【摘要】多工位變速箱車速傳感器終檢測試臺用于變速箱輪速傳感器終檢測試。系統(tǒng)采用16工位轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)大大提高測試效率，兼容三種型號被測產(chǎn)品，通過直接更換工裝完成產(chǎn)品間快速換型，并且具有產(chǎn)品類型擴(kuò)展功能，即滿足未來產(chǎn)品測試需要。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)直接兼容不同類型產(chǎn)品測試，PLC實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制及流程管理，LabVIEW中進(jìn)行測試分析及數(shù)據(jù)處理, 基于Profibus協(xié)議實(shí)現(xiàn)PLC與LabVIEW之間的通訊及信號反饋。系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，測試項(xiàng)全面，具備兼容和擴(kuò)展性。
1 背景
車速傳感器主要用于檢測變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，并將該數(shù)據(jù)傳輸給控制器作為換擋控制的依據(jù)，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，自動(dòng)變速器的變扭器鎖止，自動(dòng)變速器換檔及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的開閉等功能。
2 系統(tǒng)介紹
本系統(tǒng)專為汽車變速箱車速傳感器生產(chǎn)線終檢測試設(shè)計(jì)開發(fā)?？梢栽谑覝叵聦鞲衅鬟M(jìn)行各項(xiàng)功能、電氣指標(biāo)的自動(dòng)化測試，包括： L、C、R（靜態(tài)參數(shù)），高電壓（VH）、低電壓（VL）、高電流（IH）、低電流（IL）、高低電流比（IH/IL）、上升沿時(shí)間（Tr）、下降沿時(shí)間（Tf）、脈沖寬度（Pluse Width）、占空比（Duty）、單齒誤差（SD）、全齒誤差（TD）、齒數(shù)（Cog）等動(dòng)態(tài)性能參數(shù)，同時(shí)利用視覺檢測傳感器O型圈的顏色和有無，Bushing有無和針腳彎曲測試等，最后對合格件進(jìn)行激光打碼。
設(shè)備采用了模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化組件和元件，采用16工位轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)，包括機(jī)械部分，控制部分和測試部分，適合站立式操作。系統(tǒng)操作簡單，自動(dòng)化程度高，測試精確高效，適用于各類生產(chǎn)流水線的終檢。整個(gè)過程除了人工上件之外基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化測試過程。同時(shí)兼容不同型號產(chǎn)品，包括不帶線纜產(chǎn)品和帶線纜產(chǎn)品，自動(dòng)識別產(chǎn)品類型，自動(dòng)控制氣缸位置，合格件自動(dòng)打碼，采用吸盤或抓取方式自動(dòng)卸件，并對應(yīng)放至合格件箱和廢件箱。并對測件性能進(jìn)行評判，依據(jù)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)的不同可測試不同類型的傳感器。
圖1 速度傳感器終檢臺
2.1 電氣設(shè)計(jì)
測試系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)字I/O模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)器視覺模塊等組成。控制部分主要由PLC實(shí)現(xiàn)對氣缸、轉(zhuǎn)臺、報(bào)警系統(tǒng)的控制，以及監(jiān)視氣缸位置、操作按鈕、光電傳感器、急停開關(guān)等的狀態(tài)。數(shù)字I/O模塊的功能是數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對被測傳感器的采集。運(yùn)動(dòng)控制模塊主要是控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)目標(biāo)輪按設(shè)定的參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，激勵(lì)被測傳感器產(chǎn)生信號。機(jī)器視覺模塊采用工業(yè)相機(jī)檢測產(chǎn)品有無、O型環(huán)有無及顏色，并且辨別法蘭型號，判斷產(chǎn)品針腳是否彎曲，以及產(chǎn)品放錯(cuò)辨識。
圖2 電氣設(shè)計(jì)
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用16工位轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)，自動(dòng)化程度高，除上件需要人工完成，圖像識別、功能測試、合格件打碼以及卸件等過程均自動(dòng)完成，保證了測試節(jié)拍在6s以內(nèi)。各工位功能分別為:(1)產(chǎn)品上料；(2)產(chǎn)品上料(備)；(3)備用；(4)Bushing有無、O型圈顏色和工件有無檢測；(5)電容電阻檢測；(6) 備用；(7)功能Ⅰ測試；(8)備用；(9)功能Ⅱ測試；(10)備用；(11)產(chǎn)品連接器PIN腳檢測；(12)激光打標(biāo)；(13)備用；(14)測試良品/不良品自動(dòng)卸料；(15)備用；(16)備用。
采用獨(dú)立工裝設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品快速換型，如圖3所示。測試不同類型的傳感器只需定制相應(yīng)的模塊，各個(gè)測試模塊上都安裝有氣缸、目標(biāo)輪、傳感器和電氣接口，系統(tǒng)可根據(jù)測試工裝的唯一標(biāo)志識別其類型，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的測試。
圖3 測試工裝
2.3 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件基于PLC和NI LabVIEW，PLC實(shí)現(xiàn)氣缸動(dòng)作控制和轉(zhuǎn)臺的位置控制，NI LabVIEW用作測試分析及數(shù)據(jù)處理，基于Profibus協(xié)議實(shí)現(xiàn)PLC與LabVIEW之間通訊及信號反饋。在保證測試精度，節(jié)拍等基礎(chǔ)上系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。測試界面美觀、整齊，自動(dòng)記錄測試數(shù)據(jù)，測試系統(tǒng)具備錯(cuò)誤與異常處理能力。
測試界面如圖4所示，軟件的主界面主要包括三個(gè)部分：菜單欄、工具欄和狀態(tài)欄。菜單主要包括系統(tǒng)、運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理、其他模式和幫助，系統(tǒng)的子菜單包括登錄、注銷、用戶管理、參數(shù)配置和退出；運(yùn)行的子菜單包括自動(dòng)測試；數(shù)據(jù)管理子菜單包括出數(shù)據(jù)瀏覽和錯(cuò)誤日志；其他模式包括工程師模式；幫助的子菜單包括幫助文檔和關(guān)于。工具欄的按鈕從左至右依次為用戶登錄、注銷、用戶管理、參數(shù)配置、自動(dòng)測試、數(shù)據(jù)瀏覽、錯(cuò)誤日志、幫助和退出。
圖4 測試界面
3 系統(tǒng)性能及指標(biāo)
4 小結(jié)
多工位變速箱車速傳感器終檢臺的開發(fā)過程中綜合了多項(xiàng)技術(shù)，包括精密機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、自動(dòng)測試軟件技術(shù)等，攻克了其中的技術(shù)難點(diǎn)，例如：通過提高機(jī)械精度、軟硬件監(jiān)控，確保車速傳感器在測試過程中的氣隙值穩(wěn)定；采用母臺和測試模塊相結(jié)合的方式，通過更換不同的測試模塊，測試母臺可用于多種汽車傳感器的測試，對用戶而言，不需要為每種傳感器都配置測試系統(tǒng)，取而代之定制價(jià)格相對低廉的模塊即可，為客戶節(jié)約大量成本；系統(tǒng)不僅可對傳感器的性能指標(biāo)進(jìn)行全面測試，同時(shí)可以檢測產(chǎn)品外觀及物理形態(tài)。
系統(tǒng)結(jié)合產(chǎn)線終檢測試的過往以驗(yàn)，充分考慮終檢測試中對測試效率、測試精度、人機(jī)安全、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等的要求，并進(jìn)行合理優(yōu)化，保證系統(tǒng)測試滿足MSA和R&R的測試精度，GR&R<10%；一般測試、打標(biāo)的合計(jì)時(shí)間小于8s，適用于各類車用速度、位置傳感器的終檢測試。
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