Študije primerov / Tester senzorja odmične gredi
Tester senzorja odmične gredi: vsi testi v 10 sekundah
Tester na koncu proizvodne linije za avtomobilski senzor krmiljenja odmične gredi, izdelan za industrijskega partnerja. Del enkrat kontaktira, izmeri upornost, kapacitivnost in induktivnost, nato pred senzorjem zavrti magnet ter preveri signale, njihove 100 ns robove in natančne preklopne kote.
Pogovorimo se
Izziv
Senzor je v glavi motorja osebnega avtomobila in z več Hallovimi stikali bere položaj magneta, za spremenljivo krmiljenje odmične gredi. Slab senzor pomeni slab motor, zato se preizkusi prav vsak kos.
Proizvodna linija je zahtevala cikel krajši od 40 sekund na kos, v treh izmenah, sedem dni na teden. Test je zato smel zavzeti le majhen del tega časa, sonde pa so se morale dotakniti frezanih kontaktov senzorja, ne da bi jih poškodovale.
Naša rešitev
Običajno sta test vezja in funkcionalni test dve postaji. Tu sta tako hitra, da smo ju združili v eno: del se kontaktira enkrat, vse električno pa je opravljeno v okoli 10 sekundah.
Testi tečejo na kompaktnem sistemu National Instruments PXI, ki smo ga sami konfigurirali in programirali v LabVIEW, skupaj z visoko natančnim enkoderjem SICK za kot magneta.
Kaj se zgodi v 10 sekundah
- 1. Kontakt
Vzmetne sonde se dotaknejo kontaktov senzorja. Releji multiplekserjev vsak priključek usmerijo na pravi instrument, tako da en kontakt služi vsem meritvam.
- 2. Skeniranje in preverjanje
Kodo 2D DataMatrix dela skeniramo in preverimo na strežniku in v sistemu ERP, da potrdimo, da sme biti ta del testiran.
- 3. Test vezja, okoli 3 s
Impedanca med vsako kombinacijo priključkov in na koncu kondenzatorji v delu. To pokaže odprte kontakte, kratke stike in poškodovane dele, preden se začne pravi funkcionalni test.
- 4. Funkcionalni test, okoli 7 s
Senzor se napaja, pred njim pa se vrti magnet, tako kot se odmična gred vrti v motorju. Merimo porabo toka, napetostne nivoje, čase naraščanja in padanja robov (okoli 100 ns), preklopne točke in temperaturo.
- 5. Preklopne točke
Za vsak izhod izmerimo kot, pri katerem preklopi. Enkoder poda položaj, strojni prožilci v sistemu PXI pa vsak rob povežejo s tem položajem.
- 6. Podatki
Rezultati se obdelajo, shranijo lokalno in pošljejo strežniku, vžigalnemu sistemu in sistemu ERP.
- Vzporedno: nadzor temperature
Ves čas sistem spremlja temperature in preverja, ali je temperaturni gradient po pričakovanjih. Če preseže meje, se test prekine.
Postaja in njen zaslon
Tester je kompaktna namizna postaja. Del leži v pripravi pod prozornim pokrovom, kjer so sonde in vrteči se magnet. Operaterja ščitijo varnostne svetlobne zavese in zasilni izklop.
Operater dela na velikem zaslonu. Vsaka meritev se pojavi v tabeli rezultatov z mejami in rezultatom, zato je neustrezen del takoj očiten.
Spodnji posnetek je pravi tek pri običajni hitrosti. Tabela rezultatov se v nekaj sekundah napolni z meritvami vezja, funkcionalni testi pa sledijo takoj za njimi.
Hitri robovi, pravilno izmerjeni
Izhodi senzorja preklopijo v okoli 100 nanosekundah. Da to izmerimo, osciloskop vzorči milijardokrat na sekundo, kar na enem robu da okoli sto vzorcev.
Najtežji del so preklopni položaji. Vsak rob je časovno povezan s kotom visoko natančnega enkoderja SICK (40.000 položajev na obrat) v strojni opremi, z naprednim proženjem platforme PXI, zato rezultat ni odvisen od tega, kako hitro teče programska oprema.
Recepture in vloge
Programska oprema uporablja nastavljive recepture, zato se meje in testno zaporedje nastavijo s parametri, ne s programiranjem. Recepture lahko spreminja le administrator.
Ista programska oprema poganja novo različico izdelka z nalaganjem druge recepture.
Operater in administrator
Navaden operater lahko samo izvaja test. Možnosti diagnostike in nastavitev receptur operaterju niso na voljo.
Administrator dodaja nove operaterje z njihovimi gesli ter izvaja preverjanja zdravja sistema in diagnostiko.
Instrumenti v ozadju
Ne uporabljamo samo visoko zmogljivih instrumentov, znamo iz njih iztisniti največ: hitrost, časovno natančnost in točnost, ki jih omogoča današnja tehnologija.
- Šasija PXIe-10835 hibridnih mest, Thunderbolt 3
Hrbtenica testerja, do 2 GB/s na mesto, s prenosnikom ali industrijskim računalnikom kot krmilnikom.
- Multimeter PXIe-40826½ mest, z L in C
Upornost, kapacitivnost, induktivnost in napetostni nivoji z enim natančnim instrumentom.
- Osciloskop PXIe-5110100 MHz, 1 GS/s, 2 kanala
Zajame 100 ns robove in preklope izhodov, s 64 MB pomnilnika.
- Števec/časovnik PXIe-66128 kanalov
Natančno štetje in merjenje časa signalov enkoderja in prožilnih signalov.
- Multiplekserji PXI-25032 modula, po 24 kanalov
Releško preklapljanje, ki vsak priključek usmeri na pravi instrument, tako da en kontakt služi vsem testom.
- Enkoder SICK DFS60BDFS60B-BDMA10000, 40.000 položajev na obrat
10.000 impulzov na obrat, odčitanih z vrednotenjem x4: korak le 0,009°. Pove nam natančen položaj magneta, ko vsak izhod preklopi.
Oklopljeni priključni bloki in kabli ohranjajo hitre signale čiste.
Kaj dobi stranka
Ena postaja, en kontakt
Test vezja in funkcionalni test sta združena, brez dodatnega rokovanja med njima.
Veliko časa ostane
Okoli 10 sekund testiranja v ciklu, ki je smel trajati do 40.
Natančne meritve
Robovi okoli 100 ns in preklopni koti, povezani z enkoderjem visoke ločljivosti.
Nežno do dela
Vzmetne sonde se dotikajo frezanih kontaktov senzorja.
Sledljivi rezultati
Vsak kos se pred testom preveri v sistemu ERP, rezultati pa se shranijo lokalno in pozneje pošljejo strežniku.
Vodeno z recepturami
Nova različica izdelka potrebuje novo recepturo, ne novega programiranja.
Varno za uporabo
Operaterji lahko le izvajajo teste, recepture in diagnostika pa ostanejo pri administratorju.
Zgrajeno za linijo
Zasnovano za tri izmene, sedem dni na teden.