"我們充分利用LabVIEW內(nèi)置的并行機(jī)制開(kāi)發(fā)了一個(gè)功能強(qiáng)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(kāi)發(fā)堅(jiān)固的負(fù)載控制和位移控制系統(tǒng) - 與伺服電機(jī)、測(cè)壓元件、編碼器連接同時(shí)連接到Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程軟件訪問(wèn)、條形碼打印機(jī)、條形碼閱讀器 – 進(jìn)行汽車(chē)座架在線(xiàn)生產(chǎn)測(cè)試。

解決方案:

NI LabVIEW軟件、NI運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品和PXI技術(shù)相結(jié)合，為生產(chǎn)線(xiàn)測(cè)試提供了一個(gè)高性?xún)r(jià)比解決方案，生產(chǎn)線(xiàn)測(cè)試通過(guò)條形碼來(lái)識(shí)別不同的產(chǎn)品并測(cè)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(hù)專(zhuān)為領(lǐng)先的汽車(chē)制造商生產(chǎn)汽車(chē)座椅組件。 其零件必須符合最高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，裝運(yùn)前必須100％進(jìn)行功能測(cè)試。 在本案例中，我們精確測(cè)量并記錄每個(gè)汽車(chē)座椅零件的位移參數(shù)。

我們的客戶(hù)需要的是一個(gè)實(shí)時(shí)且性?xún)r(jià)比高的汽車(chē)座椅產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)測(cè)試解決方案。 測(cè)試設(shè)備需要通過(guò)條形碼識(shí)別不同的產(chǎn)品并測(cè)試產(chǎn)品是否符合相應(yīng)參數(shù)要求。

該項(xiàng)目要求測(cè)試設(shè)備有以下特性：靈活 - 能夠測(cè)試多種產(chǎn)品類(lèi)型；快速 - 滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的周期時(shí)間；全面 - 能夠測(cè)試各種變量和屬性數(shù)據(jù)；直觀 - 讓缺乏經(jīng)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)產(chǎn)品 ，并結(jié)合用于控制和數(shù)據(jù)采集的臺(tái)式PC和遠(yuǎn)程PXI機(jī)架。

由于我們需要對(duì)大量的零件進(jìn)行測(cè)試，因此我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)自動(dòng)彈出系統(tǒng)，可自動(dòng)將已測(cè)試的產(chǎn)品從工裝中移除。 這一改進(jìn)的簡(jiǎn)化工作流程使操作員可以在前一個(gè)已測(cè)試座架準(zhǔn)備進(jìn)行包裝時(shí)裝載和開(kāi)始測(cè)試新座架。 該設(shè)計(jì)減少了不必要的操作步驟，從而極大地縮短了周期時(shí)間。

測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于該項(xiàng)目需要較多的數(shù)字通道，僅一臺(tái)臺(tái)式PC并無(wú)法支持所需數(shù)量的PCI板卡。 我們選擇了 NI PXI遠(yuǎn)程機(jī)箱 來(lái)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(gè) 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(guò)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(shí)間，減少了電路的復(fù)雜度，進(jìn)而降低了成本。 此外，我們還采用兩個(gè) NI PXI-6512 低成本工業(yè)數(shù)字輸入模塊來(lái)實(shí)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(guò)模塊的斷路器盒將信號(hào)直接連接到設(shè)備，而無(wú)需再通過(guò)光學(xué)隔離器。 如此多的通道不僅可節(jié)省設(shè)置時(shí)間，也可節(jié)省面板空間。

帶自動(dòng)彈出功能的背骨架測(cè)試儀

我們還使用一個(gè)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?yàn)榭蛻?hù)的技術(shù)規(guī)范要求我們進(jìn)行非常精確的負(fù)載測(cè)量。 我們還使用一個(gè) NI PXI-6602 計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器模塊來(lái)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(duì)于系統(tǒng)中四個(gè)伺服電機(jī)的控制，我們則采用了 NI 7340 四軸運(yùn)動(dòng)控制器。 NI Measurement & Automation (MAX)配置工具可與驅(qū)動(dòng)完全集成，為我們提供了一個(gè)進(jìn)行設(shè)置和故障解決的直觀圖形化用戶(hù)界面。

最后，我們使用一個(gè)MXI-Express鏈路，即 NI PCIe-8361來(lái)將PXI機(jī)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(gè)透明鏈路，使所有PXI模塊看起來(lái)就像PC內(nèi)置的PCI板卡。 MAX服務(wù)簡(jiǎn)化了設(shè)置流程。 我們的開(kāi)發(fā)者能夠以比預(yù)計(jì)更快的速度完成PXI系統(tǒng)的完全組裝和安裝并進(jìn)行測(cè)量。 我們起初還以為需要花幾天的時(shí)間才能開(kāi)始著手工作，但是后來(lái)很驚喜地發(fā)現(xiàn)只需幾個(gè)小時(shí)系統(tǒng)就可以運(yùn)行。 

LabVIEW解決方案

大量的傳感器以及種類(lèi)繁多的測(cè)試產(chǎn)品給我們?cè)O(shè)計(jì)直觀易用的用戶(hù)界面帶來(lái)了挑戰(zhàn)。 由于該客戶(hù)的工廠里沒(méi)有如此復(fù)雜的設(shè)備，因此我們仔細(xì)地研究了這一問(wèn)題。 作為生產(chǎn)線(xiàn)測(cè)試儀，該設(shè)備必須堅(jiān)固、簡(jiǎn)單、精確且可安全操作。

我們的開(kāi)發(fā)人員所使用的軟件設(shè)計(jì)輔助工具是 LabVIEW狀態(tài)圖工具包 ，這樣他們可以在開(kāi)發(fā)代碼的同時(shí)查看程序架構(gòu)，從而減少了編程的總時(shí)間。 LabVIEW狀態(tài)圖工具包可幫助Sci-Mech開(kāi)發(fā)人員與Sci-Mech管理層和客戶(hù)分享機(jī)器操作概念。 該項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)可幫助我們發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，也使得Sci-Mech無(wú)需浪費(fèi)任何開(kāi)發(fā)時(shí)間即可在原來(lái)的設(shè)計(jì)概念上進(jìn)行改進(jìn)。

我們還借助 NI運(yùn)動(dòng)助手 來(lái)設(shè)置初始運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)。 該工具可幫助我們節(jié)省數(shù)小時(shí)的開(kāi)發(fā)時(shí)間，而且非常適用于伺服電機(jī)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(chē)座椅測(cè)試系統(tǒng)的整體速度。

我們?cè)O(shè)計(jì)該設(shè)備的目的是為了盡可能同時(shí)且獨(dú)立地測(cè)試兩個(gè)產(chǎn)品。 這給我們的開(kāi)發(fā)人員提出了一個(gè)挑戰(zhàn)，即開(kāi)發(fā)一個(gè)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(xì)信息的圖形用戶(hù)界面。 LabVIEW前面板控件，尤其是主GUI上的“標(biāo)簽”，使得我們可輕松訪問(wèn)所有相關(guān)的測(cè)試和診斷信息，并可通過(guò)密碼訪問(wèn)設(shè)置參數(shù)。

我們選擇雙核臺(tái)式PC來(lái)與 NI PXI-1042 七槽PXI機(jī)箱進(jìn)行通信。 通過(guò)雙核PC，我們可以充分利用LabVIEW內(nèi)置的并行機(jī)制來(lái)創(chuàng)建一個(gè)功能強(qiáng)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(hù)可能運(yùn)行的應(yīng)用程序留出充足的資源。