Стенд для проверки кабельных жгутов
STAND FOR TESTING CABLE HARNESSES

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний и тестирования соединительных кабелей на отсутствие замыканий между жилами кабеля, проверки правильности подключения соединительных жил кабеля к разъемам.
Жгут представляет собой сборку из двух и более изолированных проводов, соединенных в пучок каким-либо способом. Кабельные жгуты применяются практически во всех ключевых отраслях промышленности: космонавтика, авиация, железнодорожная техника, автомобилестроение, судостроение, военная промышленность, общепромышленное применение. Сборка жгутов зачастую осуществляется с применением ручных инструментов из-за невозможности автоматизации некоторых этапов сборки, что приводит к высокой трудоемкости процесса изготовления и снижению надежности и качества жгутовых изделий, из-за влияния человеческого фактора. Заключительным этапом производства жгутовых изделий является проверка качества собранных жгутов, от которых зависит срок службы, производительность изделия. Нарушение целостности даже одной жилы может привести к отказу в работе всего изделия. Такая проверка производится либо вручную при помощи мультиметра, либо на стендах или тестерах проводного монтажа.
Известно устройство для проверки проводов многожильных кабелей (RU 83851 18.12.2008) содержащее блок питания, блок управления, блок индикации, дешифратор номера жилы и разъем для подключения кабеля. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности определения повреждения в жилах проверяемого кабеля (короткое замыкание), отсутствие извещения о результатах проверки, возможности подключения дополнительных пар разъемов.
Известно устройство тестирования кабелей (RU67282 24.04.2007), содержащее блок микроконтроллеров, блок сдвигающих регистров и блок связи с ПК, при этом выход блока микроконтроллеров соединен с входом блока сдвигающих регистров, второй выход блока микроконтроллеров соединен с входом блока связи с ПК, вход блока микроконтроллеров соединен с выходом блока связи с ПК, второй вход и третий выход блока микроконтроллеров и выход блока связующих регистров соединены с тестируемым кабелем, второй вход и второй выход блока связи с ПК соединены с персональным компьютером. Выбираем данное устройство в качестве прототипа, как наиболее подходящее по технической сущности. Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с электрической совместимостью проверяемых кабелей с устройством.
Технической задачей является повышение скорости проверки готовых кабельных изделий, сокращение времени тестирования, при сохранении точности измерений, исключение человеческого фактора, и как следствие повышение результативности испытаний.
Техническим результатом является сокращение времени адресной проверки кабелей, исключение человеческого фактора в проверке.
Указанная задача решается тем, что стенд для проверки кабельных жгутов, содержит персональный компьютер с программой управления модулями коммутации, монтажную площадку, на которой установлены, по меньшей мере, два многоконтактных разъема, модули коммутации, клеммное устройство, пускозащитная аппаратура, источник питания. Модули коммутации объединены в блок проверки схемы соединений перемычек левого разъема, состоящий из пяти модулей коммутации и блок проверки схемы соединений правого разъема, состоящий из пяти модулей коммутации, которые связаны между собой и персональным компьютером по шине CAN, а 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 работа всех этапов проверки кабельных жгутов является независимой друг от друга и зависит от выбора оператора.
На фиг.1 показана  функциональная схема стенда для проверки кабельных жгутов
В1 – диагностируемый кабель;
В2 – разъем (вилка) «XS Right»;
В3 - разъем (вилка) «XS Left»;
В4-В13 – коммутационное модули ПР8В8-CAN;
В14 – адаптер USB-CAN;
В15 – персональный компьютер (ПК).
Направление подачи сигнала от разъема (В2) «XS Right» к разъему (В3) «XS Left».
Универсальный стенд для проверки кабеля содержит диагностируемый кабель В1, соединенный с правым разъемом В2 и левым разъемом В3, которые соединены с коммутационными модулями В4-В13, адаптер USB-CAN В14, персональный компьютер В15.
На фиг.2 показано окно программы управления  стендом для проверки кабельных жгутов.
Для работы стенда была разработана программа управления. Программа может работать на любом компьютере с установленной операционной системой Windows (2000/XP/Vista/Windows 7).
На фиг.3 показан пример таблицы кодирования левой перемычки разъема.
В примере составлена таблица для модуля ПР8В8-CAN D1…D8, к входным контактам которого подключены 35 контактов разъема. Составлена опорная таблица, описывающая конфигурацию перемычек проверяемого разъема, данные этой таблицы помещаются в массив. Для составления таблицы по вертикали откладывается число входов всех коммутационных модулей. При работе 5 модулей  в каждом из которых по конструктивным соображениям используются 7 входов, на 8 всегда «0», таким образом при 40 входах, активных – 35. 8 входов образуют 1 входной байт, где старший разряд равен 0. Каждый модуль отображается в опорном массиве 1байт, который помещается в одну ячейку массива. При 5 модулях на разъеме стенда – 5 ячеек массива на один сигнал управления К. Сигналов управления 7 (К1…К35) «0/1», фиксированный К8=0. Общее число ячеек массива 1 байт*5 (К1…К35)=1-5-35=175. Проверка происходит путем дискретного переключения выходов на один разряд и каждый вход модуля может принимать следующие значения:0,1,2,4,8,16,32,64. Состояние любого контакта можно закодировать данной последовательностью.
Работа стенда по проверке исправности кабеля осуществляется следующим образом:
- подается постоянное напряжение ±24В на стенд;
- запускается программа управления стендом на ПК (В15);
- вставляется разъем проверяемого кабеля (В1) с нужной нумерацией в левый разъем (В3) стенда, обозначенный «XS Left», с нужной нумерацией в правый разъем (В2) стенда, обозначенный «XS Right»;
- переключателем с выпадающей колонкой меню выбирается нужный чертеж кабеля;
- нажимается кнопка «Проверка» под надписью «Перемычка слева». Включаются индикаторы «Jumper 1A Left» в «бегущем» режиме на экране монитора;
- по окончании выполнения тестирования включается индикатор «Результат» с соответствующей окраской (зеленой – тест успешный; красной – ошибка монтажа);
Работа стенда проходит в автоматическом режиме. Окончанием цикла является погашение индикаторов «Jumper 1A Left» и включение индикатора «Результат» с соответствующей окраской (зеленой или красной).
Аналогично проходит проверка разъема «Jumper 1B Right».
Проверка правильности соединений жил кабеля проходит следующим образом:
- переключателем с выпадающей колонкой меню выбрать нужный чертеж кабеля;
- нажать кнопку «Проверка» под надписью «Проверка кабеля». Включается сигнализация прохождения сигналов проверки правильности соединений жил кабеля между разъемами. Включается круговой индикатор, дублирующий контроль работы устройства;
- по окончании выполнения тестирования включается индикатор «Результат» с соответствующей окраской: зеленая – тест успешный, красный – ошибка монтажа.
Прохождение проверки каждого этапа диагностики соединительного кабеля отображается на левой стороне панели управления путем включения соответствующих индикаторов, сигнализирующих о прохождении проверки очередной жилы кабеля. После успешного завершения очередного этапа тестирования включается индикатор «Результат» зеленого цвета. При наличии ошибок этот индикатор изменяет цвет на красный.
Стенд рассчитан на проверку кабелей на двух разъемах до 35 контактов включительно и позволяет кратно (k=1,2,3…n) увеличивать количество проверяемых соединений путем использования дополнительных кабельных соединителей на номера жил (1-35), (36-70) и т.д.
Работа этапов проверки является независимой друг от друга, поэтому очередность выбора зависит от решения оператора.
Алгоритм работы проверки работы кабеля основан на сравнении эталонных значений соединений жил и фактических, полученных при диагностике.
При обнаружении ошибок монтажа информация панели диагностики позволяет быстро определить проблемное соединение и локализовать неисправность.
При среднем времени проверки 35-жильных кабелей в районе 50-60 минут ручным способом, время автоматической проверки составляет в среднем 2 минуты с учетом всех вспомогательных операций.
Основным назначением стенда является проверка соединительных жгутов управления силовыми интегральными модулями серии SKAI SEMIKRON  через управляющие контроллеры, выполненные на базе разъёмов TYCO Electronics. Количество жил проверяемых кабелей не ограничено.
В предлагаемом изобретении использовались разъемы TYCO/AMPSEAL 776230-1, 35 контактов.
Предлагаемое изобретение может быть использовано и для других видов разъёмов и оборудования.
Стенд использовался для проверки соединительных кабелей в блоках силовой электроники  в проектах тракторного комплекта тягового электрооборудования (КТЭО), модернизации тепловозов ТЭМ-6м, мотовоза МПТГ-2.