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君權FAKRA線束自動化設備助力汽車智能化發展

2021-01-19 16:21:33 嘉興君權自動化設備有限公司 瀏覽次數 1341

一、 射頻線束市場形勢

 當今的汽車,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、衛星廣播、GPS 接收機、SIM卡、倒車影像、蜂窩射頻、ADAS等高檔車還要增加多屏、藍牙、WIFI、毫米波雷達、激光雷達等,另外,以后還會增加用于車輛與車輛,車輛與基礎設施、車輛與行人間的互聯通信V2X,而這些在車內都需要通過射頻線束實現數據傳輸和信號傳遞,射頻線束起到功能部件和主機連接的作用,現在廣泛被使用于車載網絡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,此產品從研發之初就已經完全考慮到了信號系統冗余和進化,所以它們對于整個涉及汽系統安全相關的車載網絡系統,有著舉足輕重的意義。

射頻線應用事例圖(來自羅森博格)

FAKRA 導線是同軸電纜,它由里到外分為五層:導體(單股的實心線或多股絞線)、塑料絕緣體、鋁箔屏蔽層、編織網屏蔽層和電線外皮,中心導體和屏蔽層形成電流回路。因為中心導體和其它四層都為同軸關系而得名,目前汽車市場上常用的主要有 2 種線徑的:0.14mm2和 0.35mm2。它的優點是傳輸頻率比較寬,受外界電干擾小,它的保密、保真性強等。HSD是4芯屏蔽線。

“FAKRA”是德國為“FAchKReis Automobile”開發的縮寫,可翻譯為“Automobile Expert Group”(汽車專家組)。FAKRA連接器規范由德國汽車制造委員會內部的分支委員會編制。一般的FAKRA需要滿足美國USCAR 和德國FAKRA 汽車標準。FAKRA具有高性能、經濟有效的射頻特性。FAKRA連接器源自羅森伯格,經過二十余年的發展,FAKRA已成為汽車行業通用的標準射頻連接器,被業界廣泛應用。隨著近幾年汽車技術的飛速發展,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用到汽車中,并且經歷了從用于高端汽車到標配日常家用級汽車的過程。從目前的市場來看,FAKRA 和 HSD的高屏蔽、低損耗,能夠使車載多媒體娛樂系統以及汽車電子系統安全可靠等級提升到了一個新的高度,所以它逐步受到市場歡迎。

對合資品牌及自主品牌汽車來說,FAKRA 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。對傳統汽車和新能源汽車來說,相比傳統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,尤其是當前中國的一股新的造車浪潮,如蔚來、理想、小鵬等。

據統計某線束公司的射頻線束數據發現,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有 15 根左右。從此公司采購部統計的近幾年每年射頻線束采購金額顯示,此金額從 2010 到 2016 穩步增長,但到 2017 年和 2018 年,其增長加速迅速增加,最新統計數據顯示,2019 年射頻線束的采購金額大約 近1.6 億人民幣。據測算高檔車目前射頻線的滲透率未來幾年會迅速攀升。 

某公司近10年射頻線采購數據圖

針對快速增長的射頻線束市場,一款能達到國外先進水平的射頻線束制造設備來的非常及時及重要。


二、 FAKRA線束生產工藝簡介

FAKRA線束生產工藝主要包括準備同軸線纜、裝配連接器和產品檢驗三大塊。

1.準備同軸線纜

根據不同產品工藝對尺寸的要求,按照IPC 620等級3標準,對同軸線纜的護套、屏蔽層、鋁箔和絕緣層進行切剝。

 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 進行 B 型剖面或者按照客戶企業標準執行。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、中心導體偏離角度都要符合質量要求,否則會有外導體安裝不良的風險。

 3)安裝和壓接外導體:首先保證中心導體穿入外導體的質量,符合界面尺寸要求。最好是能夠檢測尺寸正確再進行外導體的壓接。

3.產品檢驗

對于壓接完成的產品,需要對其的機械方面以及電性能方面進行測試。對于機械方面的測試,首先檢測中心導體位置尺寸是否合格;中心導體相對于外導體所在的位置便于對配端的使用,即同軸度的測試;在加工過程中對產品是否有外觀等方面有損傷;對于電性能方面的測試,我們需要對產品端子進行全面的測試,以確保端子在出廠前保持良好的質量狀態。

 1) 破壞性的拉拔力檢測

 2) 低壓通斷路檢測與高壓檢測

 3) 中心導體與外導體之間的同軸度檢測


三、君權FAKRA線束自動化設備助力汽車智能化

智能汽車海量的數據傳輸的高效率和可靠性至關重要,FAKRA具有高性能、經濟有效的射頻特性,是目前智能汽車數據連接廣泛采用的部件,主要應用于導航系統、遠程控制、車載電話、車載電視、音響設備、天線等。公司研發制造的FAKRA線束智能化全自動、半自動產品已經廣泛應用于智能汽車FAKRA線束的智能化裝配。

為了適應FAKRA線束多種產品的裝配組合,從同軸線纜的切剝、連接器的壓接和產品的檢測,君權自動化“JUNQUAN”設計開發出一系列以質量預防為主的功能模塊,以滿足客戶加工FAKRA線束的需求。以羅森伯格的FAKRA 3 直式產品為例,同軸線纜外導體和內導體與連接器的外導體組件、中心端子和支撐套管如何實現智能化裝配,是基于對關鍵工藝的理解。

首先,準備同軸線纜。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、無線檢測和打結報警等功能。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斷面完全符合IPC 620的外觀標準要求。對于長線需要圈線時,單盤BS-40和雙盤DC-60(下圖)標準收線器有效提升生產效率,尤其雙盤的收線器效率比單盤提升了50%以上的圈線效率。

同軸線的切剝質量直接影響最終產品的質量,必須根據客戶線纜設計多組刀片,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準模塊,采用伺服電機控制,以精確控制產品加工精度,同時必須考慮快速換刀和廢料收集。在切剝線纜時,不刮傷內導體與屏蔽絲,以保證信號傳輸的準確性是非常關鍵的。在切剝護套和切絕緣體的時候要能很好的防護,不是單純的切剝問題,是如何保證不刮傷的問題。另外,對于殘留屏蔽絲的預防在所有切剝模塊加工時都要考慮到位。

壓接設備在每次進行壓接之前,壓接模塊首先對物料進行檢測,以確保合格的來料,在壓接時配有壓力傳感裝置實時檢測。依據客戶要求,應用視覺檢測,可以對裝配尺寸和壓接后質量、外觀再進行檢測。根據不同廠家的連接器定制的模具,可以實現不同端子的壓接,換型也非常的方便。對于穿防水栓的產品有相應模塊,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”設計開發的FAKRA 線束智能化裝配流水線,對標準設備和模功能進行了集成,超過99%的良率和10秒內的生產節拍有效保障了生產品質和效率,更重要的是提升了FAKRA線束產品的安全性和可靠性。

 

這條智能流水線應用了大量傳感器進行檢測和監測的質量防控,采用了信息化軟件系統控制(下圖),實現了自動放線、斷線、切剝線纜、壓接端子、自動安裝塑殼和質量檢測的全部功能,產品加工數據實時顯示,質量數據可存儲追溯。

系統結構圖

信息化軟件系統實現了MES自動派單、產品自動標識、機器參數自動調節,生產過程實時監控并記錄產品狀態,海量數據存儲,產品追溯、物聯網組網等功能,系統架構主要包括了信息集成中心、主控PLC控制中心、壓接力監控系統、物料模具確認模塊、導通檢測、深度檢測模塊、電測系統、視覺系統等。主控PLC是整個FAKRA流水線的控制中心,控制載具工位大循環,報警信息收集,協調每個工站流水作業工作,所有的工站的工作狀態都記錄在主控PLC中。信息集成中心是整個FAKRA流水線的數據中心,包含生產任務管理、配方管理、標簽生成模塊、物料模具確認模塊、線纜加工狀態監控、工站狀態監控、數據收集、數據統計等,系統將實時與主PLC進行通訊,以及與每個檢測控制單元系統進行實時通訊,同步記錄每條線纜的加工狀態及工站的狀態。

線束的加工質量的保證源于加工過程中嚴格的把控,做到需防必防、需檢必檢,每個生產工位有自動的質檢工具,如剝皮長度自動檢測、自動補償,端子壓接位置自動糾正,壓接質量判定和優劣分揀等。產品最終是否合格通過電測、深度檢測和同心度檢測來體現。


四、君權自動化簡介

君權自動化,創建于1985年,現有浙江君權自動化設備有限公司、嘉興君權自動化設備有限公司和上海君權自動化設備有限公司組成,系國家級高新技術企業、浙江省軟件企業、省級高新技術研發中心生產基地。公司通過了ISO9001國際質量體系認證,全面實施6S現代企業管理。

 “君權”以生產汽車電線束加工自動化設備、電器連接器自動化設備和研發工業自動化技術及周邊產品為主導,涉及汽車工業、電子電器、航天航空、無線通訊等領域,產品先后通過了CE、VDE、UL等國際認證,銷往全球50多個國家和地區,“君權牌”已在德國、意大利、土耳其、印度等國家注冊了商標,建立了多個海外技術服務中心。

作為“線束自動化加工設備專家”, “君權”系列產品先后被認定為國家級重點新產品、省級高新技術產品、省級軟件產品,列入國家火炬計劃項目,兩度榮獲國家創新基金獎,多次榮獲省市科技進步獎,擁有50多項國家專利。

嘉興君權自動化,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經濟開發區,地理優勢明顯,水陸空交通便利,公司擁有技術強硬的研發隊伍、先進的生產設備以及完善的管理體系,集現代化、科技化和多元化發展為一體。

“君權”品牌線束自動化設備暢銷全球 50 多個國家和地區。在中國,至少 3000 家以上線束企業使用著“君權”品牌的線束自動化設備 ,超過 30000 臺以上“君權”品牌線束自動化設備在汽車、家電、電氣設備和通訊領域廣泛使用,超過 80% 的用戶持續選購“君權”品牌線束自動化設備。

多年來公司秉承開發“集成化、智能化和環保型”的新產品為核心,在國內外同行領域中享有很高的知名度,成就了工業自動化技術方面的世界領先地位,君權自動化,正向著實現“世界技術,全球共享”的目標邁進。

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