虛擬儀器技術(shù)在汽車檢測中應(yīng)用
汽車連桿三工位螺母自動扳緊的檢測是這個繁雜系統(tǒng)的一部分郊纱,它是在大批量生產(chǎn)汽車減震器,組裝活桿時其种,將其頭部的螺母擰緊到標(biāo)準(zhǔn)力矩后臼蔼,將活塞桿頭部鋤緊使螺母鎖緊力保持不變的專用設(shè)備。現(xiàn)代汽車測試系統(tǒng)復(fù)雜而龐大藤树,在單一工位上浴滴,需要測試控制的參量往往多達(dá)幾十個。在舊有的系統(tǒng)中岁钓,經(jīng)常是由占地面積極大的測試設(shè)備實現(xiàn)單一參量的測控升略。例如,改制前的三工位自動扳緊檢測儀器屡限,需一個大機(jī)柜品嚣,面板上設(shè)置有許多按鈕(如:起動、測試钧大、打印等)和信號燈顯示器翰撑,操作復(fù)雜,功能單一啊央。虛擬化后的測試儀器眶诈,只需一臺帶有內(nèi)置式DAQ卡的PC機(jī),所有的功能鍵劣挫、顯示器册养、曲線都可以在CRT顯示器上重構(gòu)。其操作簡單险悲,用戶可以方便地增修梭、減模塊,進(jìn)行重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測試要求专勇,既不丟失已有的硬件和軟件資源纸级,又能滿足經(jīng)常變化的測試要求。
2、汽車連桿三工位螺母自動扳緊沖棚裝置系統(tǒng)
連桿三工位螺母自動扳緊沖鋤裝置是以氣動為動力源描刹,由電氣閥控制氣缸的運動县堰,到達(dá)工作工位后,由微機(jī)自動控制螺母扳緊婆崔。整個設(shè)備為三工位回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)茴支。第一工位為人上料、下料十卖,第二工位為擰緊螺母卓您,第三工位為沖銷活塞桿頭部。三個工位相位差為120度俘伤,由轉(zhuǎn)臺汽缸帶動三個工位之間的轉(zhuǎn)換浙炼。其具體的技術(shù)指標(biāo)為:
(1)生產(chǎn)節(jié)拍為0.25分鐘。
(2)擰緊最大扭矩為15N.m唯袄,要求扳緊扭矩在10~15N.M范圍內(nèi)無級可調(diào)弯屈,精度在±2.5范圍內(nèi)。
(3)在扳緊扭矩從8N.m到達(dá)15N-m過程中轉(zhuǎn)過的角度應(yīng)相對恒定恋拷。在扭矩為5N.m時光點編碼器開始記數(shù)资厉,當(dāng)扭矩到達(dá)12N.m時,轉(zhuǎn)過的角度為5度梅掠,即為合格酌住。
在實際操作中,有時會有鐵屑等雜質(zhì)滲入螺紋阎抒,造成誤差酪我,導(dǎo)致次品的產(chǎn)生。因此我們提出扭矩一轉(zhuǎn)角復(fù)合控制法且叁,在擰緊到克服了表面凹凸不平都哭,并承受一定的扭矩后,再擰過一定轉(zhuǎn)角逞带,以提高產(chǎn)品質(zhì)量欺矫。
在擰緊過程中,如何控制主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定是準(zhǔn)確測量擰緊力矩的關(guān)鍵吱台。本系統(tǒng)采用了帶PWM調(diào)速裝置的直流電機(jī)姥憋,即脈沖寬度調(diào)制式。
同時在主軸上安裝光電編碼器苦爸,以測得主軸擰緊螺母時轉(zhuǎn)過的角度拼肥,保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3瑟扁、虛擬化測試系統(tǒng)的實現(xiàn)
虛擬儀器的誕生境仁,將傳統(tǒng)的以硬件為主的儀器改為以軟件為主的儀器毕察,從而在數(shù)據(jù)計算,結(jié)果顯示阿切,生產(chǎn)力的提高等方面得到了巨大的改進(jìn)库绩。
汽車連桿三工位螺母自動扳緊沖鉚裝置的虛擬化改進(jìn)設(shè)計采用了基于PC機(jī),與內(nèi)置式數(shù)據(jù)采集卡位分辨率的模擬輸出擦蚣,可進(jìn)行模擬/數(shù)字觸發(fā)峡蓖,具有十個可編程的功能輸入端口。
系統(tǒng)采用NI公司的Labwindows/CVI作為軟件開發(fā)平臺掠廓,它建立在開放式軟件體系結(jié)構(gòu)之上藏斩,以工程(plug一in DAQ)相配合的方案,進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理却盘。計算機(jī)與DAQ系列產(chǎn)品相結(jié)合,可進(jìn)行實時測量和過程控制媳拴。在生產(chǎn)過程中我們再也無須由人工記錄數(shù)據(jù)黄橘,并將數(shù)據(jù)輸入分析或顯示程序中,內(nèi)置式DAQ與適當(dāng)?shù)能浖嗯浜锨龋勺詣訉崿F(xiàn)這些功能塞关。內(nèi)置式DAQ方案設(shè)計主要使用一塊插在PC機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的DAQ板,使用軟件對整個測量過程以及實際的模擬/數(shù)字信號進(jìn)行處理子巾。典型的DAQ板包括一個或多個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Converts)帆赢,數(shù)字I/O口,和記數(shù)/定時回路线梗。這些組成元件是計算機(jī)與實際的模擬量椰于,數(shù)字量和定時I/O信號之間的界面,為我們讀寫處理數(shù)據(jù)提供了方便仪搔。
在本系統(tǒng)中姻眼,我們選用NI公司的AT-MIO-16E-2作為內(nèi)置式DAQ板,其主要的性能指標(biāo)為:16個單端袄扛,8個差分模擬量輸入娄缴,12位采樣精度,采樣速率達(dá)500kS/s桂付,各通道增益與量程相互獨立摊梯;2通道,12文件為主題框架巍嘶,將C++源文件杀乃,頭文件,庫文件痒脊,目標(biāo)模塊瞎弥,用戶界面文件,動態(tài)連接庫儀器驅(qū)動程序等多功能組件結(jié)合一體,并支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)和TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)功能祝鞍。
4众琼、結(jié)論
由于采用了基于PC機(jī),配置有內(nèi)置式DAQ板椰弊,以Labwindows/CVI作為軟件開發(fā)平臺進(jìn)行過程監(jiān)測與控制许溅,虛擬化后的設(shè)計方案去掉了原有的龐大的機(jī)柜,可以即時地以各種方便的方式顯示結(jié)果秉版,并可將結(jié)果存為Excel等形式的文件贤重,還可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集,減少了分析處理數(shù)據(jù)所需的時間清焕。而且圖形化的編程平臺并蝗,對于系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試,以及可執(zhí)行程序的生成秸妥,都比原有系統(tǒng)優(yōu)越得多滚停。若是所需測控參量數(shù)目很多,考慮到電磁屏蔽粥惧,系統(tǒng)擴(kuò)展與開發(fā)键畴,采用基于VXI總線的實現(xiàn)方案,將更為合適突雪。
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