君權(quán)FAKRA線束自動(dòng)化設(shè)備助力汽車智能化發(fā)展
一、 射頻線束市場形勢
當(dāng)今的汽車,已成為行駛的通信中心,為了增加駕駛的安全性和娛樂性,一款普通的汽車就包含 AM、FM、衛(wèi)星廣播、GPS 接收機(jī)、SIM卡、倒車影像、蜂窩射頻、ADAS等高檔車還要增加多屏、藍(lán)牙、WIFI、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等,另外,以后還會(huì)增加用于車輛與車輛,車輛與基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與行人間的互聯(lián)通信V2X,而這些在車內(nèi)都需要通過射頻線束實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)傳遞,射頻線束起到功能部件和主機(jī)連接的作用,現(xiàn)在廣泛被使用于車載網(wǎng)絡(luò)的射頻線束主要包含有兩種線束:FACHKREIS AUTOMOBIL 和 HIGH SPEED DATA,縮寫為 FAKRA 和 HSD,此產(chǎn)品從研發(fā)之初就已經(jīng)完全考慮到了信號(hào)系統(tǒng)冗余和進(jìn)化,所以它們對(duì)于整個(gè)涉及汽系統(tǒng)安全相關(guān)的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),有著舉足輕重的意義。
射頻線應(yīng)用事例圖(來自羅森博格)
FAKRA 導(dǎo)線是同軸電纜,它由里到外分為五層:導(dǎo)體(單股的實(shí)心線或多股絞線)、塑料絕緣體、鋁箔屏蔽層、編織網(wǎng)屏蔽層和電線外皮,中心導(dǎo)體和屏蔽層形成電流回路。因?yàn)橹行膶?dǎo)體和其它四層都為同軸關(guān)系而得名,目前汽車市場上常用的主要有 2 種線徑的:0.14mm2和 0.35mm2。它的優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻率比較寬,受外界電干擾小,它的保密、保真性強(qiáng)等。HSD是4芯屏蔽線。
“FAKRA”是德國為“FAchKReis Automobile”開發(fā)的縮寫,可翻譯為“Automobile Expert Group”(汽車專家組)。FAKRA連接器規(guī)范由德國汽車制造委員會(huì)內(nèi)部的分支委員會(huì)編制。一般的FAKRA需要滿足美國USCAR 和德國FAKRA 汽車標(biāo)準(zhǔn)。FAKRA具有高性能、經(jīng)濟(jì)有效的射頻特性。FAKRA連接器源自羅森伯格,經(jīng)過二十余年的發(fā)展,F(xiàn)AKRA已成為汽車行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)射頻連接器,被業(yè)界廣泛應(yīng)用。隨著近幾年汽車技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的有助于提高駕駛與乘坐舒適性的智能功能被應(yīng)用到汽車中,并且經(jīng)歷了從用于高端汽車到標(biāo)配日常家用級(jí)汽車的過程。從目前的市場來看,F(xiàn)AKRA 和 HSD的高屏蔽、低損耗,能夠使車載多媒體娛樂系統(tǒng)以及汽車電子系統(tǒng)安全可靠等級(jí)提升到了一個(gè)新的高度,所以它逐步受到市場歡迎。
對(duì)合資品牌及自主品牌汽車來說,F(xiàn)AKRA 和 HSD 用在合資品牌比較多,如長安福特、奇瑞捷豹路虎、上海大眾、一汽大眾以及上汽通用。對(duì)傳統(tǒng)汽車和新能源汽車來說,相比傳統(tǒng)汽車新能源汽車更注重駕駛感受,所以射頻線束使用的更多,尤其是當(dāng)前中國的一股新的造車?yán)顺?,如蔚來、理想、小鵬等。
據(jù)統(tǒng)計(jì)某線束公司的射頻線束數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),2016 年前,普通汽車上一般裝有 3 根左右射頻線束,而中高檔車型上有 10 根左右,但 2018 年后,普通汽車上都有 8 根,而中高檔車型上已經(jīng)有 15 根左右。從此公司采購部統(tǒng)計(jì)的近幾年每年射頻線束采購金額顯示,此金額從 2010 到 2016 穩(wěn)步增長,但到 2017 年和 2018 年,其增長加速迅速增加,最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019 年射頻線束的采購金額大約 近1.6 億人民幣。據(jù)測算高檔車目前射頻線的滲透率未來幾年會(huì)迅速攀升。
某公司近10年射頻線采購數(shù)據(jù)圖
針對(duì)快速增長的射頻線束市場,一款能達(dá)到國外先進(jìn)水平的射頻線束制造設(shè)備來的非常及時(shí)及重要。
二、 FAKRA線束生產(chǎn)工藝簡介
FAKRA線束生產(chǎn)工藝主要包括準(zhǔn)備同軸線纜、裝配連接器和產(chǎn)品檢驗(yàn)三大塊。
1.準(zhǔn)備同軸線纜
根據(jù)不同產(chǎn)品工藝對(duì)尺寸的要求,按照IPC 620等級(jí)3標(biāo)準(zhǔn),對(duì)同軸線纜的護(hù)套、屏蔽層、鋁箔和絕緣層進(jìn)行切剝。
1)切口整齊、平滑、無毛刺。
2)絕緣體無燒傷和損壞。
3)屏蔽層的切口平齊,沒有長的屏蔽絲支出。
4)屏蔽層整齊、平滑、沒有劃傷。
2、裝配連接器
裝配的工藝包括壓接套管、壓接中心端子、安裝和壓接外導(dǎo)體、裝配塑殼。
1)壓接套管:除了保證壓接的高度、寬度,壓接完成后套管邊沿和護(hù)套邊沿的間隙最大不能超過1mm。
2)壓接中心端子:要按照 DIN60352-2 進(jìn)行 B 型剖面或者按照客戶企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。壓接完成后,芯線是不能支出的,壓接部分中心線和線纜中心線、中心導(dǎo)體偏離角度都要符合質(zhì)量要求,否則會(huì)有外導(dǎo)體安裝不良的風(fēng)險(xiǎn)。
3)安裝和壓接外導(dǎo)體:首先保證中心導(dǎo)體穿入外導(dǎo)體的質(zhì)量,符合界面尺寸要求。最好是能夠檢測尺寸正確再進(jìn)行外導(dǎo)體的壓接。
3.產(chǎn)品檢驗(yàn)
對(duì)于壓接完成的產(chǎn)品,需要對(duì)其的機(jī)械方面以及電性能方面進(jìn)行測試。對(duì)于機(jī)械方面的測試,首先檢測中心導(dǎo)體位置尺寸是否合格;中心導(dǎo)體相對(duì)于外導(dǎo)體所在的位置便于對(duì)配端的使用,即同軸度的測試;在加工過程中對(duì)產(chǎn)品是否有外觀等方面有損傷;對(duì)于電性能方面的測試,我們需要對(duì)產(chǎn)品端子進(jìn)行全面的測試,以確保端子在出廠前保持良好的質(zhì)量狀態(tài)。
1) 破壞性的拉拔力檢測
2) 低壓通斷路檢測與高壓檢測
3) 中心導(dǎo)體與外導(dǎo)體之間的同軸度檢測
三、君權(quán)FAKRA線束自動(dòng)化設(shè)備助力汽車智能化
智能汽車海量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝屎涂煽啃灾陵P(guān)重要,F(xiàn)AKRA具有高性能、經(jīng)濟(jì)有效的射頻特性,是目前智能汽車數(shù)據(jù)連接廣泛采用的部件,主要應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、車載電話、車載電視、音響設(shè)備、天線等。公司研發(fā)制造的FAKRA線束智能化全自動(dòng)、半自動(dòng)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能汽車FAKRA線束的智能化裝配。
為了適應(yīng)FAKRA線束多種產(chǎn)品的裝配組合,從同軸線纜的切剝、連接器的壓接和產(chǎn)品的檢測,君權(quán)自動(dòng)化“JUNQUAN”設(shè)計(jì)開發(fā)出一系列以質(zhì)量預(yù)防為主的功能模塊,以滿足客戶加工FAKRA線束的需求。以羅森伯格的FAKRA 3 直式產(chǎn)品為例,同軸線纜外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體與連接器的外導(dǎo)體組件、中心端子和支撐套管如何實(shí)現(xiàn)智能化裝配,是基于對(duì)關(guān)鍵工藝的理解。
首先,準(zhǔn)備同軸線纜。放線模塊PF-6S(下圖),可以承載350KG的同軸線軸、自帶剎車功能、10M以上的線緩存、無線檢測和打結(jié)報(bào)警等功能。斷線模塊JQ-SC,將校直、送線、測量和斷線完美融合到一起,保證長度精度的同時(shí)斷面完全符合IPC 620的外觀標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于長線需要圈線時(shí),單盤BS-40和雙盤DC-60(下圖)標(biāo)準(zhǔn)收線器有效提升生產(chǎn)效率,尤其雙盤的收線器效率比單盤提升了50%以上的圈線效率。
同軸線的切剝質(zhì)量直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量,必須根據(jù)客戶線纜設(shè)計(jì)多組刀片,包括V刀、R刀、旋刀及其組合。所有切剝模塊選用成熟可靠標(biāo)準(zhǔn)模塊,采用伺服電機(jī)控制,以精確控制產(chǎn)品加工精度,同時(shí)必須考慮快速換刀和廢料收集。在切剝線纜時(shí),不刮傷內(nèi)導(dǎo)體與屏蔽絲,以保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性是非常關(guān)鍵的。在切剝護(hù)套和切絕緣體的時(shí)候要能很好的防護(hù),不是單純的切剝問題,是如何保證不刮傷的問題。另外,對(duì)于殘留屏蔽絲的預(yù)防在所有切剝模塊加工時(shí)都要考慮到位。
壓接設(shè)備在每次進(jìn)行壓接之前,壓接模塊首先對(duì)物料進(jìn)行檢測,以確保合格的來料,在壓接時(shí)配有壓力傳感裝置實(shí)時(shí)檢測。依據(jù)客戶要求,應(yīng)用視覺檢測,可以對(duì)裝配尺寸和壓接后質(zhì)量、外觀再進(jìn)行檢測。根據(jù)不同廠家的連接器定制的模具,可以實(shí)現(xiàn)不同端子的壓接,換型也非常的方便。對(duì)于穿防水栓的產(chǎn)品有相應(yīng)模塊,可以通過大配套的快速換型來滿足穿不同防水栓的需求。
“JUNQUAN”設(shè)計(jì)開發(fā)的FAKRA 線束智能化裝配流水線,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和模功能進(jìn)行了集成,超過99%的良率和10秒內(nèi)的生產(chǎn)節(jié)拍有效保障了生產(chǎn)品質(zhì)和效率,更重要的是提升了FAKRA線束產(chǎn)品的安全性和可靠性。
這條智能流水線應(yīng)用了大量傳感器進(jìn)行檢測和監(jiān)測的質(zhì)量防控,采用了信息化軟件系統(tǒng)控制(下圖),實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)放線、斷線、切剝線纜、壓接端子、自動(dòng)安裝塑殼和質(zhì)量檢測的全部功能,產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,質(zhì)量數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)追溯。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
信息化軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了MES自動(dòng)派單、產(chǎn)品自動(dòng)標(biāo)識(shí)、機(jī)器參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié),生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄產(chǎn)品狀態(tài),海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ),產(chǎn)品追溯、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)等功能,系統(tǒng)架構(gòu)主要包括了信息集成中心、主控PLC控制中心、壓接力監(jiān)控系統(tǒng)、物料模具確認(rèn)模塊、導(dǎo)通檢測、深度檢測模塊、電測系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)等。主控PLC是整個(gè)FAKRA流水線的控制中心,控制載具工位大循環(huán),報(bào)警信息收集,協(xié)調(diào)每個(gè)工站流水作業(yè)工作,所有的工站的工作狀態(tài)都記錄在主控PLC中。信息集成中心是整個(gè)FAKRA流水線的數(shù)據(jù)中心,包含生產(chǎn)任務(wù)管理、配方管理、標(biāo)簽生成模塊、物料模具確認(rèn)模塊、線纜加工狀態(tài)監(jiān)控、工站狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等,系統(tǒng)將實(shí)時(shí)與主PLC進(jìn)行通訊,以及與每個(gè)檢測控制單元系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊,同步記錄每條線纜的加工狀態(tài)及工站的狀態(tài)。
線束的加工質(zhì)量的保證源于加工過程中嚴(yán)格的把控,做到需防必防、需檢必檢,每個(gè)生產(chǎn)工位有自動(dòng)的質(zhì)檢工具,如剝皮長度自動(dòng)檢測、自動(dòng)補(bǔ)償,端子壓接位置自動(dòng)糾正,壓接質(zhì)量判定和優(yōu)劣分揀等。產(chǎn)品最終是否合格通過電測、深度檢測和同心度檢測來體現(xiàn)。
四、君權(quán)自動(dòng)化簡介
君權(quán)自動(dòng)化,創(chuàng)建于1985年,現(xiàn)有浙江君權(quán)自動(dòng)化設(shè)備有限公司、嘉興君權(quán)自動(dòng)化設(shè)備有限公司和上海君權(quán)自動(dòng)化設(shè)備有限公司組成,系國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、浙江省軟件企業(yè)、省級(jí)高新技術(shù)研發(fā)中心生產(chǎn)基地。公司通過了ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證,全面實(shí)施6S現(xiàn)代企業(yè)管理。
“君權(quán)”以生產(chǎn)汽車電線束加工自動(dòng)化設(shè)備、電器連接器自動(dòng)化設(shè)備和研發(fā)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)及周邊產(chǎn)品為主導(dǎo),涉及汽車工業(yè)、電子電器、航天航空、無線通訊等領(lǐng)域,產(chǎn)品先后通過了CE、VDE、UL等國際認(rèn)證,銷往全球50多個(gè)國家和地區(qū),“君權(quán)牌”已在德國、意大利、土耳其、印度等國家注冊了商標(biāo),建立了多個(gè)海外技術(shù)服務(wù)中心。
作為“線束自動(dòng)化加工設(shè)備專家”, “君權(quán)”系列產(chǎn)品先后被認(rèn)定為國家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品、省級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)品、省級(jí)軟件產(chǎn)品,列入國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目,兩度榮獲國家創(chuàng)新基金獎(jiǎng),多次榮獲省市科技進(jìn)步獎(jiǎng),擁有50多項(xiàng)國家專利。
嘉興君權(quán)自動(dòng)化,成立于2010年,占地面積15000m2, 注冊資金5000萬元,地處浙江省東北部、長江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶的嘉興國家級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),地理優(yōu)勢明顯,水陸空交通便利,公司擁有技術(shù)強(qiáng)硬的研發(fā)隊(duì)伍、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備以及完善的管理體系,集現(xiàn)代化、科技化和多元化發(fā)展為一體。
“君權(quán)”品牌線束自動(dòng)化設(shè)備暢銷全球 50 多個(gè)國家和地區(qū)。在中國,至少 3000 家以上線束企業(yè)使用著“君權(quán)”品牌的線束自動(dòng)化設(shè)備 ,超過 30000 臺(tái)以上“君權(quán)”品牌線束自動(dòng)化設(shè)備在汽車、家電、電氣設(shè)備和通訊領(lǐng)域廣泛使用,超過 80% 的用戶持續(xù)選購“君權(quán)”品牌線束自動(dòng)化設(shè)備。
多年來公司秉承開發(fā)“集成化、智能化和環(huán)保型”的新產(chǎn)品為核心,在國內(nèi)外同行領(lǐng)域中享有很高的知名度,成就了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)方面的世界領(lǐng)先地位,君權(quán)自動(dòng)化,正向著實(shí)現(xiàn)“世界技術(shù),全球共享”的目標(biāo)邁進(jìn)。