图1. 汽车座椅调节电机
图2. 设备布局
图3. I/O功能扩展电路
可编程直流电源的应用极大的扩展了系统测量对象的范围,并使得用户在使用过程中对电机的配置更加灵活。这样,不仅提高了系统的集成度,同时避免了快速流水线上人工的误操作。
我们根据电机的数学模型为每种电机设计了专用的夹具,在测试的过程中控制气缸固定和释放被测电机,同时模拟真实的汽车座椅工作状态。(参见图4)
图4. 电机夹具
我们采用NI推荐的PCB Piezotronics(美国压电)公司生产的含有前置放大器的传声器,并配备相应的信号调理器,20英尺长的信号线确保了传声器的信号可以从静音室测试台上传到外部机柜中的信号调理器内,并提供了一定的可调节性。
图5. 机柜与测试台
为满足测试软件能适应不同的座椅电机,通过NI LabVIEW专门设计了一款电机参数配置软件(参见图6)。预先把不同型号电机的参数录入系统中,这样在测试前就可根据电机的型号加载相应的配置参数,保证数据的准确性。
例如,通过配置条码格式,可在测试的过程中校验该条码,控制产品批次的一致性;通过配置电机的配置文件路径,可在测试的 过程中读入该配置文件,配置文件中包含了该型号电机各参数的阈值,测试过程中根据该阈值判断产品是否合格;通过配置电机的数据库路径和数据表名称,可在测 试过程中读入该路径,并把测试结果保存在相应的数据库中。
图6. 电机参数配置窗口
启动测试软件时,会首先进入用户设置界面(参见图7),根据配置软件的内容,系统自动读入所有的电机零件编号,操作者选择一个零件后,系统自动读入该零件的配置文件,作为该批次测试的依据。
图7. 用户设置界面
零件确定好以后,进入测试主界面(参见图8),同时弹出条码扫描窗口(参见图9),等待使用者扫描被测电机的条形码。
图8. 测试主界面
图9. 条码扫描界面
如果扫描的条码符合该零件的条码设计规则,并且使用者按下工作台上的“开始测试”按钮,系统自动根据配置文件中设置的运 动方式和步骤,控制电机运转,并同时进行测试。测试过程完成后,测试结果显示在软件主界面上,并通过工作台上的指示灯显示给用户。同时,再次弹出条码扫描 窗口,等待下一个零件条码的录入。该设计符合流水线快速生产的需求,实现了“一键式测量”,在线工作时,用户无需关心产品失效的原因,所有的测试数据都会 实时的保存在数据库中,以供离线分析。
另外,软件中设计了参数设置页面(参见图10),方便用户修改当前零件的测试参数阈值,同时在此页面中提供了传声器校准功能。在系统使用一定时期后,能让用户自行进行校准,降低了系统维护的成本。
图10. 参数设置与传感器校准界面
电机噪声所有参数的测试结果均保存在相对应的Access数据库中,原始信号也以WAV格式保存在硬盘中,方便用户进行后处理和数据分析。
汽车座椅调节电机噪声测试系统集成了数据采集(传感器、信号调理器、数据采集卡)、运动控制(电机、气缸)与各种用户交 互(按钮、指示灯、条码扫描、触摸屏),采用“一键式测量”,实现了小于30s的测试节拍,以满足高速运转的生产线应用,为用户极大的提高了生产效率。此 方案适用于各种电机生产线全检或抽检的场合。
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