在汽车生产线上使用LabVIEW和NI PXI硬件测量声音质量

2018-02-27 15:29:10·  
 
LabVIEW状态图工具包可实现与Sci-Mech管理层和客户共享机器操作。- John Purse, Sci-Mech Technical Services挑战:开发用于测试汽车座椅产品生产线的高性价比解决方案,该解决方案应可以与标准化的声音质量指标相结合从而提供客观的指标并为纠正措施建议提供依据,进而将人为主观因素纳入整体验收标准中。解决方案:采用NI L
"LabVIEW状态图工具包可实现与Sci-Mech管理层和客户共享机器操作。"- John Purse, Sci-Mech Technical Services 

挑战:

开发用于测试汽车座椅产品生产线的高性价比解决方案,该解决方案应可以与标准化的声音质量指标相结合从而提供客观的指标并为纠正措施建议提供依据,进而将人为主观因素纳入整体验收标准中。

解决方案:

采用NI LabVIEW、声音和振动测量套件和用于控制和数据采集的NI运动控制产品以及15-站测试线解决该问题。解决方案中的15-站测试线中有两个站安装在声学测试室中,可采集声学数据,进行加权功率跟踪测试和动力提升测试。

Sci-Mech Technical Services专注于设计、构建和集成仪器仪表及自动化解决方案,以满足全自动化组装和单元测试的要求。 我们的客户专为北美汽车行业供应高水准的座架,因此需要一个全新的测试系统来识别不同的产品并测试产品是否满足相应的参数要求,声音质量便是其中之一。 其零件必须符合最高的质量标准,发货前必须对所有功能进行测试。 我们的客户必须考虑到其客户在车展厅操控座椅的体验。

座椅总成和测试线控制系统,用于功能和声音质量测试

声音质量指标

电动座椅的核心是一根由直流电机驱动或直接涡轮传动的导螺杆。 在经销商的展厅中,座椅的声音便是顾客对汽车质量的第一印象。因为电动座椅噪音是首要的主观质量指标,所以汽车制造商必须使新车展厅中汽车的声音和振动指标严格符合要求。

我们在隔音测试站对座椅调节导轨进行声音测量所使用的设备是 NI PXI-4462 24位动态信号采集(DSA)模块,该模块配置有由PXI-4462直接供电的46 AE ½英寸G.R.A.S. Type预极化自由场麦克风。

噪声、振动和声振粗糙度(NVH)专家、密歇根州米尔福德的NI联盟合作伙伴Signal.X Technologies以及Sci-Mech与客户携手合作,使用LabVIEW及其声音和振动测量套件来衡量声音质量参数。 考虑的参数包括峰值A计权声压级、Zwicker固定响度(Sones)、伪时变响度、关键谐波检测、周期性和非周期性脉冲指标,以及转速变化和漂移。

控制系统和生产线测试

产品环境的一个关键要求是根据行业标准的公式计算出可为潜在的缺陷提供直观解释的参数。 值得注意的是,参数集合是主客观参数的混合,目的是确保生产流程的可重复性。 参数集合可以反映人们对座椅调节轨道的声音的主观印象,同时也可直接指示一个或多个不符合客观参数要求的特定缺陷。 这一与Signal.X technology合作开发的噪声和振动性能评估方法可确保只有优质的座椅才可标记为合格。

功能测试

15-站测试线包含在单一以太网网络运行的各种平台和系统。 由于像坐垫组装和测试线之类的复杂项目需要较高的数字通道数,仅一台台式PC是无法支持所需数量的PCI板卡。 因此我们选择了NI PXI远程机箱来执行各种数据采集任务并与基于PC的控制器进行通信。 我们还使用两个 NI PXI-6511 低成本工业数字输入模块,这些模块可提供128路组隔离24 V输入。

通过组隔离,我们可以直接连接Turck传感器,这样就节省了组装的时间,减少了电路的复杂度,进而降低了成本。 此外,我们还采用两个 NI PXI-6512 低成本工业数字输入模块来实现128路组隔离数字输入,这样通过模块的断路器盒就可以将信号直接连接到设备,而无需再通过光学隔离器。 如此多的通道可帮助我们节省设置时间和面板空间。

针对系统的伺服电机控制,我们采用了NI 7340四轴运动控制器和 NI 7774 四轴运动控制接口来连接Rockwell Control Logix 5561控制器。 NI Measurement & Automation (MAX)配置工具可与驱动完全集成,为我们进行设置和故障解决提供了一个直观的图形化用户界面(GUI)。

我们使用的软件设计辅助工具是LabVIEW状态图工具包,以在开发代码的同时查看程序架构,从而缩短了编程的总时间。 LabVIEW状态图工具包可帮助开发人员与Sci-Mech管理层和客户共享机器操作概念。

我们还借助 NI运动助手来建立初始运动配置文件。 该工具可帮助我们节省数小时的开发时间,非常适用于伺服电机的初始设置。 执行程序之前就可安全地检查加减速斜坡配置文件以及汽车座椅测试系统的整体速度。 
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