借助NI LabVIEW和NI Motion，实现汽车座椅零部件的自动化功能测试

"我们充分利用LabVIEW内置的并行机制开发了一个功能强大的应用，该应用仅需占用少量的CPU资源，因而可为操作系统留出充足的资源。 "- Amit Bhalla, Sci-Mech Technical Services Inc. 

挑战:

开发坚固的负载控制和位移控制系统 - 与伺服电机、测压元件、编码器连接同时连接到Windows操作系统平台数据库、打印机、网络、远程软件访问、条形码打印机、条形码阅读器 – 进行汽车座架在线生产测试。

解决方案:

NI LabVIEW软件、NI运动产品和PXI技术相结合，为生产线测试提供了一个高性价比解决方案，生产线测试通过条形码来识别不同的产品并测试产品是否符合相应参数要求。

作者:

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

我们的客户专为领先的汽车制造商生产汽车座椅组件。 其零件必须符合最高的质量标准，装运前必须100％进行功能测试。 在本案例中，我们精确测量并记录每个汽车座椅零件的位移参数。

我们的客户需要的是一个实时且性价比高的汽车座椅产品生产线测试解决方案。 测试设备需要通过条形码识别不同的产品并测试产品是否符合相应参数要求。

该项目要求测试设备有以下特性：灵活 - 能够测试多种产品类型；快速 - 满足预设的周期时间；全面 - 能够测试各种变量和属性数据；直观 - 让缺乏经验的操作者也可轻松使用。

我们Sci-Mech Technical Services Inc.的研究人员选择的是 LabVIEW 和 NI运动产品 ，并结合用于控制和数据采集的台式PC和远程PXI机架。

由于我们需要对大量的零件进行测试，因此我们开发了一个自动弹出系统，可自动将已测试的产品从工装中移除。 这一改进的简化工作流程使操作员可以在前一个已测试座架准备进行包装时装载和开始测试新座架。 该设计减少了不必要的操作步骤，从而极大地缩短了周期时间。

测试系统设计

由于该项目需要较多的数字通道，仅一台台式PC并无法支持所需数量的PCI板卡。 我们选择了 NI PXI远程机箱 来执行各种数据采集并与基于PC的控制器通信。 我们还使用两个 NI PXI-6511 低成本的工业数字输入模块，这些模块可提供128路组隔离的24 V输入通道。 通过组隔离，我们可以直接连接传感器，这样就节省了组装的时间，减少了电路的复杂度，进而降低了成本。 此外，我们还采用两个 NI PXI-6512 低成本工业数字输入模块来实现128路组隔离的数字输入，这也就意味着我们可以通过模块的断路器盒将信号直接连接到设备，而无需再通过光学隔离器。 如此多的通道不仅可节省设置时间，也可节省面板空间。

带自动弹出功能的背骨架测试仪

我们还使用一个采样率为250 kS/s和分辨率为16位的 NI PXI-6220 模拟输入模块。该模块非常适合我们，因为客户的技术规范要求我们进行非常精确的负载测量。 我们还使用一个 NI PXI-6602 计数器/计时器模块来捕捉位置编码器的数据，该产品提供了8路通道，每通道具有32位的分辨率。 对于系统中四个伺服电机的控制，我们则采用了 NI 7340 四轴运动控制器。 NI Measurement & Automation (MAX)配置工具可与驱动完全集成，为我们提供了一个进行设置和故障解决的直观图形化用户界面。

最后，我们使用一个MXI-Express链路，即 NI PCIe-8361来将PXI机架连接至PC。 NI PCIe-8361具有110 MB/s的持续吞吐能力，并提供了一个透明链路，使所有PXI模块看起来就像PC内置的PCI板卡。 MAX服务简化了设置流程。 我们的开发者能够以比预计更快的速度完成PXI系统的完全组装和安装并进行测量。 我们起初还以为需要花几天的时间才能开始着手工作，但是后来很惊喜地发现只需几个小时系统就可以运行。 

LabVIEW解决方案

大量的传感器以及种类繁多的测试产品给我们设计直观易用的用户界面带来了挑战。 由于该客户的工厂里没有如此复杂的设备，因此我们仔细地研究了这一问题。 作为生产线测试仪，该设备必须坚固、简单、精确且可安全操作。

我们的开发人员所使用的软件设计辅助工具是 LabVIEW状态图工具包 ，这样他们可以在开发代码的同时查看程序架构，从而减少了编程的总时间。 LabVIEW状态图工具包可帮助Sci-Mech开发人员与Sci-Mech管理层和客户分享机器操作概念。 该项设计技术可帮助我们发现潜在问题，也使得Sci-Mech无需浪费任何开发时间即可在原来的设计概念上进行改进。

我们还借助 NI运动助手 来设置初始运动曲线。 该工具可帮助我们节省数小时的开发时间，而且非常适用于伺服电机的初始设置。执行程序之前就可安全地检查加减速斜坡配置文件以及汽车座椅测试系统的整体速度。

我们设计该设备的目的是为了尽可能同时且独立地测试两个产品。 这给我们的开发人员提出了一个挑战，即开发一个能够以便于新操作者操作和理解的格式显示所有相关控制和数据采集详细信息的图形用户界面。 LabVIEW前面板控件，尤其是主GUI上的“标签”，使得我们可轻松访问所有相关的测试和诊断信息，并可通过密码访问设置参数。

我们选择双核台式PC来与 NI PXI-1042 七槽PXI机箱进行通信。 通过双核PC，我们可以充分利用LabVIEW内置的并行机制来创建一个功能强大的应用程序，该应用程序只需占用较少的的CPU资源，因而可为操作系统和其他客户可能运行的应用程序留出充足的资源。