān)鍵，它檢測的是點(diǎn)火線圈在發(fā)動機(jī)上的安裝孔位置與大小，如果此項(xiàng)檢測有誤，將造成其安裝脫落，對整車性能造成影響。
6. 6、潤滑工位：完成 DUT 涂潤滑脂功能，系統(tǒng)配旋轉(zhuǎn)氣缸，使得潤滑脂更均勻。
7. 打碼工位：完成 DUT 激光打碼工作。系統(tǒng)采用激光打碼機(jī)，可清晰打印二維碼等內(nèi)容。另外工位后端配有掃碼器，掃描打碼內(nèi)容，并判斷打碼內(nèi)容是否正確，實(shí)現(xiàn)double check。在數(shù)據(jù)管理階段，掃描此二維碼，可以得到被測件全部相關(guān)信息。
8. 7、Rework工位：即廢件工位。系統(tǒng)通過機(jī)械手自動將不合格 DUT 連同pallet 一起放入廢料桶。廢料桶安裝有傳感器，當(dāng)數(shù)量超過三個(gè)后系統(tǒng)自動報(bào)警，提示操作員將處理。通過掃描DUT 的二維碼，軟件自動提取此DUT 的所有測試信息并顯示，供rework 使用。
9. 8、卸件工位：完成所有測試后，系統(tǒng)自動卸載 DUT 到下一條流水線，空pallet 自動流入裝件工位。

另外，各柜門均安裝有安全門鎖，確保安全操作。整個(gè)過程無需人工干預(yù)，高效的同時(shí)更避免了由于人工操作錯誤而造成的錯檢或漏檢。

 特性詳解

工作站采用了當(dāng)今世界上*的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化測控技術(shù)和產(chǎn)品。系統(tǒng)應(yīng)用開放的PXI為主控測試平臺，通過西門子PLC對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測與流程控制；軟件控制部分LabVIEW與PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信與信號交互。豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)輔以優(yōu)良的配置，造就了兼具可靠性高，性價(jià)比優(yōu)良，實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、維護(hù)方便等特點(diǎn)的高性能系統(tǒng)。

1. 1、整個(gè)工作站由9個(gè)工位組成，被測件安放在定制的pallet上，通過自動化傳送帶實(shí)現(xiàn)循環(huán)式傳送；基于PLC邏輯控制系統(tǒng)完成打碼機(jī)動態(tài)打碼控制、執(zhí)行器控制及外部各種傳感器數(shù)據(jù)讀取。這種高集成度的自動化流水線不僅節(jié)省空間，更*的提高了生產(chǎn)效率。

1. 2、定制pallet與夾具。當(dāng)傳送帶到達(dá)固定工位后，有氣缸固定pallet，然后進(jìn)行相關(guān)測試與裝配工作，完成后，繼續(xù)放行，運(yùn)轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位。
2. 3、采用了RFID技術(shù)，又稱射頻識別系統(tǒng)。每個(gè)pallet上均裝有電子標(biāo)簽（ID Tag），它具有單獨(dú)的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；每一個(gè)工位上配置RFID解讀器(Reader)。標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號同時(shí)發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，完成pallet相關(guān)信息的傳遞與記錄。
3. 4、點(diǎn)火線圈對測試指標(biāo)的要求*，包括高達(dá)40kV的次級電壓，20A的初級電流等，為保證測試精度，以往需要在不同的工位上分別實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)的測試；新工位站，升級了高壓屏蔽與系統(tǒng)隔離技術(shù)，不僅在一個(gè)工位上實(shí)現(xiàn)全部基礎(chǔ)測試內(nèi)容（點(diǎn)火計(jì)數(shù)，初級電流、次級電壓、次級電阻、接地電阻），還增加了點(diǎn)火能量、EST電流等測試項(xiàng)。

（測試指標(biāo)） 

1. 5、系統(tǒng)氣動控制部分采用分布式設(shè)計(jì)，所有閥島與傳感器采用profilbus總線方式與PLC通訊，進(jìn)行控制與采集。簡化系統(tǒng)線束，提供系統(tǒng)可靠性。
2. 6、采用高質(zhì)量的進(jìn)口氣缸和電磁閥，保證了設(shè)備各個(gè)工位的機(jī)械手位置的準(zhǔn)確；采用*的伺服電機(jī)對各個(gè)工位控制，保證了Pallet與DUT在各個(gè)工位輪換精準(zhǔn)。
3. 7、數(shù)據(jù)管理與溯源：
   1. 1、安裝在pallet上的RFID電子標(biāo)簽可以實(shí)現(xiàn)流轉(zhuǎn)信息的記錄，PLC通過總線組態(tài)通訊，得到pallet在各個(gè)工位上的所有信息，并以此為依據(jù)，實(shí)時(shí)控制相應(yīng)工位進(jìn)行動作。
   2. 2、另外，還可以通過掃描每個(gè)被測件上的二維碼，對所有被測件的信息進(jìn)行查詢與統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源。

系統(tǒng)構(gòu)成

小結(jié)

本系統(tǒng)結(jié)合了測試與工業(yè)自動化的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行；經(jīng)過后期的整體聯(lián)調(diào)，可達(dá)到9秒的生產(chǎn)節(jié)拍，有效提高生產(chǎn)效率。