Ing. Alejandro Sarabia, Continental Automotive
Diseñar y desarrollar un sistema de pruebas interno para sensores automotrices que sea fácil de mantener y minimice los costos de hardware.
Usar el software de desarrollo de sistemas NI LabVIEW e instrumentación modular PXI para construir un sistema de pruebas de fin de línea personalizado en poco tiempo que tenga la capacidad de aumentar la cantidad de productos que se pueden probar simultáneamente.
La fiabilidad de los sensores de velocidad de reluctancia variable (VR) es crítica. Estos sensores deben poder operar en las condiciones más duras y ser altamente compatibles con todas las partes del sistema. Deben ser resistentes a factores externos como temperatura, humedad, suciedad y algunos productos químicos. Además, los sensores deben dar información confiable sin que los resultados se vean afectados por campos electromagnéticos y la proximidad de otros sensores.
Para este proyecto, necesitábamos diseñar un sistema de pruebas completo para los diferentes aspectos eléctricos y mecánicos, desde la creación de medidor de espesores hasta la programación del software que verifica los diferentes sensores de velocidad.
El sistema realiza las siguientes dos pruebas principales en el sensor VR:
1. Medida de la resistencia e inductancia nominales de la bobina, incluyendo la comprobación de que los valores de resistencia e inductancia de la bobina del sensor se encuentran dentro de los parámetros normales de funcionamiento.
2. Medida del voltaje inducido. Podemos usar el módulo NI PXI-6515 para controlar el servomotor de una rueda dentada que simula un neumático de rotación. La rotación excita la bobina del sensor para generar una señal de voltaje. Podemos usar el multímetro digital (DMM) NI PXI-4072 y el NI LabVIEW Advanced Signal Processing Toolkit para medir y analizar la señal para obtener su forma, amplitud y ángulo de fase. También podemos usar una señal del servomotor para transmitir los datos del DMM y medir el voltaje inducido, siempre en los mismos dientes de la rueda. Usamos este método de medida para cada sensor VR; de lo contrario, tendríamos una medida de voltaje diferente para cada pin y el costo potencial del análisis R&R aumentaría en un 100%.
Uno de los beneficios de usar el DMM NI PXI-4072 junto con el módulo de E/S digital NI PXI-2503 fue que podíamos realizar múltiples medidas como resistencia, inductancia y voltaje usando un solo instrumento. Esto permitió importantes ahorros de costos. Además, usar la tarjeta de E/S digital NI PXI-6515 significaba que podíamos controlar directamente el servomotor y la rotación de la galga sin necesidad de hardware adicional, lo que resultó en ahorros adicionales en comparación con usar un controlador lógico programable solo para esta tarea. Finalmente, implementar el probador en la plataforma industrial PXI llevó a un sistema pequeño y modular. Por lo tanto, pudimos acomodar todo el equipo de pruebas para señales digitales, medidas analógicas y conmutación, así como el equipo para procesamiento y análisis matemático, en un rack pequeño, lo que redujo el tamaño del gabinete de pruebas.
Desarrollamos la aplicación utilizando el software LabVIEW y diseñamos la interfaz de usuario para representar visualmente los valores de resistencia, inductancia y fase de la señal. Además, un indicador grande muestra si la pieza cumple con los requisitos de aprobación/falla para que el operador pueda descartar los sensores defectuosos (Figura 1).
Diseñamos la lógica de la aplicación para aprovechar la naturaleza gráfica de LabVIEW, utilizando una arquitectura basada en máquinas de estado. Esto nos ayudó a construir la aplicación para un solo entorno, un sensor a la vez y en poco tiempo. Además, cuando necesitábamos duplicar la cantidad de sistemas para probar los sensores en paralelo (Figura 2), fue simple hacer las modificaciones necesarias al código porque podíamos reutilizar la mayor parte del código original y solo necesitábamos un rack más grande para acomodar instrumentos adicionales.
Diseñamos y desarrollamos, de principio a fin, un sistema de pruebas que cumple con nuestras necesidades de pruebas inmediatas y tiene la capacidad de crecer para futuras aplicaciones utilizando software y hardware de NI, así como la asistencia del equipo de ventas y soporte de NI México. Completamos el proyecto en solo seis meses y nuestros costos se redujeron, ahorrándonos aproximadamente $800,000 USD en un año. Estamos trabajando en más proyectos utilizando la plataforma de NI debido a la flexibilidad y escalabilidad de los productos, así como a la calidad del servicio y soporte de la compañía.
Ing. Alejandro Sarabia
Continental Automotive
Cd. Juárez, Chih.
México
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alejandro.zarabia@siemens.com