制造业伯息化皿吻自翻四曰曲四日目日四基于虚拟仪器的汽车线束阻抗检测系统张敬华’，刘洪亮２．李洪洲’，李春梅’（１．长春工业大学机电工程学院，长春１３００１２：２．长春工业大学计算机科学与工程学院，长春１３００１２）摘要：应用交流电路计算原理、检测技术和虚拟仪器技术，在ＬａｂＶＩ任Ｗ开发环境下设计汽车线束阻抗检测系统，实现了汽车线束阻抗的在线检测，同时提供局域网配置方案，能够实现产品的在线实时监控。关键词：汽车线束；阻抗虚拟仪器；局域网中图分类号：ＴＨ１６４文献标识码：Ａ文童编号：１００２一２３３３（２００７）０６一００８８一０２ＴｈｅｗｉｒｅＨａｒｅｎ朋ｏｆＡｕｔｏＭｏｔｉｖｅＩｍＰｅｄａｎｃｅ１ｓｎＰｅｃｔｉｎｏＳｙｓｅｔｍＢａｓｅｄｏｎＶｉｒｔＵａｌｌｎｓｔｒＵｍｅｎｔＺＨＡＮＧＪｌ ｕ于ｈｕａ、ＬＩＵＨｏｎｇ一ｌｉａｎ匕ＬＩＨｏｎ于ｚｈｏｕ，，ＬＩＣｈ（１．ｓｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉ。‘ｃｈａｎ邵ｈｕｎｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。ｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｈａｎ郎ｈｕｏ１３００１２，ｃｈｉｎａ；２５ｏｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｔ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎ邵ｈｕｎｌ３ｏｏｌＺ，Ｃｈｉｎａ）ｌｈｅｓｉｓｕｓｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｖａｎｄＶｉｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄｅｓｉｇｎｔｈｅｗｉｅｒｈａｒｎｅｓｓｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｉｎｓＰｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｎｖｉｏｒｎｍｅｎｔｏｆ恤ｂＶＩＥＷ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｏｎｌｉｎｅｉｎｓＰｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｉｎｓＰｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｈａｒｎｅｓｓｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ，ａｎｄｏｆｅｆｒｔｈｅｐｒｏｐｏｓａｌｏｆｃｏｎｆｉｇｕｒｉｎｇｔｈｅｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｒｏｄｕｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｈａｒｎｅｓｓ；ｉｍｐｅｄａｎｃｅ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｕｒｍｅｎｔ；ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）１引言试，以便及时发现和剔除接触不良、绝缘不良及装配错 汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不误等早期失效产品〔］２。国内汽车线束生产企业采用的检存在汽车电路〔，」。线束通常是由两根或两根以上的导线测系统功能比较单一，质量也难以保证。这是由于线束按特定的走向，连接捆扎在一起。它在产品中主要起连的阻抗不符合技术要求，长时间使用，使线束发热甚至接各个电子部件的作用，其质量的好坏对整个产品的可烧坏。本文所研究的汽车线束阻抗检测系统，利用虚拟靠性甚至某些技术指标具有决定性作用，因此又楠品线仪器技术、交流电路原理和检测技术，运用ＬａｂｖＩＥＷ图束进行质量检测显得尤其重要。为保证线束安全可靠地形化编程语言编程，实现了对线束的阻抗检测，提高线使用，必须按产品标准在线束生产线上或用户使用前，束的出厂质量，并且设计了局域网，便于控制线束质量，对其进行严格的工艺筛选和补充筛选，进行导通性测及时监控生产状态。离接近０，即目标函数为Ｙ（ｘ）斗ｍｉｎ一０。它控制设计变量在一定的范围变动： 设计变量应选取为对曲柄影响较大并能在一定程度 ４９定Ｒ蕊６５ ６０续Ｈ蕊６８上描述结构外形的尺寸参数。同时还应注意变量选择的式中Ｒ一大圆半径；Ｈ一大圆底端到旋转中心的高度。合理性，应以对内燃机整体参数及其它零部件主要尺寸各变量所对应的尺寸初始值以及优化后数值列于下 无影响并且工艺上能实现为原则。表。曲柄作为内燃机中最为重要的零件之一，其功能是 曲柄优化前后各参数变化情况 将连杆传递过来的力转化为输出动力。曲柄在工作中受参数Ｒｌｍｍ刀Ｚｍｍ目标函数到连杆的推力，曲柄旋转惯性力等的共同作用，处于交变优化前９４ ６０ ２． ７４８载荷中。曲柄具有足够的疲劳强度以承受上述交变机械优化后１５４．１４６３３７６．７３６３３５ｘｌ０一６１载荷而不发生断裂也是曲柄设计中的首要要求之一。同优化后２５２１１６４一０６４９９６７１６ｘｌ０一１６时，曲柄还应具有一定的刚度，以降低曲柄所受到的附加通过上表对比分析，曲柄优化后比优化前更趋近于 弯曲载荷。因此，优化中需要满足疲劳强度、刚度等方面０，已视为曲柄重心和旋转轴重合，达到优化设计目的。的性能约束，此外，还有与设计变量变动范围有关的一些［参考文献］ 边界约束条件。【１〕周龙保内燃机学【Ｍ〕．北京：机械工业出版社，１９９８．（１ ）许用疲劳应力约束［２」黄圣杰，张沛硕，等．Ｐｒｌ〕Ｅ／ＮＧＩＮＥＥＲ野火版进阶设计【Ｍ〕北『，蕊Ｊ． ／［ｎ」京： 人民邮电出版社，２００４．（编辑毕胜）呼，ｕ一疲劳应力极限；〔司一许用疲劳安全系数，取１．５。作者简介：任宝国（１９７３一），男，工程师，主要从事产品研发工作。（２）边界约束收稿日期：２０仪１一１２一２５８机械工程师２００７年第６期式８系统组成及工作原理本检测系统是利用了虚拟仪器技术和计算机技术，可以根据用户的不同需求更改检测项目而不必再增添新的硬件部分。本阻抗检测系统是由ＰＣ机、阻抗硬件检测电路、线束测试平图１系统组成框图台和待测线束组成。系统组成如图１所示。本系统的工作原理： 利用解码电路对不同的导线的通断状态进行扫描，计算机读人相应的值后通过ＬａｂｖｉＥｗ阻抗检测软件转化为线束的阻抗值，将转化后的阻抗值与标准值进行比较，将处理后的信息与数据库中标准值进行对比，进而得出判断结果，最后将结果显示出来，同时通过局域网对产品的质量进行实时监控，找出产品质量缺陷的产生原因，并把信息及时反馈到生产工艺部门，及时改进产品工艺，降低废品率，提高经济效益。３汽车线束阻抗检测系统的设计当电压和电流按正弦规律变化时， 具有电阻、电感、电容的电路对交流电所起的阻碍或抵抗作用的效果就叫做阻抗。其大小等于输入电压有效值和输人电流有效值的比值，即＝ＺＵｌｌ 线束在未连人电路中时是不存在电阻的或电阻值是非常微小的量，因此要在线束投人使用之前检测线束的通断性能和阻抗性能，不能简单测量线束两端的通断，而要给线束两端施加一个周期信号模拟线束实际应用状态，并使用汽车线束阻抗检测系统进行线束生产在线检测。在程序开始运行并进行检测时，首先由计算机虚拟 仪器设定的２４Ｖ正弦波激振源给出激振电压，激振电压通过阻抗检测电路和实测线束，由ＰＣＩ一１７３０数据采集卡采集到数据之后，由其ＡＩ口送回ＰＣ机中，利用虚拟仪器的信号分析功能进行分析处理，将输入的正弦激振源波形与通过线束后变化了的波形进行比较，以剔除不合格产品。图２和图３分别为阻抗检测电路原理图和系统阻抗检测电路图。ｊ．乙被测线束解码电路｝１石］ 舀下Ｊ一】１。Ｕ八赢藏蕊靠但井二一线束容抗Ｒ一线束电阻黑’ｊ勿‘图２检测电路原理图 图３阻抗检测电路图一ａＬ ｂＶＩＥＷ是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境阎。本系统软件部分运用ＬａｂｖＩＥＷ编程，实现阻抗检测、数据分析和显示的功能。软面板程序用来提供虚拟仪器与用户的接口，它可以在计算机屏制造业信息化幕上生成一个与传统仪器面板相似的图形界面，用于设置检测条采集设置来终最示 件和显示测量结犷一 ：－一卜－一尸禅，笋。．李葬愁妞果等。用户还可票塑竖衅不鱼黔竺‘以通过软面板上的开关和按钮，模拟传统仪器的各种操作，通过下砚贝．且 翅翻Ｍ阅忆 〕 图４系统子程序前面板 键盘或鼠标实现对虚拟仪器的操作。前面板如图４所示。４系统局域网的设计近年来，局域网等网络架构已经越来越广泛地应用 于工业控制领域，本系统在实际应用中如果配有局域网，将使生产和质量控制等各个部门紧密联系在一起，大大提高产品的质量和生产效率。通常计算机专业所谓“网络的节点”， 通信专业称为“网路的节点”，构成通信网路的一部份｝４二。用户可以从网络的节点上快速查询、处理所需要信息，也可以方便地将自已的信息传递给对方。本阻抗检 ＰＣＩ ＰＣＺＰＣ３测系统同时配有局域网，可口口口以满足生产制叮｝造的实际需要，数据共享。图５中ＩＰ地口口口址１９２．１６８０．１的ＰＣ为该局Ｉ弓｝口ＰＣ４ ＰＣＳＰ〔６域网的服务图５以太网结构 器，ＦＣＩ一Ｐｃ６分别为该局域网中的几台主机，该局域网采用集线器星型以太网结构。其中服务器载有两块网卡洲， 一块网卡连接Ｉｔｎｒｅｅｎｔ，局域网中的所有主机通过ＨＵＢ（集线器）与服务器的另一块网卡相连；服务器端采用的是ＮＡＴ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｄｄｒｅｓｓＴｒａｓｎｔａｌｉｏ）ｎ技术，局域网内的各主机之间可互相通信；也可以访问。５结论 本文利用虚拟仪器技术实现了对汽车线束的阻抗检测的功能，并且利用计算机局域网技术实现了信息的共享，生产过程在线质量监控，大大降低了成本。达到缩短开发时间、提高产品品质并降低生产成本的目的。［参考文献１ 汇川杨奋为．新型线束导通检测仪的应用〔Ｊ〕．机电元件，０２ｏ２（１）：ｓｌｅ ｅ５６．ｔ２１胡道元．计算机局域网ｔＭ〕．北京，清华大学出版社，０２０２．（编样明 涛）作者简介：张敬华（１９８于），女，硕士研究生，研究方向为机电一体化。收稿日期：２仪巧一１２一３０机械工程师２００７年第６期重８９
