C-RIO柔性測試技術(shù)在XLM-2線功能測試臺中的應(yīng)用

前言

XLM2線功能測試臺主要承擔(dān)對油泵支架總成各項性能的檢測。主要針對通用公司以及福特公司的12種配套車型的油泵支架系統(tǒng)進行測試。其主要測試參數(shù)包括：油體浮子液位阻值(TSG電阻)、油泵啟動電流、CO接地電阻、DRV接地電阻、油泵轉(zhuǎn)動極性以及產(chǎn)品條碼掃描等一系列關(guān)鍵參數(shù)。其測試結(jié)果直接關(guān)系到油泵支架系統(tǒng)的出廠指標(biāo)以及產(chǎn)品質(zhì)量，其功能測試臺處于整條生產(chǎn)線最終檢測環(huán)節(jié)而顯得異常重

針對以上測試要求，若采用傳統(tǒng)的基于PCI數(shù)據(jù)采集的測試系統(tǒng)進行開發(fā)，受到上位機操作系統(tǒng)以及測試環(huán)境的影響較大。而基于PLC進行開發(fā)又會受到采集速度等條件的限制。本文采用美國國家儀器(NI)公司近年來最新推出的C-RIO測試技術(shù)進行開發(fā)，它是一種基于底層FPAG進行編程的技術(shù)，包含一個實時控制器與可重新配置的FPGA芯片，底層硬件資源對用戶開放，避免了受到軟件操作系統(tǒng)以及固有采集模式的限制，具備良好的靈活性與可靠性。

測試系統(tǒng)功能及硬件構(gòu)架

測試系統(tǒng)如圖1所示，測試功能可以分為3個基本部分。

設(shè)備儀器控制：包括TSG電阻測試驅(qū)動伺服電機控制、掃碼儀控制以及極性探測器控制。其中TSG電阻測試要求控制測試電機處在恒速條件下。整個過程分為三個階段，如圖2。

模擬信號采集：包括對TSG電阻、CO電阻以及DRvl直的測量。

I／O控制：包括對負壓吸緊氣缸、CO探針氣缸、DRV上推氣缸，DRV探針氣缸以及多個繼電器進行信號輸出控制，同時對工件識別光電開關(guān)、高度上下限接近開關(guān)，零位接近開關(guān)、安全繼電器以及雙手控制器進行輸入信號捕捉。

測試系統(tǒng)的構(gòu)架：由于本系統(tǒng)功能測試類型較多，單一的數(shù)據(jù)采集設(shè)備或I／O控制設(shè)備都難以滿足要求。經(jīng)過多次比較與選型，本測試系統(tǒng)采用NI公司最新推出的C-RIO測試技術(shù)，基于低層FPGA編程的C-RIO9074進行系統(tǒng)構(gòu)架。該系統(tǒng)接線實物電氣圖如圖3所示。

測試系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)的軟件界面如圖4所示，其操作功能如圖5所示。

自動測試功能：系統(tǒng)具備自動測試功能，其詳細測試工藝后文詳述。

手動測試功能：系統(tǒng)具備對測試運動控制部件進行手動控制功能，可進行所有運動控制的手動調(diào)整，方便系統(tǒng)調(diào)試。

校驗功能：由于本測試系統(tǒng)長期運行于生產(chǎn)線，測試的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性非常重要。本測試系統(tǒng)軟件設(shè)計了光電開關(guān)校驗，高度校驗，TsG阻值校驗，DRV阻值校驗，CO阻值校驗，啟動電流校驗，極性校驗。通過相應(yīng)操作界面定期對系統(tǒng)進行校驗，可保證系統(tǒng)長期測試的可靠性。

測試工件參數(shù)選型：本系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置各種生產(chǎn)線測試工件類型，通過測試工件選型、測試參數(shù)將自動加載入測試界面。

測試數(shù)據(jù)記錄：在工件測試結(jié)束后，測試過程中的數(shù)據(jù)將自動記錄并保存。

系統(tǒng)自動測試工藝過程

過程如圖6所示。

(1)工件識別。當(dāng)工件被正常裝入測試夾具后，系統(tǒng)將對工件進行自動識別并判斷是否合格，如果工件識別正確，則進行下一個工序測試。如果沒有工件放入，或工件放置位置錯誤，則系統(tǒng)自動提示工件識別錯誤報警并停止測試。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(2)掃描條碼識別。當(dāng)工件被識別后、掃描條碼器自動打開對測試工件進行條碼掃描。如果掃描編碼與預(yù)設(shè)掃描客戶編碼一致，系統(tǒng)自動判斷掃描條碼合格，關(guān)閉掃描條碼器，并進行下一道工序測試。如果掃描編碼與預(yù)設(shè)掃描客戶編碼不一致，則系統(tǒng)自動提示掃描條碼錯誤報警并停止測試。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(3)TSG電阻值測試。當(dāng)工件條碼掃描合格后，系統(tǒng)將根據(jù)型號選擇，確定是否進行TSG電阻測試。如果TSG電阻測試被選中，系統(tǒng)將自動進行TSG電阻測試。否則，系統(tǒng)將跳過本道測試工序，進行下一道工序的測試。在此過程中，系統(tǒng)將控制電機測試絲桿帶動被測工件的浮子進行TSG電阻測試，并將整個測試過程以高度為橫坐標(biāo)，以測試阻值為縱坐標(biāo)的測試特性曲線記錄下來，同預(yù)先設(shè)置好的檢驗范圍進行對比。如果測試點測試結(jié)果均在檢驗范圍內(nèi)，則判定TSG電阻測試合格，進行下一道工序測試。如果其中一個或多個測試數(shù)據(jù)超過檢驗范圍，則系統(tǒng)自動提示TSG電阻測試錯誤報警并停止測試。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(4)啟動電流測試。TSG電阻測試合格后(如果系統(tǒng)選擇進行TSG電阻測試)，系統(tǒng)將自動開啟測試電源，進行工件啟動電流測試，并求取啟動電流的最大值與預(yù)先設(shè)置的允許最大啟動電流進行對比。如果測試結(jié)果小于預(yù)設(shè)值，則判定啟動電流測試合格，系統(tǒng)自動進行下一工序測試，否則系統(tǒng)自動提示啟動電流錯誤報警。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(5)極性測試。當(dāng)啟動電流測試合格后系統(tǒng)將打開極性傳感器，在工件加電工作條件下進行極性測試。如果工件工作正常，則極性測試合格，系統(tǒng)自動進行下一工序測試，否則系統(tǒng)自動提示極性錯誤報警。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(6)DRV電阻測試。當(dāng)極性測試合格后，系統(tǒng)將根據(jù)型號選擇，確定是否進行DRV電阻測試。如果DRV電阻測試被選中，系統(tǒng)將自動進行DRV電阻測試。否則，系統(tǒng)將跳過本道測試工序，進行下一道工序的測試。

在進行DRV電阻測試過程中，系統(tǒng)將控制DRV上推氣缸前進~[DRV電阻待測位置，并推動DRV測試氣針接觸到DRV電阻測試位置。然后自動測試工件DRV電阻，并同預(yù)先設(shè)置好的檢測范圍進行對比，如果測試結(jié)果在預(yù)設(shè)的檢測范圍以內(nèi)，則判定DRV電阻測試合格，系統(tǒng)自動進行下一工序測試，否則系統(tǒng)自動提示DRV電阻測試錯誤報警。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

(7)CO電阻測試。CO電阻的測試工藝與DRV電阻的測試工藝基本相似。即當(dāng)DRV電阻測試合格后，系統(tǒng)將根據(jù)型號選擇，確定是否進行CO電阻測試。如果co電阻測試被選中，系統(tǒng)將自動進行CO電阻測試，否則系統(tǒng)將結(jié)束測試。并提示操作人員工件所有測試參數(shù)合格，請取走工件，并開始下一工件的參數(shù)測試。

在進行CO電阻測試過程中、系統(tǒng)將CO測試氣針接觸到CO電阻測試位置后，自動測試工件CO電阻。在測試完成后，自動同預(yù)先設(shè)置好的檢測范圍進行對比。如果測試結(jié)果在預(yù)設(shè)的檢測范圍以內(nèi)，則CO電阻測試合格，并結(jié)束整個測試。否則系統(tǒng)自動提示CO電阻測試錯誤報警。需手動復(fù)位，并重新開始測試。

本油泵支架測試臺是聯(lián)合汽車電子有限公司西安廠針對油泵支架專門開發(fā)的參數(shù)測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用NI公司c RIO測試系統(tǒng)進行開發(fā)，目前已經(jīng)投入生產(chǎn)線運行，測試結(jié)果穩(wěn)定，達到預(yù)期的設(shè)計功能。