君权FAKRA线束自动化设备助力汽车智能化发展

发布于 2021-03-23 阅读(3099)

一、 射频线束市场形势

 当今的汽车,已成为行驶的通信中心,为了增加驾驶的安全性和娱乐性,一款普通的汽车就包含 AM、FM、卫星广播、GPS 接收机、SIM卡、倒车影像、蜂窝射频、ADAS等高档车还要增加多屏、蓝牙、WIFI、毫米波雷达、激光雷达等,另外,以后还会增加用于车辆与车辆,车辆与基础设施、车辆与行人间的互联通信V2X,而这些在车内都需要通过射频线束实现数据传输和信号传递,射频线束起到功能部件和主机连接的作用,现在广泛被使用于车载网络的射频线束主要包含有两种线束:FACHKREIS AUTOMOBIL 和 HIGH SPEED DATA,缩写为 FAKRA 和 HSD,此产品从研发之初就已经完全考虑到了信号系统冗余和进化,所以它们对于整个涉及汽系统安全相关的车载网络系统,有着举足轻重的意义。

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射频线应用事例图(来自罗森博格)

FAKRA 导线是同轴电缆,它由里到外分为五层:导体(单股的实心线或多股绞线)、塑料绝缘体、铝箔屏蔽层、编织网屏蔽层和电线外皮,中心导体和屏蔽层形成电流回路。因为中心导体和其它四层都为同轴关系而得名,目前汽车市场上常用的主要有 2 种线径的:0.14mm²和 0.35mm²。它的优点是传输频率比较宽,受外界电干扰小,它的保密、保真性强等。HSD是4芯屏蔽线。

“FAKRA”是德国为“FAchKReis Automobile”开发的缩写,可翻译为“Automobile Expert Group”(汽车专家组)。FAKRA连接器规范由德国汽车制造委员会内部的分支委员会编制。一般的FAKRA需要满足美国USCAR 和德国FAKRA 汽车标准。FAKRA具有高性能、经济有效的射频特性。FAKRA连接器源自罗森伯格,经过二十余年的发展,FAKRA已成为汽车行业通用的标准射频连接器,被业界广泛应用。随着近几年汽车技术的飞速发展,越来越多的有助于提高驾驶与乘坐舒适性的智能功能被应用到汽车中,并且经历了从用于高端汽车到标配日常家用级汽车的过程。从目前的市场来看,FAKRA 和 HSD的高屏蔽、低损耗,能够使车载多媒体娱乐系统以及汽车电子系统安全可靠等级提升到了一个新的高度,所以它逐步受到市场欢迎。

对合资品牌及自主品牌汽车来说,FAKRA 和 HSD 用在合资品牌比较多,如长安福特、奇瑞捷豹路虎、上海大众、一汽大众以及上汽通用。对传统汽车和新能源汽车来说,相比传统汽车新能源汽车更注重驾驶感受,所以射频线束使用的更多,尤其是当前中国的一股新的造车浪潮,如蔚来、理想、小鹏等。

据统计某线束公司的射频线束数据发现,2016 年前,普通汽车上一般装有 3 根左右射频线束,而中高档车型上有 10 根左右,但 2018 年后,普通汽车上都有 8 根,而中高档车型上已经有 15 根左右。从此公司采购部统计的近几年每年射频线束采购金额显示,此金额从 2010 到 2016 稳步增长,但到 2017 年和 2018 年,其增长加速迅速增加,最新统计数据显示,2019 年射频线束的采购金额大约 近1.6 亿人民币。据测算高档车目前射频线的渗透率未来几年会迅速攀升。 图片

某公司近10年射频线采购数据图

针对快速增长的射频线束市场,一款能达到国外先进水平的射频线束制造设备来的非常及时及重要。


二、 FAKRA线束生产工艺简介

FAKRA线束生产工艺主要包括准备同轴线缆、装配连接器和产品检验三大块。

1.准备同轴线缆

    根据不同产品工艺对尺寸的要求,按照IPC 620等级3标准,对同轴线缆的护套、屏蔽层、铝箔和绝缘层进行切剥。

 1)切口整齐、平滑、无毛刺。

 2)绝缘体无烧伤和损坏。

 3)屏蔽层的切口平齐,没有长的屏蔽丝支出。

 4)屏蔽层整齐、平滑、没有划伤。

2、装配连接器

装配的工艺包括压接套管、压接中心端子、安装和压接外导体、装配塑壳。

 1)压接套管:除了保证压接的高度、宽度,压接完成后套管边沿和护套边沿的间隙最大不能超过1mm。

 2)压接中心端子:要按照 DIN60352-2 进行 B 型剖面或者按照客户企业标准执行。压接完成后,芯线是不能支出的,压接部分中心线和线缆中心线、中心导体偏离角度都要符合质量要求,否则会有外导体安装不良的风险。

 3)安装和压接外导体:首先保证中心导体穿入外导体的质量,符合界面尺寸要求。最好是能够检测尺寸正确再进行外导体的压接。

3.产品检验

对于压接完成的产品,需要对其的机械方面以及电性能方面进行测试。对于机械方面的测试,首先检测中心导体位置尺寸是否合格;中心导体相对于外导体所在的位置便于对配端的使用,即同轴度的测试;在加工过程中对产品是否有外观等方面有损伤;对于电性能方面的测试,我们需要对产品端子进行全面的测试,以确保端子在出厂前保持良好的质量状态。

 1) 破坏性的拉拔力检测

 2) 低压通断路检测与高压检测

 3) 中心导体与外导体之间的同轴度检测


三、君权FAKRA线束自动化设备助力汽车智能化

智能汽车海量的数据传输的高效率和可靠性至关重要,FAKRA具有高性能、经济有效的射频特性,是目前智能汽车数据连接广泛采用的部件,主要应用于导航系统、远程控制、车载电话、车载电视、音响设备、天线等。公司研发制造的FAKRA线束智能化全自动、半自动产品已经广泛应用于智能汽车FAKRA线束的智能化装配。

为了适应FAKRA线束多种产品的装配组合,从同轴线缆的切剥、连接器的压接和产品的检测,君权自动化“JUNQUAN”设计开发出一系列以质量预防为主的功能模块,以满足客户加工FAKRA线束的需求。以罗森伯格的FAKRA 3 直式产品为例,同轴线缆外导体和内导体与连接器的外导体组件、中心端子和支撑套管如何实现智能化装配,是基于对关键工艺的理解。

首先,准备同轴线缆。放线模块PF-6S(下图),可以承载350KG的同轴线轴、自带刹车功能、10M以上的线缓存、无线检测和打结报警等功能。断线模块JQ-SC,将校直、送线、测量和断线完美融合到一起,保证长度精度的同时断面完全符合IPC 620的外观标准要求。对于长线需要圈线时,单盘BS-40和双盘DC-60(下图)标准收线器有效提升生产效率,尤其双盘的收线器效率比单盘提升了50%以上的圈线效率。

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  自动送线器 

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  双盘收线器

同轴线的切剥质量直接影响最终产品的质量,必须根据客户线缆设计多组刀片,包括V刀、R刀、旋刀及其组合。所有切剥模块选用成熟可靠标准模块,采用伺服电机控制,以精确控制产品加工精度,同时必须考虑快速换刀和废料收集。在切剥线缆时,不刮伤内导体与屏蔽丝,以保证信号传输的准确性是非常关键的。在切剥护套和切绝缘体的时候要能很好的防护,不是单纯的切剥问题,是如何保证不刮伤的问题。另外,对于残留屏蔽丝的预防在所有切剥模块加工时都要考虑到位。

压接设备在每次进行压接之前,压接模块首先对物料进行检测,以确保合格的来料,在压接时配有压力传感装置实时检测。依据客户要求,应用视觉检测,可以对装配尺寸和压接后质量、外观再进行检测。根据不同厂家的连接器定制的模具,可以实现不同端子的压接,换型也非常的方便。对于穿防水栓的产品有相应模块,可以通过大配套的快速换型来满足穿不同防水栓的需求。

“JUNQUAN”设计开发的FAKRA 线束智能化装配流水线,对标准设备和模功能进行了集成,超过99%的良率和10秒内的生产节拍有效保障了生产品质和效率,更重要的是提升了FAKRA线束产品的安全性和可靠性。

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这条智能流水线应用了大量传感器进行检测和监测的质量防控,采用了信息化软件系统控制(下图),实现了自动放线、断线、切剥线缆、压接端子、自动安装塑壳和质量检测的全部功能,产品加工数据实时显示,质量数据可存储追溯。

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系统结构图

信息化软件系统实现了MES自动派单、产品自动标识、机器参数自动调节,生产过程实时监控并记录产品状态,海量数据存储,产品追溯、物联网组网等功能,系统架构主要包括了信息集成中心、主控PLC控制中心、压接力监控系统、物料模具确认模块、导通检测、深度检测模块、电测系统、视觉系统等。主控PLC是整个FAKRA流水线的控制中心,控制载具工位大循环,报警信息收集,协调每个工站流水作业工作,所有的工站的工作状态都记录在主控PLC中。信息集成中心是整个FAKRA流水线的数据中心,包含生产任务管理、配方管理、标签生成模块、物料模具确认模块、线缆加工状态监控、工站状态监控、数据收集、数据统计等,系统将实时与主PLC进行通讯,以及与每个检测控制单元系统进行实时通讯,同步记录每条线缆的加工状态及工站的状态。

线束的加工质量的保证源于加工过程中严格的把控,做到需防必防、需检必检,每个生产工位有自动的质检工具,如剥皮长度自动检测、自动补偿,端子压接位置自动纠正,压接质量判定和优劣分拣等。产品最终是否合格通过电测、深度检测和同心度检测来体现。

四、君权自动化简介

君权自动化,创建于1985年,现有浙江君权自动化设备有限公司、嘉兴君权自动化设备有限公司和上海君权自动化设备有限公司组成,系国家级高新技术企业、浙江省软件企业、省级高新技术研发中心生产基地。公司通过了ISO9001国际质量体系认证,全面实施6S现代企业管理。

 “君权”以生产汽车电线束加工自动化设备、电器连接器自动化设备和研发工业自动化技术及周边产品为主导,涉及汽车工业、电子电器、航天航空、无线通讯等领域,产品先后通过了CE、VDE、UL等国际认证,销往全球50多个国家和地区,“君权牌”已在德国、意大利、土耳其、印度等国家注册了商标,建立了多个海外技术服务中心。

作为“线束自动化加工设备专家”, “君权”系列产品先后被认定为国家级重点新产品、省级高新技术产品、省级软件产品,列入国家火炬计划项目,两度荣获国家创新基金奖,多次荣获省市科技进步奖,拥有50多项国家专利。

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嘉兴君权自动化,成立于2010年,占地面积15000m2, 注册资金5000万元,地处浙江省东北部、长江三角洲杭嘉湖平原腹心地带的嘉兴国家级经济开发区,地理优势明显,水陆空交通便利,公司拥有技术强硬的研发队伍、先进的生产设备以及完善的管理体系,集现代化、科技化和多元化发展为一体。

“君权”品牌线束自动化设备畅销全球 50 多个国家和地区。在中国,至少 3000 家以上线束企业使用着“君权”品牌的线束自动化设备 ,超过 30000 台以上“君权”品牌线束自动化设备在汽车、家电、电气设备和通讯领域广泛使用,超过 80% 的用户持续选购“君权”品牌线束自动化设备。

多年来公司秉承开发“集成化、智能化和环保型”的新产品为核心,在国内外同行领域中享有很高的知名度,成就了工业自动化技术方面的世界领先地位,君权自动化,正向着实现“世界技术,全球共享”的目标迈进。


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