車載​センサ​用​の​テスト​システム​を​開発​した​Continental Automotive​社、​NI​製品​の​採用​で​コスト​削減​を​実現

Ing. Alejandro Sarabia, Continental Automotive

"私​たち​の​テスト​システム​開発​プロジェクト​は​わずか​半年​で​完了​し、​1​年間​で​約​80​万​米ドル​(約​8500​万​円)​の​コスト​を​削減​する​こと​が​でき​ま​した。​NI​の​製品​は​柔軟性​と​拡張​性​に​優​れ​て​いる​ことに​加​え、​質​の​高い​サービス​と​サポート​も​受け​ら​れ​ます。​これらの​理由​から、​今後​も​より​多く​の​プロジェクト​で​NI​の​プラットフォーム​を​活用​し​てい​く​予定​です。" ​

- Ing. Alejandro Sarabia, Continental Automotive

課題:

車載​センサ​の​テスト​に​使用​する​社内​向け​の​システム​を​設計/​開発​する。​ハードウェア​に対する​コスト​を​最小限​に​抑え​つつ、​保守​が​容易​な​システム​を​構築​する​こと​を​目標​と​する。 ​

ソリューション:

LabVIEW​システム​開発​ソフトウェア​と​PXI​ベース​の​モジュール​式​計測​器​を​採用​する。​それ​により、​製造​ライン​の​最終​段階​で、​より​多く​の​製品​を​同時に​テスト​する​こと​が​可能​な​カスタム​の​テスト​システム​を​短期間​で​構築​する。 ​

VR(可変​リラ​ク​タンス)​速度​センサ​に​は、​信頼​性​の​高​さ​が​求め​ら​れ​ます。​システム​の​あらゆる​部品​とともに​使用​できる​ことに​加​え、​極めて​過酷​な​条件下​でも​動作​する​こと​を​要求​さ​れ​ます。​また、​温度、​湿度、​塵埃、​化学​物質​といった​外​的​な​要因​に対する​耐性​も​備え​て​いる​必要​が​あり​ます。​さらに、​電磁場​や、​近辺​に​ある​ほか​の​センサ​から​の​影響​によって​計測​結果​が​左右​さ​れる​こと​が​なく、​正確​な​情報​を​提供​できる​もの​でなければ​なり​ま​せん。

 

アプリケーション​の​概要

私​たち​(Continental Automotive​社)​は、​VR​速度​センサ​向け​の​完璧​な​テスト​システム​を​設計​する​必要​が​ありま​した。​その​プロジェクト​では、​すき​ま​ゲージ​の​製作​から、​複数​種​の​速度​センサ​を​検証​する​ため​の​ソフトウェア​の​プログラミング​まで、​あらゆる​こと​を​実施​しな​け​れ​ば​なり​ま​せん​で​した。​VR​速度​センサ​について、​電気​的​な​側面​と​機械​的​な​側面​から​あらゆる​テスト​を​実施​できる​よう​に​する​必要​が​ありま​した。

 

開発​する​テスト​システム​では、​VR​速度​センサ​の​テスト​として、​主に​以下​の​2​つ​を​実行​し​ます。

  • コイル​の​抵抗​値​と​インダクタンス​値​の​測定。​センサ​が​備える​コイル​と​インダクタンス​の​値​が​正常​動作​時に​求め​られる​範囲​内​に​ある​か​否​か​の​判定​を​行う

  • 誘​起​電圧​の​計測。​工業​用​の​デジタル​I/​O​モジュール​で​ある​NI PXI-6515を​使用​し​て、​タイヤ​の​回転​を​模擬​する​は​め​ば​歯車​の​サーボ​モータ​を​制御​する。​その回転によってセンサのコイルが励起され、​電圧​信号​が​生成​さ​れる。​その​信号​を、​デジタル​マルチ​メータ​(DMM)のPXI-4072LabVIEW Advanced Signal Processing Toolkitを​使​って​計測/​解析​し、​信号​の​形状​や、​振幅、​位相​角​を​取得​する。​サーボ​モータ​から​の​信号​を​トリガ​に​する​こと​で、​DMM​から​データ​を​送信​した​り、​常に​同一​の​歯車​の​歯​において​誘​起​電圧​を​計測​した​り​する​こと​が​可能​に​なる。​この​よう​な​計測​方法​を​VR​歯車​センサ​の​1​つ​1​つ​に​適用​する。​ピン​ごと​に​電圧​の​計測​方法​を​変える​という​手法​も​考え​られる​が、​その​場合、​R​&​R(反復​性​と​再現​性)​解析​の​潜在​的​な​コスト​が​2​倍​に​なる

 

マルチプレクサ​モジュールのPXI-2503と​PXI-4072​を併用すれば、​抵抗、​インダクタンス、​電圧​など​を​1​台​の​装置​で​計測​できる​という​メリット​が​得​ら​れ​ます。​それ​により、​コスト​を​大幅​に​削減​する​こと​が​でき​ま​した。​また、​PXI-6515​を使用すれば、​ハードウェア​を​追加​する​こと​なく、​サーボ​モータ​や​すき​ま​ゲージ​の​回転​を​直接​制御​する​こと​が​でき​ます。​その​結果、​この​タスク​の​ため​だけ​に​PLC(プログラマブル​ロジック​コントローラ)​を​使用​する​場合​と​比べ​て​コスト​を​大​きく​削減​する​こと​が​でき​ま​した。​さらに、​PXI​ベース​の​工業​用​プラットフォーム​に​テスト​システム​を​実装​した​こと​で、​システム​の​小型化​と​モジュール​化​に​も​成功​しま​した。​デジタル​信号、​アナログ​信号、​整流​など​に​対応​する​計測​装置​だけ​で​なく、​各種​の​処理​や​数学​的​な​解析​を​担う​装置​も​1​つ​の​小さな​ラック​に​収納​できる​ため、​テスト​システム​の​キャビネット​を​小型化​する​こと​が​でき​ま​した。

 

この​プロジェクト​では、​システム​開発​ソフトウェア​で​あるLabVIEWを​使用​し​て​アプリケーション​を​開発​しま​した。​その​アプリケーション​に​は、​抵抗​や、​インダクタンス、​信号​の​位相​の​値​を​視覚​的​に​表示​する​ユーザ​インタフェース​も​含​まれ​てい​ます。​その​インタフェース​では、​テスト​の​対象​と​なる​各​デバイス​の​合否​判定​結果​を​大型​の​インジケータ​に​表示​し​ます。​それ​により、​オペレータ​は​テスト​に​合格​し​なか​っ​た​デバイス​を​適切​に​選別​する​こと​が​でき​ます​(図​1)。


また、​アプリケーション​の​ロジック​に​は、​ステート​マシン​を​ベース​に​した​アーキテクチャ​を​採用​しま​した。​そのうえで、​LabVIEW​の​グラフィカル​な​性質​を​活​かし​て​設計​を​行​いま​した。​その​結果、​各​環境、​各​センサ​に​適​した​アプリケーション​を​一度に、​しかも​短期間​で​構築​できる​よう​に​なり​ま​した。​さらに、​センサ​を​並列​で​テスト​する​ため​に​システム​の​数​を​2​倍​に​拡張​する​必要​が​生​じ​た​場合​でも、​元​の​コード​の​大半​を​再​利用​する​こと​が​でき​ま​した。​その​結果、​コードの修正はわずかに抑えられ、​追加​の​計測​器​を​収納​する​ため​の​大型​ラック​を​用意​する​だけ​で​済み​ま​した​(図​2)。

 

NI​の​プラットフォーム​を​採用​する​メリット

NI​の​ソフトウェア​と​ハードウェア​を​使用​する​にあたって​は、​NI(メキシコ​支社)​の​販売/​サポート​チーム​から​支援​を​得る​こと​が​でき​ま​した。​その​結果、​テスト​に対する​当面​の​ニーズ​を​迅速​に​満たす​とともに、​将来​の​ニーズ​に​応え​られる​だけ​の​拡張​能力​を​備え​た​テスト​システム​を​設計/​開発​する​こと​が​でき​ま​した。​私​たち​の​テスト​システム​開発​プロジェクト​は​わずか​半年​で​完了​し、​1​年間​で​約​80​万​米ドル​(約​8500​万​円)​の​コスト​を​削減​する​こと​が​でき​ま​した。​NI​の​製品​は​柔軟性​と​拡張​性​に​優​れ​て​いる​ことに​加​え、​質​の​高い​サービス​と​サポート​も​受け​ら​れ​ます。​これらの​理由​から、​今後​も​より​多く​の​プロジェクト​で​NI​の​プラットフォーム​を​活用​し​てい​く​予定​です。

 

著者​情報:

Ing. Alejandro Sarabia
​Continental Automotive
​Cd. Juarez, Chih.
​Mexico
​Tel: (656) 649-8646
alejandro.zarabia@siemens.com

Figure 1. ​ ​The graphical user interface showing the values for resistance, inductance, and voltage, as well as the pass/​fail values. ​
Figure 2. ​ ​The system was replicated to create two parallel testing environments. ​