"我們充分利用LabVIEW內(nèi)置的并行機制開發(fā)了一個功能強大的應(yīng)用，該應(yīng)用僅需占用少量的CPU資源，因而可為操作系統(tǒng)留出充足的資源。 "- Amit Bhalla, Sci-Mech Technical Services Inc. 

挑戰(zhàn):

開發(fā)堅固的負載控制和位移控制系統(tǒng) - 與伺服電機、測壓元件、編碼器連接同時連接到Windows操作系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫、打印機、網(wǎng)絡(luò)、遠程軟件訪問、條形碼打印機、條形碼閱讀器 – 進行汽車座架在線生產(chǎn)測試。

解決方案:

NI LabVIEW軟件、NI運動產(chǎn)品和PXI技術(shù)相結(jié)合，為生產(chǎn)線測試提供了一個高性價比解決方案，生產(chǎn)線測試通過條形碼來識別不同的產(chǎn)品并測試產(chǎn)品是否符合相應(yīng)參數(shù)要求。

作者:

Amit Bhalla - Sci-Mech Technical Services Inc. 
Patrick Allen - Sci-Mech Technical Services
John Purse - Sci-Mech Technical Services

我們的客戶專為領(lǐng)先的汽車制造商生產(chǎn)汽車座椅組件。 其零件必須符合最高的質(zhì)量標準，裝運前必須100％進行功能測試。 在本案例中，我們精確測量并記錄每個汽車座椅零件的位移參數(shù)。

我們的客戶需要的是一個實時且性價比高的汽車座椅產(chǎn)品生產(chǎn)線測試解決方案。 測試設(shè)備需要通過條形碼識別不同的產(chǎn)品并測試產(chǎn)品是否符合相應(yīng)參數(shù)要求。

該項目要求測試設(shè)備有以下特性：靈活 - 能夠測試多種產(chǎn)品類型；快速 - 滿足預(yù)設(shè)的周期時間；全面 - 能夠測試各種變量和屬性數(shù)據(jù)；直觀 - 讓缺乏經(jīng)驗的操作者也可輕松使用。

我們Sci-Mech Technical Services Inc.的研究人員選擇的是 LabVIEW 和 NI運動產(chǎn)品 ，并結(jié)合用于控制和數(shù)據(jù)采集的臺式PC和遠程PXI機架。

由于我們需要對大量的零件進行測試，因此我們開發(fā)了一個自動彈出系統(tǒng)，可自動將已測試的產(chǎn)品從工裝中移除。 這一改進的簡化工作流程使操作員可以在前一個已測試座架準備進行包裝時裝載和開始測試新座架。 該設(shè)計減少了不必要的操作步驟，從而極大地縮短了周期時間。

測試系統(tǒng)設(shè)計

由于該項目需要較多的數(shù)字通道，僅一臺臺式PC并無法支持所需數(shù)量的PCI板卡。 我們選擇了 NI PXI遠程機箱 來執(zhí)行各種數(shù)據(jù)采集并與基于PC的控制器通信。 我們還使用兩個 NI PXI-6511 低成本的工業(yè)數(shù)字輸入模塊，這些模塊可提供128路組隔離的24 V輸入通道。 通過組隔離，我們可以直接連接傳感器，這樣就節(jié)省了組裝的時間，減少了電路的復雜度，進而降低了成本。 此外，我們還采用兩個 NI PXI-6512 低成本工業(yè)數(shù)字輸入模塊來實現(xiàn)128路組隔離的數(shù)字輸入，這也就意味著我們可以通過模塊的斷路器盒將信號直接連接到設(shè)備，而無需再通過光學隔離器。 如此多的通道不僅可節(jié)省設(shè)置時間，也可節(jié)省面板空間。

帶自動彈出功能的背骨架測試儀

我們還使用一個采樣率為250 kS/s和分辨率為16位的 NI PXI-6220 模擬輸入模塊。該模塊非常適合我們，因為客戶的技術(shù)規(guī)范要求我們進行非常精確的負載測量。 我們還使用一個 NI PXI-6602 計數(shù)器/計時器模塊來捕捉位置編碼器的數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品提供了8路通道，每通道具有32位的分辨率。 對于系統(tǒng)中四個伺服電機的控制，我們則采用了 NI 7340 四軸運動控制器。 NI Measurement & Automation (MAX)配置工具可與驅(qū)動完全集成，為我們提供了一個進行設(shè)置和故障解決的直觀圖形化用戶界面。

最后，我們使用一個MXI-Express鏈路，即 NI PCIe-8361來將PXI機架連接至PC。 NI PCIe-8361具有110 MB/s的持續(xù)吞吐能力，并提供了一個透明鏈路，使所有PXI模塊看起來就像PC內(nèi)置的PCI板卡。 MAX服務(wù)簡化了設(shè)置流程。 我們的開發(fā)者能夠以比預(yù)計更快的速度完成PXI系統(tǒng)的完全組裝和安裝并進行測量。 我們起初還以為需要花幾天的時間才能開始著手工作，但是后來很驚喜地發(fā)現(xiàn)只需幾個小時系統(tǒng)就可以運行。 

LabVIEW解決方案

大量的傳感器以及種類繁多的測試產(chǎn)品給我們設(shè)計直觀易用的用戶界面帶來了挑戰(zhàn)。 由于該客戶的工廠里沒有如此復雜的設(shè)備，因此我們仔細地研究了這一問題。 作為生產(chǎn)線測試儀，該設(shè)備必須堅固、簡單、精確且可安全操作。

我們的開發(fā)人員所使用的軟件設(shè)計輔助工具是 LabVIEW狀態(tài)圖工具包 ，這樣他們可以在開發(fā)代碼的同時查看程序架構(gòu)，從而減少了編程的總時間。 LabVIEW狀態(tài)圖工具包可幫助Sci-Mech開發(fā)人員與Sci-Mech管理層和客戶分享機器操作概念。 該項設(shè)計技術(shù)可幫助我們發(fā)現(xiàn)潛在問題，也使得Sci-Mech無需浪費任何開發(fā)時間即可在原來的設(shè)計概念上進行改進。

我們還借助 NI運動助手 來設(shè)置初始運動曲線。 該工具可幫助我們節(jié)省數(shù)小時的開發(fā)時間，而且非常適用于伺服電機的初始設(shè)置。執(zhí)行程序之前就可安全地檢查加減速斜坡配置文件以及汽車座椅測試系統(tǒng)的整體速度。

我們設(shè)計該設(shè)備的目的是為了盡可能同時且獨立地測試兩個產(chǎn)品。 這給我們的開發(fā)人員提出了一個挑戰(zhàn)，即開發(fā)一個能夠以便于新操作者操作和理解的格式顯示所有相關(guān)控制和數(shù)據(jù)采集詳細信息的圖形用戶界面。 LabVIEW前面板控件，尤其是主GUI上的“標簽”，使得我們可輕松訪問所有相關(guān)的測試和診斷信息，并可通過密碼訪問設(shè)置參數(shù)。

我們選擇雙核臺式PC來與 NI PXI-1042 七槽PXI機箱進行通信。 通過雙核PC，我們可以充分利用LabVIEW內(nèi)置的并行機制來創(chuàng)建一個功能強大的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序只需占用較少的的CPU資源，因而可為操作系統(tǒng)和其他客戶可能運行的應(yīng)用程序留出充足的資源。