CN110274628B - 一种模具线缆自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模具线缆自动检测系统及方法中利用24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元使任意一序模具，在连接该系统的情况下，按照系统的设计功能，对模具线缆内的ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态进行智能分析与判断，不仅能显示当前的诊断信息，还应具有自动诊断与识别具体那一根线缆短路或断路的故障，并将检测的结果输出至液晶显示屏上；与此同时，模具线缆自动检测系统还使用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，以使工作人员实时获知模具线缆自动检测系统在作业时的温度信息。

Description

一种模具线缆自动检测系统及方法

技术领域

本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种模具线缆自动检测系统及方法。

背景技术

在轿车生产领域，模具是每个汽车制造商必备的基本工具之一，每个汽车零部件都是压力机装载模具锻压成型的，不同的汽车零部件需要不同的模具，一个车型基本结构的零部件制造大约需要200个左右的模具，每个模具都有一个且唯一的ID号、工位号、4个以内的零件检测传感器信号与4个以内的楔器位置检测传感器信号。以上的信号由安装在模具上的56根线缆(常用有效线缆24根)按照二进制编码的方式与西门子PLC进行数据通信，由于压机的震动或其它因素造成线缆松动或脱落,直接导致自动化压机线急停，影响生产效率，这就需要定期检查模具线缆是否正常；传统的模具线缆检测方式为：人工检测。耗时久、投入人力成本高、效率低。该问题一直制约着模具线缆检查工作的效率提升，经百度、雅虎、等网络搜索与市场走访的方式，在市面上，均未发现该类专门用于模具线缆智能检测的系统。

传统的线下检修工作中，模具的ID编码线、工位编码线、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态等检查工作完全依靠工人进行人工检查，每个工人的技术水平不等，导致了检查的准确性不高,存在较大的检测误差。

传统的模具线缆的检测方式是: 只有懂二进制编码的设备维修工才能对模具编码进行检查与维修，且检查一序模具约30分钟，如果按两个车型的模具数计算，检查完两个车型的模具需耗时约12000分钟，每次模具线缆的检查需投入约25人/次（按8小时制计算），该方式投入人力成本高、耗时久、效率低。

市面上没有该类专门用于模具线缆自动检测的系统，对此，亟需提供一种模具线缆自动检测系统及方法。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种模具线缆自动检测系统及方法，利用24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元使任意一序模具，在连接该系统的情况下，按照系统的设计功能，对模具线缆内的ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态进行智能分析与判断，不仅能显示当前的诊断信息，还应具有自动诊断与识别具体那一根线缆短路或断路的故障，并将检测的结果输出至液晶显示屏上；与此同时，模具线缆自动检测系统还使用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，以使工作人员实时获知模具线缆自动检测系统在作业时的温度信息。最终设计开发的系统具有抗干扰能力强、安全性高、准确性高、便携性强的特性，用自动检测系统替代传统人工检测模具线缆的工作方式，使该项工作智能化、便捷化、高效化。

优选的是，模具线缆自动检测系统包括24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元。

其中，24V与5V供电单元为信号接收变换单元、液晶显示单元、信号处理系统以及外部处理单元提供电力支持，液晶显示单元、信号接收变换单元以及外部处理单元均与信号处理系统连接。

信号接收变换单元用于与待测模具连接，用于采集模具线缆的数据，并将采集的数据传输至信号处理系统，信号处理系统将接收到的数据传输至液晶显示单元进行显示，同时采用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，并将采集的温度数据传输至信号接收变换单元，信号接收变换单元将采集的到的温度信号传输至信号处理系统，信号处理系统将接收到的的数据传输至液晶显示单元进行显示。

24V与5V供电单元采用WRB2405YMD-5W单路输出24V转5V的降压模块，降压模块提供2:1的宽范围输入，输出功率为5W，具有短路保护、自动恢复功能，并可隔离1500V直流电压，24V与5V供电单元的24V的地线与5V的地线相互独立，提高了24V与5V供电单元抗干扰性，防止内部击穿使地线带电损坏系统内部电路。

信号接收变换单元采用了5块TLP521-4光电耦合芯片进行信号的接收，5块TLP521-4光电耦合芯片均与信号处理系统连接。

信号处理系统采用3块74HC165编码芯片进行级联，将输入信号进入打包，通过串口接收打包的数据，并在单片机内部编程实现数据解码，使采集的信号数量不再因单片机端口数量而受到限制。

液晶显示单元采用带中文字库的12864液晶显示屏。

外部处理单元采用双路程序下载电路，一路采用MAX3232芯片，通过DB9串口进行程序下载，另外采用了PL2303芯片设计了一路USB口的冗余下载电路、实现双通道程序下载功能。

温度传感器为DS18B20温度传感器。

优选的是，信号处理系统包括MCU单片机处理单元和74HC165信号并入串出电路，74HC165信号并入串出电路与TLP521-4光耦接收电路连接，MCU单片机处理单元与74HC165信号并入串出电路连接。

优选的是，信号接收变换单元具体包括模具线缆接口和TLP521-4光耦接收电路，其中，模具线缆接口用于连接待测模块接口，TLP521-4光耦接收电路与模具线缆接口连接，TLP521-4光耦接收电路与74HC165信号并入串出电路连接。

优选的是，外部处理单元包括4×4键盘独立按键电路、MAX3232串口下载电路以及PL2303USB口下载电路，4×4键盘独立按键电路、MAX3232串口下载电路以及PL2303USB口下载电路均与MCU单片机处理单元连接。

优选的是，液晶显示单元包括带中文字库的12864液晶显示电路，带中文字库的12864液晶显示电路与MCU单片机处理单元连接。

优选的是，测试时，将待测模具与模具线缆自动检测系统连接，对74HC165并入串出信号进行解码，并对待测模具ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态、温度传感器状态按照二进制编码规则进行逻辑运算，将检测的结果输出至12864液晶显示屏。

优选的是，在测试时，将待测模具与模具线缆自动检测系统连接，74HC165信号并入串出电路将测试数据传输至MCU单片机处理单元，数据的前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号。

优选的是，MCU单片机处理单元为STC12系列单片机。

优选的是，模具线缆自动检测系统采用了软面板作为系统外表面。

使用模具线缆自动检测系统进行检测的方法包括如下步骤：

1）将模具线缆检测系统连接至车间现场的待测模具，并打开模具线缆自动检测系统的电源；

2）通过万用表测量光耦输入侧的电压，显示24V，并且TLP521-4光电耦合芯片出口侧的8颗红色LED信号指示灯常亮，说明光耦电路工作正常，导通后将5V信号电压输入至74HC165输入侧；

3）用万用表测量74HC165芯片的输入管脚，测得电压为5V，此电压来自步骤2）的光耦芯片输出管脚；

4）通过示波器观察74HC165最后一级输出管脚，采集到方波信号，并且方波信号在一个周期内的二进制和正好为255，说明74HC165处于工作状态，且数据接收完全正常，此时执行步骤5），开始检查与验证液晶显示功能，否则从第4）步开始重新验证；

5）加载液晶显示与数据包处理程序，下载至单片机中，并连接上12864液晶显示屏，开机并进入液晶屏初始化显示界面，操作系统上下选项按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第一个功能选项处“模具线缆智能识别”，按确认键进入；

6）观察液晶屏显示的数据，如果与实际不符，检查程序并优化，执行步骤5），否则，执行步骤7）；

7）此时按返回功能键，观察是否能正常返回至液晶屏初始化功能菜单选择界面，如果能返回，则结束测试，如果不能返回，需重新优化程序，返回至步骤5）；

其中，74HC165输出至单片机的数据包中，前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号，分别计算出数据包内的模具ID编码、工位编码、零件检测传感器、楔器位置传感器、温度传感器的信号，数据进过程序运算处理后，显示在液晶屏上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

利用24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元使任意一序模具，在连接该系统的情况下，按照系统的设计功能，对模具线缆内的ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态进行智能分析与判断，不仅能显示当前的诊断信息，还应具有自动诊断与识别具体那一根线缆短路或断路的故障，并将检测的结果输出至液晶显示屏上；与此同时，模具线缆自动检测系统还使用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，以使工作人员实时获知模具线缆自动检测系统在作业时的温度信息。最终设计开发的系统具有抗干扰能力强、安全性高、准确性高、便携性强的特性，用自动检测系统替代传统人工检测模具线缆的工作方式，使该项工作智能化、便捷化、高效化。

附图说明

图1为本发明的模具线缆自动检测系统程序执行流程图；

图2为本发明的模具线缆自动检测系统功能框图；

图3为本发明的74HC165输出至单片机的数据包封装格式；

图4为本发明的模具线缆自动检测系统硬件电路框图；

图5为本发明的模具线缆自动检测系统面板图；

图6为本发明的模具线缆自动检测系统外壳开孔图；

图7 为本发明的模具线缆自动检测系统双串口下载电路图；

图8为本发明的模具线缆自动检测系统单片机及外围电路图；

图9为本发明的模具线缆自动检测系统信号入口的光耦电路图；

图10 为本发明的模具线缆自动检测系统电源电路图；

图11为本发明的模具线缆自动检测系统光耦信号并入串出接收电路图和按键电路图；

图12为本发明的模具线缆自动检测系统功能扩展预留电路图；

图13为本发明的模具线缆自动检测系统温度采集和显示接口电路图；

图14为本发明的模具线缆自动检测系统内部电路实体图；

图15为本发明的模具线缆自动检测系统封装实体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的模具线缆自动检测系统及检测方法进行详细说明。

如图1所示，整个系统的功能程序均采用C语言设计完成；通过C语言编程，分别对74HC165并入串出信号进行了解码，并对模具ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态、温度传感器的状态按照二进制编码规则进行了逻辑运算，将检测的结果输出至12864液晶显示屏上，并新增线缆短路与断路的故障诊断功能，当诊断到线缆短路或断路时，会在液晶屏上显示出具体哪一根线出现了短路或断路；便于故障的快速定位与处理。

该系统采用了软面板作为系统外表面，面板表面设计有4X4矩阵数字键盘、方向选择按键、检测功能快捷按键，使整个系统功能一目了然，任何人员均可以根据面板按钮的指示含义进行操作，打破了只有专业的维修人员才可以检测线缆的局限性，既满足了系统设计之初的相关功能，也可防止系统表面因进水或进灰造成内部电路短路，确保了系统的安全性。

因该系统设计主要用于工业现场，故设计时优先考虑了铝合金材质作为首选材料，金属材质的外壳较注塑外壳成本低、且结实耐用，完全符合工业现场应用，具体系统面板请见图5-6。

如图2所示，本发明提供的模具线缆自动检测系统及检测方法包括24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元。

其中，24V与5V供电单元为信号接收变换单元、液晶显示单元、信号处理系统以及外部处理单元提供电力支持，液晶显示单元、信号接收变换单元以及外部处理单元均与信号处理系统连接。

信号接收变换单元用于与待测模具连接，用于采集模具线缆的数据，并将采集的数据传输至信号处理系统，信号处理系统将接收到的数据传输至液晶显示单元进行显示，同时采用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，并将采集的温度数据传输至信号接收变换单元，信号接收变换单元将采集的到的温度信号传输至信号处理系统，信号处理系统将接收到的的数据传输至液晶显示单元进行显示。

24V与5V供电单元采用WRB2405YMD-5W单路输出24V转5V的降压模块，降压模块提供2:1的宽范围输入，输出功率为5W，具有短路保护、自动恢复功能，并可隔离1500V直流电压，24V与5V供电单元的24V的地线与5V的地线相互独立，提高了24V与5V供电单元抗干扰性，防止内部击穿使地线带电损坏系统内部电路。

信号接收变换单元采用了5块TLP521-4光电耦合芯片进行信号的接收，5块TLP521-4光电耦合芯片均与信号处理系统连接。

信号处理系统采用3块74HC165编码芯片进行级联，将输入信号进入打包，通过串口接收打包的数据，并在单片机内部编程实现数据解码，使采集的信号数量不再因单片机端口数量而受到限制。

液晶显示单元采用带中文字库的12864液晶显示屏。

外部处理单元采用双路程序下载电路，一路采用MAX3232芯片，通过DB9串口进行程序下载，另外采用了PL2303芯片设计了一路USB口的冗余下载电路、实现双通道程序下载功能。

更进一步地，对于24V与5V供电单元，基于安全、便捷性与模具传感器工作电压为24V的多角度综合考虑，系统采用24V 4000MA的蓄电池供电，使用过程中，无需携带充电器、线盘等充电设施，在保证安全的同时，也提高了系统的便携性；因单片机、液晶等器件的工作电压一般均为5V，故只需将24V转换为5V即可，为保证电压转换的稳定性，我们采用了WRB2405YMD-5W单路输出24V转5V的降压模块，该模块提供2:1的宽范围输入，输出功率为5W，具有短路保护、自动恢复功能，并可隔离1500V直流电压，与此同时，为保证信号不受外部供电电压的影响，在电源模块设计时，我们采用双地设计，既24V的地线与5V的地线相互独立，提高了抗干扰性的同时，也防止模块内部击穿使地线带电损坏系统内部电路；电路中的电容取值、电感取值均采用模块厂家Datasheet建议参数。

对于信号接收变换单元，因模具线缆、传感器等均采用24V电压，而系统内部芯片最大可接受5V的电压，如果采用大功率电阻进行分压，势必会造成系统发热量的直线上升，如果电阻被击穿，那么24V电压会直接进入芯片、烧坏内部芯片，甚至会造成系统损坏，同时考虑到车间的工况环境，为提高信号的抗干扰能力，结合自己多年在现场对西门子模块稳定运行的认知（现场西门子的所有输入输出模块均采用了光耦电路），基于这种思路的启发下，在设计信号接收单元时，采用了5块TLP521-4光电耦合芯片进行信号的接收，在抗干扰的情况下，也提高了系统的安全性。

对于信号处理系统，因处理的信号数量并不大，并且对处理速度也并不需要非常快，综合成本等因素考虑,在处理芯片选型上，我们最终选择了非常成熟的STC12系列的1T单片机，在晶振相同的情况下，处理速度比普通51速度快8—12倍，完全满足我们设计之初的功能要求，因我们采集了20路线缆的信号，还要考虑键盘、液晶等接口数，STC12系列单片机的端口数并不充裕，为解决这一问题，我们采用了3块74HC165编码芯片进行级联，将输入信号进入打包，通过串口接收打包的数据，并在单片机内部编程实现数据解码，使采集的信号数量不再因单片机端口数量而受到限制。

对于液晶显示单元，为更直观的显示模具ID、工位编码、零件检测传感器状态、楔器检测传感器状态等信息，我们采用带中文字库的12864液晶显示屏进行信息显示，通过液晶显示屏，用户不仅可以检测出当前模具线缆的实际状况，还可以手动输入需要检测的模具ID，系统智能识别出模具编码中的某一根线缆出现短路或断路，并在液晶显示屏上显示出来。

对于外部处理单元，为便于系统的操作与后续对系统功能的设定修改，我们为系统设计了双路程序下载电路，一路采用MAX3232芯片，通过DB9串口进行程序下载，为防止下载电路损坏，使系统无法更新升级，我们另外采用了PL2303芯片设计了一路USB口的冗余下载电路、实现双通道程序下载功能；为实现系统的便利性与智能化，系统内设计有一个4X4矩阵键盘与4个独立按键，轻松实现人机交互。

上述实施方式中，利用24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元使任意一序模具，在连接该系统的情况下，按照系统的设计功能，对模具线缆内的ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态进行智能分析与判断，不仅能显示当前的诊断信息，还应具有自动诊断与识别具体那一根线缆短路或断路的故障，并将检测的结果输出至液晶显示屏上；与此同时，模具线缆自动检测系统还使用温度传感器对模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，以使工作人员实时获知模具线缆自动检测系统在作业时的温度信息。最终设计开发的系统具有抗干扰能力强、安全性高、准确性高、便携性强的特性，用自动检测系统替代传统人工检测模具线缆的工作方式，使该项工作智能化、便捷化、高效化。

本发明的具体电路构成请参见图7-13，实体图请参见图14-15，本发明的技术关键点在于：

（1）采用24V，4000MA蓄电池供电。

（2）电源模块采用24V转5V的降压模块，该模块提供2:1的宽范围输入，输出功率为5W，具有短路保护、自动恢复功能，并可隔离1500V直流电压，并且24V电源与内部5V电源采用双地隔离的设计。

（3）信号输入的采集使用光电耦合芯片，抗干扰能力强、安全性高，并采用并入串出编码芯片对输入信号进行了打包处理，节省了单片机IO端口的同时，也提高了信号采集数量的扩展性。

（4）通过C语言编程，实现模具ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器检测传感器状态的智能检测与液晶显示、并具有线缆短路与断路的识别与报警功能。

如图4所示，信号处理系统包括MCU单片机处理单元和74HC165信号并入串出电路，74HC165信号并入串出电路与TLP521-4光耦接收电路连接，MCU单片机处理单元与74HC165信号并入串出电路连接。

具体地，信号接收变换单元具体包括模具线缆接口和TLP521-4光耦接收电路，其中，模具线缆接口用于连接待测模块接口，TLP521-4光耦接收电路与模具线缆接口连接，TLP521-4光耦接收电路与74HC165信号并入串出电路连接。

具体地，外部处理单元包括4×4键盘独立按键电路、MAX3232串口下载电路以及PL2303USB口下载电路，4×4键盘独立按键电路、MAX3232串口下载电路以及PL2303USB口下载电路均与MCU单片机处理单元连接。

具体地，液晶显示单元包括带中文字库的12864液晶显示电路，带中文字库的12864液晶显示电路与MCU单片机处理单元连接。

具体地，测试时，将待测模具与模具线缆自动检测系统连接，对74HC165并入串出信号进行解码，并对待测模具ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态、温度传感器状态按照二进制编码规则进行逻辑运算，将检测的结果输出至12864液晶显示屏。

如图3所示，在测试时，将待测模具与模具线缆自动检测系统连接，74HC165信号并入串出电路将测试数据传输至MCU单片机处理单元，数据的前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号。

STC12系列单片机为8位单片机，每次最多只能处理8位数据，故需要将数据包分割为三个字节进行解包处理，根据程序设计，分别计算出数据包内的模具ID编码、工位编码、零件检测传感器、楔器位置传感器的信号，数据进过程序运算处理后，显示在液晶屏上。

具体地，MCU单片机处理单元为STC12系列单片机。

具体地，模具线缆自动检测系统采用了软面板作为系统外表面。

根据模具线缆自动检测系统进行对模具ID线缆进行检测的方法包括如下步骤：

1）将模具线缆检测系统连接至车间现场的待测模具，并打开模具线缆自动检测系统的电源；

2）通过万用表测量光耦输入侧的电压，显示24V，并且TLP521-4光电耦合芯片出口侧的8颗红色LED信号指示灯常亮，说明光耦电路工作正常，导通后将5V信号电压输入至74HC165输入侧；

3）用万用表测量74HC165芯片的输入管脚，测得电压为5V，此电压来自步骤2）的光耦芯片输出管脚；

4）通过示波器观察74HC165最后一级输出管脚，采集到方波信号，并且方波信号在一个周期内的二进制和正好为255，说明74HC165处于工作状态，且数据接收完全正常，此时执行步骤5），开始检查与验证液晶显示功能，否则从第4）步开始重新验证；

5）加载液晶显示与数据包处理程序，下载至单片机中，并连接上12864液晶显示屏，开机并进入液晶屏初始化显示界面，操作系统上下选项按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第一个功能选项处“模具线缆智能识别”，按确认键进入；

6）观察液晶屏显示的数据，如果与实际不符，检查程序并优化，执行步骤5），否则，执行步骤7）；

7）此时按返回功能键，观察是否能正常返回至液晶屏初始化功能菜单选择界面，如果能返回，则结束测试，如果不能返回，需重新优化程序，返回至步骤5）；

其中，74HC165输出至单片机的数据包中，前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号，分别计算出数据包内的模具ID编码、工位编码、零件检测传感器、楔器位置传感器的信号、温度传感器的信号，数据进过程序运算处理后，显示在液晶屏上。

根据模具线缆自动检测系统进行对模具工位线缆进行检测的方法包括如下步骤：

1）将模具线缆检测系统连接至车间现场工位号为OP70的模具，并打开系统电源；

2）通过万用表测量光耦输入侧的电压，显示24V，并且光耦芯片出口侧的4颗绿色LED信号指示灯亮三颗，说明光耦电路工作正常，导通后将5V信号电压输入至74HC165输入侧；

3）用万用表测量74HC165芯片的输入管脚，测得电压为5V，此电压来自3）步的光耦芯片输出管脚；

4）此时通过示波器观察74HC165最后一级输出管脚，采集到方波信号，并且方波信号在一个周期内的二进制和正好为7，说明74HC165处于工作状态，且数据接收完全正常，此时执行步骤5），开始检查与验证液晶显示功能，否则从第4）步开始重新验证；

5）此时加载液晶显示与数据包处理程序，下载至单片机中，并连接上12864液晶显示屏，开机并进入液晶屏初始化显示界面，操作系统上下选项按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第一个功能选项处“模具线缆智能识别”，按确认键进入；

6）观察液晶屏显示的数据，如果与实际不符，检查程序并优化，执行步骤5），否则，执行步骤7）；

7）此时按返回功能键，观察是否能正常返回至液晶屏初始化功能菜单选择界面，如果能返回，则结束该实验，如果不能返回，需重新优化程序，返回至第5）步。

根据模具线缆自动检测系统进行对模具线缆短路进行检测的方法包括如下步骤：

任意拆掉一根模具编码线，以检测与验证系统是否正常工作为例：

1）将模具线缆检测系统连接至车间现场模具ID编码为102号的模具，并打开系统电源；

2）此时拔掉模具接线盒内31号端子上的信号线（30、31、32、33、34、35、36、37、38号端子排上接的是模具ID编码线）执行步骤3）；

3）开机并进入液晶屏初始化显示界面，操作系统上下选项按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第一个功能选项处“模具线缆智能识别”，按确认键进入；

4）观察液晶屏显示的数据，如果与实际不符，例如此时液晶屏显示值为模具ID:100号；执行步骤5）；

5）按下系统软面板上的返回键，此时液晶显示屏已返回至菜单选项界面，选择上下按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第二个功能选项处“模具线缆故障诊断”，按确认键进入；

6）此时进入模具线缆故障诊断界面，此时按数字键输入正确的模具号，如102，按确认键，观察液晶屏，屏幕上是否出现“31号模具编码线短路”，如出现，则说明系统工作正常。

利用本发明提供的解决方案进行模具线缆检测时，具有以下优点：

1、系统使用24V安全工作电压、依靠蓄电池工作，提高了系统的安全性与便携性。

2、从连接系统线缆至模具、再到完成模具线缆任务检测、整个过程只需要1分钟，较传统的人工检测效率提高30倍；

3、完成两个车型的模具线缆检测只需约400分钟，投入1人/次即可完成全部工作，较人工检测模式节省人力24人/次，节约检测工时约11600分钟，相当于25个班次，工作效率提升约96.7%；

4、通过系统软面板上的功能按键，根据液晶屏上的提示信息进行操作，用系统替代传统人工检测模具线缆的工作方式，打破了只有懂模具编码的维修人员才能检测模具线缆的局限性，使该项工作变得更加智能、便捷与高效；

5、填补汽车制造厂商无智能模具线缆检测系统的市场空白。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种模具线缆自动检测系统，其特征在于，所述模具线缆自动检测系统包括24V与5V供电单元、液晶显示单元、信号处理系统、信号接收变换单元以及外部处理单元；

其中，所述24V与5V供电单元为所述信号接收变换单元、所述液晶显示单元、所述信号处理系统以及所述外部处理单元提供电力支持，所述液晶显示单元、所述信号接收变换单元以及所述外部处理单元均与所述信号处理系统连接；

所述信号接收变换单元用于与待测模具连接，用于采集模具线缆的数据，并将采集的数据传输至所述信号处理系统，所述信号处理系统将接收到的数据传输至所述液晶显示单元进行显示，同时采用温度传感器对所述模具线缆自动检测系统在运行时的温度进行测试，并将采集的温度数据传输至所述信号接收变换单元，所述信号接收变换单元将采集的到的温度信号传输至所述信号处理系统，所述信号处理系统将接收到的数据传输至所述液晶显示单元进行显示；

所述24V与5V供电单元采用WRB2405YMD-5W单路输出24V转5V的降压模块，所述降压模块提供2:1的宽范围输入，输出功率为5W，具有短路保护、自动恢复功能，并隔离1500V直流电压，所述24V与5V供电单元的24V的地线与5V的地线相互独立，提高了所述24V与5V供电单元抗干扰性，防止内部击穿使地线带电损坏系统内部电路；

所述信号接收变换单元采用了5块TLP521-4光电耦合芯片进行信号的接收，5块TLP521-4光电耦合芯片均与所述信号处理系统连接；

所述信号处理系统采用3块74HC165编码芯片进行级联，将输入信号进入打包，通过串口接收打包的数据，并在单片机内部编程实现数据解码，使采集的信号数量不再因单片机端口数量而受到限制；

所述液晶显示单元采用带中文字库的液晶显示屏；

所述外部处理单元采用双路程序下载电路，一路采用MAX3232芯片，通过DB9串口进行程序下载，另外采用了PL2303芯片设计了一路USB口的冗余下载电路、实现双通道程序下载功能；

所述温度传感器为DS18B20温度传感器；所述信号接收变换单元具体包括模具线缆接口和TLP521-4光耦接收电路，其中，所述模具线缆接口用于连接待测模块接口，所述TLP521-4光耦接收电路与所述模具线缆接口连接，所述TLP521-4光耦接收电路与74HC165信号并入串出电路连接；所述信号处理系统包括MCU单片机处理单元和74HC165信号并入串出电路，所述74HC165信号并入串出电路与所述TLP521-4光耦接收电路连接，所述MCU单片机处理单元与所述74HC165信号并入串出电路连接；所述外部处理单元包括4×4键盘独立按键电路、MAX3232串口下载电路以及PL2303USB口下载电路，所述4×4键盘独立按键电路、所述MAX3232串口下载电路以及所述PL2303USB口下载电路均与所述MCU单片机处理单元连接；所述液晶显示单元包括带中文字库的液晶显示电路，所述带中文字库的液晶显示电路与所述MCU单片机处理单元连接；测试时，将待测模具与所述模具线缆自动检测系统连接，对74HC165并入串出信号进行解码，并对待测模具ID编码、工位编码、零件检测传感器状态、楔器位置检测传感器状态、温度传感器状态按照二进制编码规则进行逻辑运算，将检测的结果输出至液晶显示屏；在测试时，将待测模具与所述模具线缆自动检测系统连接，所述74HC165信号并入串出电路将测试数据传输至所述MCU单片机处理单元，所述测试数据的前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号。

2.根据权利要求1所述的模具线缆自动检测系统，其特征在于，所述MCU单片机处理单元为STC12系列单片机。

3.根据权利要求2所述的模具线缆自动检测系统，其特征在于，所述模具线缆自动检测系统采用了软面板作为系统外表面。

4.根据权利要求3所述的模具线缆自动检测系统进行检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将模具线缆检测系统连接至车间现场的待测模具，并打开所述模具线缆自动检测系统的电源；

2）通过万用表测量光耦输入侧的电压，显示24V，并且所述TLP521-4光电耦合芯片出口侧的8颗红色LED信号指示灯常亮，说明光耦电路工作正常，导通后将5V信号电压输入至74HC165输入侧；

3）用万用表测量74HC165芯片的输入管脚，测得电压为5V，此电压来自步骤2）的光耦芯片输出管脚；

4）通过示波器观察74HC165最后一级输出管脚，采集到方波信号，并且方波信号在一个周期内的二进制和正好为255，说明74HC165处于工作状态，且数据接收完全正常，此时执行步骤5），开始检查与验证液晶显示功能，否则从第4）步开始重新验证；

5）加载液晶显示与数据包处理程序，下载至单片机中，并连接上液晶显示屏，开机并进入液晶屏初始化显示界面，操作系统上下选项按键，将液晶屏光标移动至液晶屏第一个功能选项处“模具线缆智能识别”，按确认键进入；

6）观察液晶屏显示的数据，如果与实际不符，检查程序并优化，执行步骤5），否则，执行步骤7）；

7）此时按返回功能键，观察是否能正常返回至液晶屏初始化功能菜单选择界面，如果能返回，则结束测试，如果不能返回，需重新优化程序，返回至步骤5）；

其中，74HC165输出至单片机的数据包中，前8位为模具ID线缆编码，中间8位为工位编码与零件检测传感器，后8位中的前4位为楔器传感器信号，最后4位为温度传感器信号，分别计算出数据包内的模具ID编码、工位编码、零件检测传感器、楔器位置传感器、温度传感器的信号，数据进过程序运算处理后，显示在液晶屏上。

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