"NI PCI-1409圖像采集卡是在該測試儀上使用多臺攝像機(jī)的高效低成本。"- Eric King, Radical Systems, Inc. 

挑戰(zhàn):

開發(fā)用于通信測試的高產(chǎn)品吞吐量測試站；評估物理尺寸屬性；檢測外觀缺陷、電子特性和不同類型的汽車收音機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)和儀表板的各種元件。

解決方案:

提供全自動汽車終端測試站，無需進(jìn)一步修改軟件即可適應(yīng)各種待測設(shè)備(UUT)。

作者:

Eric King - Radical Systems, Inc.

NI產(chǎn)品用于驗(yàn)證質(zhì)量

汽車行業(yè)對使用高可靠性組裝線測試設(shè)備來驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量的高速生產(chǎn)測試方法存在特殊的要求。 對于導(dǎo)航界面、儀表板、音響設(shè)備，為了避免昂貴的零件召回必須保證質(zhì)量。 因此，汽車制造商必須采用統(tǒng)一的方法來監(jiān)測和驗(yàn)證每個(gè)零件的質(zhì)量。 在這個(gè)例子中，我們采用一個(gè)多功能測試儀來幫助我們實(shí)現(xiàn)了高可靠性質(zhì)量驗(yàn)證。

我們使用NI數(shù)據(jù)采集和圖像采集硬件開發(fā)了一個(gè)基于Windows XP的一站式測試儀。使用運(yùn)動控制來定位用于氣動操作的UUT表面和一系列CCD攝像頭下方的按鈕。 這樣做的目的是驗(yàn)證UUT的運(yùn)行情況，并檢測是否存在外觀缺陷以及按鈕的方向和位置是否正確。 借助該系統(tǒng)軟件，我們可以通過一系列針對新UUT的診斷工具和劇情產(chǎn)生工具來調(diào)試測試站而無需對現(xiàn)有軟件進(jìn)行任何更改。 劇情產(chǎn)生設(shè)備不僅可滿足各種視覺要求，也可用于通信消息、協(xié)議和UUT按鈕響應(yīng)。 借助基于Windows的PC，我們開發(fā)了一個(gè)具有極大靈活性的測試站，這是使用其他技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)。

識別機(jī)械和通信缺陷

測試這些零件碰到的第一個(gè)難題是裝載和正確定位UUT。 我們在多個(gè)測試中均需要拆開UUT，使用CCD攝像頭對其進(jìn)行檢查，并以可控的方式激活按鈕和刻度盤。 因此我們將夾具安裝到一個(gè)電氣滑塊上，該滑塊可將UUT和攝像頭移動到多個(gè)位置（包括裝載位置）。 然后，我們將UUT放置在氣動執(zhí)行器頂蓋下方，氣動執(zhí)行器用于自動按壓UUT上的各種按鈕。

我們首先設(shè)計(jì)了基于PCI的測試系統(tǒng)，以觀察基于CANBUS和J-1850等各種通信協(xié)議的按鈕按壓響應(yīng)。我們共提供了42個(gè)氣動執(zhí)行器來控制按鈕按壓和設(shè)備旋鈕驅(qū)動，包括一個(gè)九孔操縱桿。 接著通過一個(gè)簧片繼電器來驅(qū)動每個(gè)氣動執(zhí)行器，繼電器由NI E系列DAQ卡的數(shù)字輸出控制，DAQ卡與早期開發(fā)的繼電器驅(qū)動電路相連接。 我們提供了一個(gè)零件劃線設(shè)備，以在測試完成后標(biāo)記每個(gè)合格零件。

我們采用NI PCI-1409圖像采集卡這一高效低成本的解決方案，實(shí)現(xiàn)在該測試儀上使用多臺攝像機(jī)。 系統(tǒng)的四個(gè)攝像頭意味著視覺軟件部分可以分析UUT的不同剖面。 我們使用不同的攝像頭來觀察按鈕和旋鈕等多個(gè)對象上的LED燈。 此外，我們使用不同的攝像頭來檢驗(yàn)UUT的不同剖面，以檢查是否存在外觀缺陷以及零件的位置和方向是否正確。 我們使用OCR軟件和高級圖像采集分析軟件來識別文本并確認(rèn)液晶顯示屏上顯示的按鈕響應(yīng)。

我們開發(fā)了一個(gè)用戶界面，使測試工程師可以在測試站調(diào)試多個(gè)UUT，每個(gè)UUT具有多個(gè)感興趣區(qū)。 然后，我們利用這些模式來測試各種參數(shù)，包括LCD字符生成、按鈕物理位置（1毫米以內(nèi)）、絲印應(yīng)用和缺陷以及LED背光。

利用低開銷自定義引擎減少用戶干預(yù)

我們開發(fā)了一個(gè)基于LabVIEW的引擎，以在各種設(shè)置面板上執(zhí)行多種不同的測試模塊，我們通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址訪問該引擎，以在添加新部件至系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有零件進(jìn)行更改時(shí)驅(qū)動組裝線運(yùn)行。 該軟件可使系統(tǒng)在測試VI之間交換信息時(shí)的開銷最小化。 這意味著該系統(tǒng)能夠以最快的速度執(zhí)行所有任務(wù)，且可最大程度縮短測試調(diào)用之間的時(shí)間間隔。 該架構(gòu)極大地縮短了系統(tǒng)的UUT測試時(shí)間（大約35秒），幫助客戶節(jié)省大量成本。

基于LabVIEW的測試引擎具有多個(gè)功能，可幫助系統(tǒng)計(jì)算測試時(shí)間、設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、零件數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以及自動記錄數(shù)據(jù)。 我們采用用戶密碼和權(quán)限來限制每個(gè)測試系統(tǒng)部分相應(yīng)操作人員的操作。 此外，測試經(jīng)理可以隨時(shí)導(dǎo)出并進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)格式，如圖像和圖形。 該測試儀還包含一套強(qiáng)大的診斷面板來執(zhí)行測試站和UUT操作驗(yàn)證。

周期時(shí)間短，可靠性高，節(jié)約大量成本

由于周期時(shí)間僅約35秒，且進(jìn)行簡單的更新或添加新UUT時(shí)無需取下測試儀，因此這臺終端測試儀每天可以測試的設(shè)備數(shù)量高達(dá)1000臺。 另外，通過一個(gè)完全自動化的測試序列，測試操作者只需啟動測試儀，測試儀就可以完全自動的方式完成測試，這樣操作者可在系統(tǒng)執(zhí)行測試時(shí)執(zhí)行其他任務(wù)。 我們將該測試儀與之前使用的手動測試相比較，發(fā)現(xiàn)這款測試儀可顯著減少客戶的成本。