劉源

摘 要：通過(guò)對(duì)汽車(chē)后擋風(fēng)玻璃檢測(cè)內(nèi)容和特點(diǎn)的分析，基于傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃檢測(cè)方法，提出天線與尺寸檢測(cè)結(jié)合的一體化檢測(cè)方案及注意事項(xiàng)，目的提高生產(chǎn)效率和可靠性，減少人員檢測(cè)工序，降低人工成本。

關(guān)鍵詞：汽車(chē);玻璃;檢測(cè);天線

0 前言

汽車(chē)玻璃分為前、后擋風(fēng)玻璃、左、右側(cè)門(mén)玻璃等，其中后擋風(fēng)玻璃作為其重要組成部分，具有為駕駛員提供良好視野，保證駕駛員安全等功能。后擋風(fēng)玻璃生產(chǎn)過(guò)程中常規(guī)檢測(cè)可分為3個(gè)類(lèi)別：（1）為尺寸檢測(cè)，常使用專(zhuān)用檢具進(jìn)行測(cè)定;（2）為外觀及光學(xué)檢測(cè)，檢測(cè)外觀與視線;（3）為熱線和天線檢測(cè)。熱線和天線是由銀漿制成，經(jīng)過(guò)絲印印刷、烘干、鋼化高溫?zé)?，牢牢的附著在玻璃上。熱線主要功能為除霜，天線用于接收無(wú)線信號(hào)。印刷熱線與天線線寬最窄的位置小于1 mm，長(zhǎng)約1 m左右，生產(chǎn)過(guò)程中偶爾會(huì)出斷線現(xiàn)象。其中熱線已有成熟檢測(cè)方案，天線檢查方法主要靠人工目視，比較原始。主要問(wèn)題是：（1）不同產(chǎn)品天線設(shè)計(jì)變化比較大，不方便設(shè)計(jì)通用檢測(cè)方案;（2）天線圖形小，只占印刷線的一小部分，因發(fā)生斷線概率極低，不被關(guān)注。雖說(shuō)天線目視檢測(cè)可行，但檢測(cè)效率低，而汽車(chē)玻璃生產(chǎn)節(jié)拍基本是以秒為單位，生產(chǎn)節(jié)奏快，目視檢測(cè)滿足不了批量化快速檢測(cè)需求，另有不容易檢測(cè)及漏檢風(fēng)險(xiǎn)，基于此考慮將天線檢測(cè)整合到尺寸檢測(cè)的專(zhuān)用檢具里，實(shí)現(xiàn)一體化自動(dòng)化檢測(cè)。

1 后擋風(fēng)玻璃檢具結(jié)構(gòu)分析

后擋風(fēng)玻璃專(zhuān)用檢具是按照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模進(jìn)行加工，用來(lái)檢測(cè)玻璃輪廓尺寸、吻合度、球面、位置指標(biāo)的檢測(cè)工具，玻璃檢具雖然因客戶(hù)不同、玻璃式樣不同而各不相同，但通常具有相似的結(jié)構(gòu)。檢具的主體一般是由鋁合金或者樹(shù)脂型面制成的承載玻璃的型面，玻璃在檢具上采用一面三銷(xiāo)定位（支撐面和3個(gè)限位銷(xiāo)），常包含底座支架、檢具面、限位銷(xiāo)、支撐銷(xiāo)、銘牌、測(cè)量表、校零塊、夾緊機(jī)構(gòu)、電子觸頭（電子檢具）等組成。各部件均按客戶(hù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工及裝配[1]。通常式樣見(jiàn)圖1～2。圖1中A1～A10為支撐銷(xiāo)，B1～B3為限位，圖1中紅色區(qū)域?yàn)槌Ｒ?guī)天線所在位置，天線位置基本與檢具支撐點(diǎn)、限位銷(xiāo)等突出部件處無(wú)干涉，于此分析可得出檢具有空間追加天線檢測(cè)設(shè)備，前期條件滿足。

2 檢測(cè)方案

天線式樣一般分為直線型和并聯(lián)型，這里就分為兩種檢測(cè)方案介紹，分別命名為直線型天線檢測(cè)和并聯(lián)式天線檢測(cè)。直線型天線檢測(cè)，是通過(guò)將天線通電，分析是否有電流通過(guò)，從而判斷是否有斷線;并聯(lián)型天線檢測(cè)，是用高精度電阻測(cè)量?jī)x檢測(cè)并聯(lián)天線的電阻值，通過(guò)電阻值的變化來(lái)判斷是否有斷線。其中并聯(lián)型也可以檢測(cè)直線，但受限于電阻測(cè)量?jī)x的檢測(cè)數(shù)量，不能同時(shí)檢測(cè)多根不并聯(lián)的天線，并且結(jié)構(gòu)相對(duì)直線型檢測(cè)更復(fù)雜，成本會(huì)上升。

2.1 直線型通電檢測(cè)方案說(shuō)明

如圖3（為方便理解，天線本為弧線，簡(jiǎn)化為直線），有兩根天線印刷在后擋風(fēng)玻璃上，命名為天線A和天線B，再將A線兩端端頭分表設(shè)置兩個(gè)物理連接點(diǎn)，分+極和-極，物理連接點(diǎn)采用導(dǎo)電材質(zhì)。正負(fù)極物理連接點(diǎn)通過(guò)電線分別連接PLC控制柜輸入端，形成一個(gè)完整回路。通電后，PLC控制柜檢測(cè)是否有電流通過(guò)，判斷天線是否有斷線，再將信號(hào)反饋給顯示裝置（三色燈、蜂鳴器、顯示器）。結(jié)合到后擋風(fēng)玻璃檢具上的檢測(cè)方案如圖4，圖示因顯示原因只連接天線A，PLC控制柜其他輸入端可連接B線，或者C線、D線等?？偪蓹z測(cè)天線數(shù)量數(shù)取決于PLC輸入端端口數(shù)量及檢具空間。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，結(jié)合檢具實(shí)際使用狀態(tài)物理連接點(diǎn)可選用不同結(jié)構(gòu)及材質(zhì)，可將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為彈簧式接觸或者氣動(dòng)式接觸，也可使用導(dǎo)電海綿進(jìn)行接觸，避免刮傷玻璃。PLC系統(tǒng)可連接玻璃自動(dòng)化生產(chǎn)線將實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果輸出電腦顯示，記錄整個(gè)生產(chǎn)檢測(cè)狀態(tài)。

2.2 并聯(lián)型天線電阻檢測(cè)方案說(shuō)明

如圖5，天線形狀類(lèi)似正方形，在天線左右頂端取兩點(diǎn)，分表設(shè)定為物理連接點(diǎn)正、負(fù)極，正、負(fù)極分別使用電線連接高精度電阻測(cè)量?jī)x正、負(fù)極，電阻測(cè)量?jī)x通過(guò)檢測(cè)并聯(lián)電阻值大小，判斷天線是否有斷線。運(yùn)用歐姆定律1/R總=1/R1+1/R2+……+1/Rn，知道分路電阻，可計(jì)算出總并聯(lián)線路電阻值，假設(shè)天線完好并聯(lián)阻值為A，天線斷了一根線時(shí)阻值為B，在電阻儀上設(shè)定閾值為C，其中數(shù)值B>C>A。實(shí)際天線電阻儀檢測(cè)值小于C，代表天線完好。值大于C，則代表天線有斷線。電阻儀再將信號(hào)輸出給信號(hào)反饋端，提醒人員或者設(shè)備此產(chǎn)品合格與否。

舉例說(shuō)明，圖5電阻儀正級(jí)接入圖上E點(diǎn)，負(fù)極接入圖上F點(diǎn)，假設(shè)天線C阻值為5 Ω，天線D為10 Ω，由歐姆定律可計(jì)算出并聯(lián)電阻約為3.333，如測(cè)量阻值為3.333左右，則天線完好，產(chǎn)品合格。測(cè)量阻值為10 Ω，說(shuō)明D線完好，C線有斷開(kāi)。測(cè)量阻值為5 Ω，證明D線有斷開(kāi)，C線完好。常規(guī)生產(chǎn)過(guò)程中，只需判斷天線是否有斷線即可，無(wú)需判斷那根天線斷開(kāi)，即A線和B線阻值一樣，也可以用此方案進(jìn)行檢測(cè)。

此方案可延伸用于3根天線并聯(lián)，4根天線并聯(lián)等。如圖3將PLC控制柜更改為高精度電阻測(cè)量?jī)x，結(jié)合檢具實(shí)現(xiàn)一體化檢測(cè)。

3 注意事項(xiàng)

（1）天線阻值受環(huán)境影響會(huì)發(fā)生變化，如溫度。銀漿的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0（1+at），其中α稱(chēng)為電阻溫度系數(shù)，ρ0是材料在t=0℃時(shí)的電阻率。在一定的溫度范圍內(nèi)α是與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)。銀漿的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)[2]。玻璃溫度越高，天線阻值越大。

（2）電阻測(cè)量?jī)x需匹配溫度檢測(cè)側(cè)頭，可設(shè)定溫度補(bǔ)償系數(shù)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)換算標(biāo)準(zhǔn)溫度下電阻值。

（3）電阻測(cè)量?jī)x需采用高精度、高靈敏度。天線電阻儀阻值比較小，由歐姆定律得出，并聯(lián)線路越多，阻值越小，斷一根線并聯(lián)電路的阻值也越接近沒(méi)有斷線的并聯(lián)阻值。如5線并聯(lián)時(shí)，假設(shè)單線長(zhǎng)度與寬度等都一樣，單線電阻為5 Ω，并聯(lián)無(wú)斷線時(shí)阻值為1 Ω，斷了一根線天線阻值為1.25 Ω，相差0.25 Ω，差異比較小。

（4）電阻測(cè)量?jī)x需帶比較器（分選）及輸出功能，可對(duì)被測(cè)件設(shè)定閾值進(jìn)行HI/LOW判斷，輸出給顯示裝置。

（5）電阻測(cè)量?jī)x需有多種觸發(fā)方式，結(jié)合檢具或者自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，匹配生產(chǎn)節(jié)拍。

（6）物理接觸點(diǎn)與天線接觸的行程需滿足天線的印刷公差，如天線印刷偏差為±4，如物理接觸點(diǎn)的可檢測(cè)行程只能達(dá)到3 mm，則無(wú)法滿足檢測(cè)要求。

（7）天線印刷在玻璃上，玻璃是弧面，有曲率公差，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮此因素.盡量將物理接觸點(diǎn)選定在天線段末較粗的地方（常規(guī)天線中間線寬較細(xì)，端末線寬粗。增加接觸面積，預(yù)防接觸不到風(fēng)險(xiǎn)，提高檢測(cè)行程。

4 結(jié)束語(yǔ)

后擋風(fēng)玻璃天線檢測(cè)方案是在了解傳統(tǒng)的目視檢測(cè)方法基礎(chǔ)上，結(jié)合專(zhuān)用檢具，提出新的一體式檢測(cè)方案，可為后續(xù)后擋風(fēng)玻璃自動(dòng)化檢測(cè)提供可行性分析及參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊學(xué)鋒.汽車(chē)玻璃的檢測(cè)與檢具設(shè)計(jì)[J].玻璃，2011（5）：46-48.

[2]陳金剛.2009高考電與磁試題盤(pán)點(diǎn)[J].物理教育探討，2009（27）：62-70.