汽車傳感器與目標(biāo)輪磁化及檢測綜合測試系統(tǒng)基于“柔性測試”技術(shù)，集目標(biāo)輪磁化、磁化輪檢測、汽車曲軸傳感器終檢三個(gè)主要功能于一體，關(guān)鍵測試項(xiàng)滿足MSA測試要求，滿足目標(biāo)輪磁化的差異性；系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定可靠，操作簡單，測試精度高，測試速度快，可滿足傳感器生產(chǎn)線上長時(shí)間、大批量生產(chǎn)測試的需要。
1、背景
傳統(tǒng)汽車曲軸/凸輪軸傳感器測試中所采用的目標(biāo)輪多為如圖1所示的金屬齒輪，傳感器型號(hào)不同，目標(biāo)輪的大小形狀也各異，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)用，加工成本居高不下；隨著技術(shù)更新?lián)Q代，磁信號(hào)輪（如圖2所示）逐步取代金屬輪，越來越廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代汽車中，磁化輪的優(yōu)點(diǎn)主要有加工難度低，通用性強(qiáng)，可為汽車零部件廠商大大節(jié)約成本；但與此同時(shí)也將導(dǎo)致測試系統(tǒng)成本與難度的增加。
通常來說，要完成目標(biāo)輪磁化、磁化輪檢測、汽車曲軸傳感器終檢需要三臺(tái)設(shè)備，這將導(dǎo)致測試成本增加和測試資源的重復(fù)投入。本系統(tǒng)是基于充分的前期驗(yàn)證，優(yōu)化設(shè)計(jì)了“三合一”測試解決方案，即集目標(biāo)輪磁化、磁化輪檢測、汽車曲軸傳感器終檢三類功能于一臺(tái)設(shè)備，兼顧了磁化輪工藝與測試，以及傳感器終檢要求；尤其目標(biāo)輪磁化及終檢在一個(gè)工位上完成，更體現(xiàn)了本系統(tǒng)的技術(shù)核心。
圖1 金屬齒輪
圖2 磁信號(hào)輪
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由5工位組成，分別為磁化輪上料工位、磁化輪磁化和終檢工位、磁化輪卸件工位、磁化輪打碼工位、傳感器檢測工位。
2.1 磁化輪由抓取機(jī)構(gòu)抓取在各個(gè)工位間橫向移動(dòng)，自動(dòng)完成上料、下料。抓取機(jī)構(gòu)由電爪、上下移動(dòng)電缸、旋轉(zhuǎn)氣缸及支架等組成，由長行程電缸控制整個(gè)機(jī)構(gòu)在各個(gè)工位間切換位置。
因磁化和終檢耗時(shí)相對(duì)較長，為提高節(jié)拍，設(shè)計(jì)兩套磁化輪抓取機(jī)構(gòu)分工協(xié)作，左抓取機(jī)構(gòu)僅負(fù)責(zé)從上料工位將件抓取后放入磁化工位，右抓取機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)從磁化工位到卸件工位以及打碼工位間的移動(dòng)，抓取機(jī)構(gòu)。
2.2 磁化輪磁化和終檢工位體現(xiàn)了本系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)與突破點(diǎn)，通過工裝優(yōu)化設(shè)計(jì)取代于傳統(tǒng)需要由兩臺(tái)設(shè)備分別完成磁化與終檢功能。本工位由磁化頭機(jī)構(gòu)、測試模塊組成。磁化輪從上料工位自動(dòng)抓取到該工位后，首先磁化頭由氣缸帶動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)、零點(diǎn)定位、放電磁化，磁化完成后磁化頭上升，同時(shí)測試芯片上升，并由模塊內(nèi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁化輪旋轉(zhuǎn)完成測試，如下圖3所示。本工位包含多種機(jī)械位置關(guān)系，定位精度高，通過更換模塊及磁化頭的方式可兼容多種磁化輪，根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)“可編程式”磁化。
圖3 磁化與終檢工位
2.3 磁化輪卸件工位包括好料滑道和壞料箱，可從電氣設(shè)計(jì)上保證卸件的準(zhǔn)確，防止放置錯(cuò)誤。
2.4 打碼工位可復(fù)用，一臺(tái)打碼機(jī)實(shí)現(xiàn)磁化輪打碼及傳感器打碼兩項(xiàng)功能，打碼機(jī)通過氣缸控制在兩個(gè)位置間移動(dòng)。
2.5傳感器檢測工位設(shè)計(jì)成子母臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，通過人工進(jìn)行上料，檢測完成后自動(dòng)打碼及自動(dòng)卸件。通過更換不同子模塊完成換型，子模塊與現(xiàn)場其它傳感器終檢臺(tái)完全兼容。
2.6 為滿足兩個(gè)工位節(jié)拍盡可能快的要求，在資源利用上盡可能的獨(dú)立。對(duì)于傳感器測試模塊工位，為兼顧以往模塊與節(jié)拍最優(yōu)化，系統(tǒng)在資源配置上與標(biāo)準(zhǔn)終檢臺(tái)保持一致，如工控機(jī)、同步采集卡、Switch卡、運(yùn)動(dòng)控制器卡、數(shù)字IO卡、程控電源、LCR表等獨(dú)立運(yùn)行。
另外，對(duì)于磁化工位，包括磁化輪上下料、磁化、磁化輪終檢等，系統(tǒng)單獨(dú)配置了工控機(jī)、同步采集卡、程控電源、PLC等，所以磁化輪打標(biāo)工位不是節(jié)拍的瓶頸，對(duì)打標(biāo)節(jié)拍要求低，完全可以在傳感器打標(biāo)空余時(shí)完成打標(biāo)工作，因此打標(biāo)機(jī)作為共用資源不僅不會(huì)降低節(jié)拍，而是實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。
3、測試數(shù)據(jù)與關(guān)鍵指標(biāo)
測試主界面如圖4所示，測試過程中，可以實(shí)時(shí)顯示測試環(huán)境參數(shù)、測試項(xiàng)目、測試狀態(tài)、測試波形及通過率，界面友好，操作簡單。
圖4 測試主界面
4、技術(shù)亮點(diǎn)
5、結(jié)束語
本測試臺(tái)在綜合過去汽車電子測試解決方案中的技術(shù)積累，對(duì)其中工裝與資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了測試精度與自動(dòng)化程度；軟件功能更加完善，用戶可根據(jù)對(duì)成本和具體功能的需求，對(duì)系統(tǒng)的控制測量設(shè)備進(jìn)行靈活配置，具有作業(yè)記錄、樣件校驗(yàn)測試和防錯(cuò)機(jī)制等，便于生產(chǎn)質(zhì)量管理，具有較高的行業(yè)適應(yīng)性與推廣性。
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