Стенд для проверки правильности распайки проводов кабельных жгутов Российский патент 2024 года по МПК G01R31/08 

Область применения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к устройствам контроля качества с функцией отслеживания проверенной продукции, и может быть использовано на производстве для проверки правильности подключения соединительных проводов к клеммам разъемов, входящих в состав кабельных жгутов, а также для проверки отсутствия в них обрывов и замыканий

Уровень техники

Известны технические решения того же назначения, что и заявляемое, которые в большинстве своем направлены на усовершенствование процесса проверки кабельных жгутов, в которых соединительные провода уже распределены и распаяны по разъемам на всех концах жгута, т.е. проверяется готовый жгут.

Однако на некоторых производствах жгуты проверяют в несколько этапов. Первый из этапов проводят после распайки заготовленных проводов на разъемы, которые должны заливаться герметиком. На этом этапе жгут представляет собой сборку, где с одного конца разъем, а с другого - пучок промаркированных проводов, данную сборку не представляется возможным подключить к ответным разъемам для проверки на вышеупомянутых технических решениях. Процесс проверки разъема заключается в определении соответствия каждого провода определенной клемме разъема, проверке отсутствия замыканий между клеммами разъема, и проверке наличия необходимых перемычек. После заливки происходит окончательная сборка жгута, напаиваются оставшиеся разъемы и проводятся заключительные этапы проверки готового жгута.

Известен способ, обеспечивающий проверку правильности распайки разъемов путем прозвонки и проверку на отсутствие замыканий между контактами, выполняемый с использованием мультиметра.

Недостатками известного решения являются отсутствие возможности осуществления контроля уже прозвоненных и еще не прозвоненных клемм, в особенности, если их количество больше десяти. И с возрастанием которых, увеличивается вероятность возникновения ошибок по причине человеческого фактора. Также в данном способе отсутствует автоматическое отслеживание проверенной продукции, что ведет к повышению трудозатрат данного процесса.

Наиболее близким техническим решением по сущности является стенд для проверки кабельных жгутов (патент на изобретение RU2772688, МПК G01R 31/08, опубл. 24.05.2022), который состоит из персонального компьютера с программой управления модулями коммутации, монтажной площадки, на которой установлены, по меньшей мере, два многоконтактных разъема, модулей коммутации, клеммного устройства, пускозащитной аппаратуры, источника питания. Модули коммутации объединены в блоки проверки схемы соединений перемычек разъемов, и связаны между собой и с персональным компьютером по шине CAN. Работа стенда происходит в автоматическом режиме под управлением компьютерной программы и основана на сравнении эталонных значений жил и фактических значений, полученных при диагностике, при этом этапы проверки кабельных жгутов являются независимыми друг от друга и зависят от выбора оператора.

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, а именно, возможность его применения исключительно для проверки корректности соединений проводов готовых жгутов, у которых есть ответные разъемы.

Сущность технического решения

Основной технической задачей изобретения является создание стенда, позволяющего осуществлять проверку корректности распайки проводов кабельных жгутов, у которых с одной стороны - разъем, а с другой - еще не распаянные провода.

Технический результат заключается в устранении вышеперечисленных недостатков, в расширении функциональных возможностей и в уменьшении влияния человеческого фактора на возникновение ошибок.

Технический результат достигается тем, что в стенд для проверки правильности распайки проводов кабельных жгутов, который содержит персональный компьютер с программой управления, модуль коммутации и монтажную площадку с установленными на ней разъемами, предназначенными для подключения проверяемого кабельного жгута, и работа которого происходит в автоматическом режиме под управлением компьютерной программы, при этом этапы проверки кабельных жгутов являются независимыми друг от друга и зависят от выбора оператора, согласно предложенному решению, дополнительно введены управляющий микроконтроллер, контактный модуль, модуль опроса контактов, при этом модуль коммутации выполнен в виде корпуса с монтажной площадкой, расположенной на одной из его поверхностей и реализованной в виде коммутационной панели, и включает подключенный к ПК через вход микроконтроллера модуль опроса контактов, в котором один из выходов управляющего микроконтроллера соединён со входом модуля расширителя портов ввода-вывода, который состоит из расширителей портов и реализован программно с функцией опроса каждого провода проверяемого жгута, основанной на считывании сигнала с цифровых выходов модуля расширителя портов ввода-вывода, в зависимости от выбранной программной модификации разъема проверяемого жгута, а выходом подключен ко входам коммутационной панели, при этом контактный модуль подключен к другому выходу управляющего микроконтроллера и выполнен с возможностью считывания сигнала с выхода проверяемого провода жгута, причем программно реализована функция отображения результатов проверки в графическом интерфейсе, с их последующими анализом, аналитикой и статистической обработкой.

В частном случае выполнения, контактный модуль выполнен в виде площадки.

В частном случае выполнения, контактный модуль выполнен в виде щупа.

В частном случае выполнения, количество портов расширителя выполнено от одного до восьми.

В частном случае выполнения, количество портов в расширителе портов выполнено в количестве шестнадцати штук.

В частном случае выполнения, разъем проверяемого кабельного жгута подключен к коммутационной панели через технологический жгут.

Осуществление заявляемого изобретения

Конкретный пример реализации заявляемого изобретения поясняется рисунками, где представлены: на фиг. 1 - его структурная схема; фиг. 2 - его внешний вид; фиг. 3 - процесс прислонения свободного конца проверяемого провода к контактной площадке; фиг. 4 - один из вариантов интерфейса его программы управления; фиг. 5 - другой из вариантов интерфейса его программы управления; фиг. 6 - окно выбора модификации проверяемого разъема; фиг. 7 - данные о проверенных разъемах.

Заявляемый стенд для проверки правильности подключения проводов в разъемах кабельных жгутов (фиг. 2) состоит из взаимодействующих между собой программной и аппаратной частей. Персональный компьютер (ПК) 1 через USB интерфейс подключен к управляющему микроконтроллеру 2, связанного по SPI интерфейсу с расширителями портов ввода-вывода 3. Выходы расширителей портов ввода-вывода подключены к коммутационной панели 5. Управляющий микроконтроллер 2, расширители портов ввода-вывода 3 и коммутационная панель 5 образуют модуль опроса контактов. К коммутационной панели 5 через переходной технологический жгут, подключается проверяемый разъем 6, провода которого в процессе проверки поочередно прикладываются к контактной площадке 7, подключенной к одному из выходов управляющего микроконтроллера.

Аппаратная часть стенда реализована при помощи микроконтроллера 2, расширителей портов ввода-вывода 3 на базе микросхемы MCP23S17 с SPI интерфейсом. Программная часть стенда реализована при помощи разработанной программы управления для микроконтроллера 2 с функцией опроса контактов расширителей портов ввода-вывода 3 и передаче данных на ПК, и разработанного для ПК приложения с графическим пользовательским интерфейсом «Модуль - 1», обрабатывающее данные с модуля опроса контактов 4. Приложение может работать на любом компьютере с установленной операционной системой Windows 10.

Заявляемый стенд работает следующим образом.

Проверяемый разъем 6, на который распаяны промаркированные провода, подключают к ответному разъему технологического жгута, который подключен к коммутационной панели 5. Далее в программе «Модуль - 1» в окне выбора модификации разъема (фиг. 6), оператор выбирает необходимую программу прозвонки, соответствующую проверяемому разъему, и нажимает кнопку старт. Открывается окно проверки разъема (фиг. 5) с графической схемой разъема. Далее оператор поочередно, в любой последовательности, посредством касания, прислоняет свободный конец каждого провода к контактной площадке 7.

В процессе касания проводом контактной площадки, сигнал логической единицы контактной площадки поступает через прислоненный провод на выход расширителя портов ввода-вывода 3. Управляющий микроконтроллер производит опрос расширителей портов ввода-вывода и передает полученные данные в ПК. Полученные данные обрабатываются и автоматически отображаются в окне графического пользовательского интерфейса, в виде номера бирки провода, подсветки индикатора наличия (отсутствия) контакта и подсветки ячейки памяти.

К примеру, круглые индикаторы наличия (отсутствия) контакта (фиг. 5) загораются зеленым только при контакте провода с контактной площадкой 7 или щупом, и обратно загораются красным при отсутствии контакта. Зеленая окружность является ячейкой памяти. Она так же загорается зеленым при контакте провода с контактной площадкой 7 или щупом, и остается гореть, не переключаясь на красный.

На фиг. 5 уже прозвоненные контакты отображаются зеленой окружностью, что свидетельствует о том, что оператор прозвонил провода на клеммах 2 и 4, с номерами бирок «571» и «122» соответственно. А клемма 1 подсвечивается зеленым, что свидетельствует о том, что оператор удерживает провод клеммы 1 с биркой «114» на контактной площадке, программа отображает номер бирки и контакт подсвечивает зеленым цветом.

Ячейки памяти позволяют контролировать уже проверенные и соответственно, еще не проверенные клеммы разъема. Для ячеек памяти реализована настройка времени их срабатывания, т.е. ячейка памяти может сработать одновременно с касанием провода, либо с определенной задержкой, для которой придется удерживать провод на контактной площадке настроенное время.

Задача оператора сводится к сравнению номера физической бирки прислоненного к контактной площадке провода с номером высвечивающемся в окне проверки разъема. В случае замыканий или отсутствия необходимых перемычек в разъеме, в графическом интерфейсе программы автоматически будет отображено сообщение об ошибке.

Данные о результатах проверки (фиг. 7) со стенда сохраняются в текстовом формате и содержат следующие сведения:

- ФИО исполнителя;

- проверенное изделие;

- номер изделия;

- время начала и окончания проверки;

- дата проверки.

Таким образом, помимо расширения функциональных возможностей, благодаря использованию заявляемого стенда для проверки правильности подключения проводов в разъемы кабельных жгутов, с одной стороны, не распаянных на разъем, появляется дополнительная функциональная возможность для осуществления отслеживания, статистики и аналитики проверенной продукции, что в итоге способствует сокращению трудозатрат при планировании загрузки стенда и повышению производительности в процессе проверки изделий.

Также стоит отметить, что скорость передачи данных по CAN шине не превышает 1 Мбит/с (в прототипе), в то время как использование SPI интерфейса в заявляемом изобретении позволяет увеличить скорость до 10 Мбит/с, с примененными периферийными устройствами, что заметно отражается на скорости опросов контактов при их значительном увеличении.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для проверки правильности подключения, распайки соединительных проводов к клеммам разъемов, отсутствия в них обрывов и замыканий. Стенд содержит персональный компьютер с программой управления, модуль опроса контактов, включающий в себя управляющий микроконтроллер и расширители портов ввода-вывода, выполненный в едином корпусе с монтажной площадкой, расположенной на одной из его сторон и реализованной в виде коммутационной панели. Управляющий микроконтроллер подключен к расширителю портов ввода-вывода по шине SPI, а к одному из входов управляющего микроконтроллера подключен контактный модуль. Опрос контакта провода проверяемого разъема реализован на основе считывания логического уровня сигнала, в соответствии с выбранной программой прозвонки проверяемого разъема, с расширителей портов ввода-вывода и осуществляется непрерывно с ведением статистики и аналитики. Технический результат - расширение функциональных возможностей, уменьшение влияния человеческого фактора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Стенд для проверки правильности распайки проводов кабельных жгутов, содержащий персональный компьютер, модуль коммутации и монтажную площадку с установленными на ней разъемами, предназначенными для подключения проверяемого кабельного жгута, работа которого происходит в автоматическом режиме, отличающийся тем, что в него дополнительно введены управляющий микроконтроллер, модуль опроса контактов, подключенный к ПК через вход управляющего микроконтроллера, контактный модуль, при этом модуль коммутации выполнен в виде корпуса с монтажной площадкой, расположенной на одной из его поверхностей и реализованной в виде коммутационной панели, причем один из выходов управляющего микроконтроллера в модуле опроса контактов соединён со входом модуля расширителя портов ввода-вывода, который состоит из расширителей портов с возможностью опроса каждого провода проверяемого жгута, основанной на считывании сигнала с цифровых выходов модуля расширителя портов ввода-вывода, в зависимости от выбранной программной модификации разъема проверяемого жгута, а выходом подключен ко входам коммутационной панели, при этом контактный модуль подключен к другому выходу управляющего микроконтроллера и выполнен с возможностью считывания сигнала с выхода проверяемого провода жгута, при этом управляющий микроконтроллер выполнен с возможностью опроса контактов расширителей портов ввода-вывода и передачи данных на ПК с последующими анализом, аналитикой и статистической обработкой и отображением результатов проверки в графическом интерфейсе.

2. Стенд для проверки проводов кабельных жгутов по п. 1, отличающийся тем, что контактный модуль выполнен в виде площадки.

3. Стенд для проверки проводов кабельных жгутов по п. 1, отличающийся тем, что контактный модуль выполнен в виде щупа.

4. Стенд для проверки проводов кабельных жгутов по п. 1, отличающийся тем, что количество портов расширителя выполнено от одного до восьми.

5. Стенд для проверки проводов кабельных жгутов по п. 1, отличающийся тем, что количество портов в расширителе портов выполнено в количестве шестнадцати штук.