NI LabVIEW​と​NI PXI​ハードウェア​を​使用​した、​自動車​用​電動​シート​の​製造​ライン​における​音質​の​測定

「LabVIEW State Diagram Toolkit​を​使用​する​こと​によって、​マシン​操作​の​コンセプト​を​Sci-​Mech Technical Services​社​の​管理​部門​や​クライアント​と​共有​する​こと​が​でき​ま​した。」

- John Purse、​Sci-​Mech Technical Services社

課題:

自動車​の​電動​シート​を​テスト​する​製造​ライン​向け​の​コスト​効率​の​良い​ソリューション​を​開発​し​て、​客観​的​な​基準​を​提供​できる​よう​にし、​是正​措置​を​提案​し​て、​標準化​した​音質​測定​基準​に​組み合わせる。​そう​する​こと​によって、​人間​が​持つ​主観​的​印象​を​全体​の​判定​基準​に​組み込める​よう​に​する。

ソリューション:

NI LabVIEW、​Sound and Vibration Measurement Suite、​および​NI​モーション​コントロール​製品​を​使用​し​て、​制御​および​データ​収集​を​行う。​この​時に​使用​する​15​ステーション​テスト​ライン​に​は、​音響試験室内に設置された​2​つ​の​ステーション​が​あり、​加重​力​追跡​テスト​および​揚力​テスト​が​行​われ、​音響​データ​を​収集​できる。

作成​者:

John Purse - Sci-​Mech Technical Services社
​Michael Albright - Signal.X Technologies社

 

NI​シルバー​ア​ライアン​ス​パートナー​で​あるSci-​Mech Technical Services社は、​完全​自動化​さ​れ​た​組み立て​および​テスト​セル​の​要件​を​満たす​計測/​自動化​ソリューション​を​設計、​構築、​および​統合​し​ます。​弊社​の​クライアント​は、​座​枠​を​北米​の​自動車​業界​に​供給​し​て​おり、​当時、​異なる​製品​を​認識​し​て、​音質​を​含む​適切​な​パラメータ​に対して​テスト​できる​よう​な​新しい​テスト​システム​を​必要​として​いま​した。​部品​は、​最高​品質​基準​を​満​た​し、​出荷​前​に​100​パーセント​の​機能​テスト​を​完了​し​て​いる​必要​が​ありま​した。​また、​弊社​の​クライアント​の​場合、​顧客​が​ショールーム​で​シート​を​操作​する​状況​を​考慮​に​入れ​て​おく​必要​が​あり​ます。  

 

音質​測定​基準

電動​シート​の​核​と​なる​の​は、​DC​モータ​駆動​式​送り​ネジ、​つまり、​直接​的​な​ウォーム​駆動​です。​ディーラー​の​ショールーム​では、​シート​の​操作​音​によって、​その​自動車​の​品質​の​第一​印象​が​決まって​しま​い​ます。​自動車​メーカー​が​新車​の​ショールーム​において、​音響/​振動​の​状態​を​極めて​適切​にし​て​おく​必要​が​ある​の​は、​電動​シート​の​騒音​が​最も​重要​な​主観​的​品質​の​指標​に​なる​ため​です。

 

防音​ステーション​で​シート​トラック​の​音響​計測​を​実行​する​に​は、​NI PXI-4462 24​ビット​ダイナミック​信号​収集 (DSA) モジュール​と​PXI-4462​から​直接​電源​供給​さ​れる​G.R.A.S. Type 46 AE ½ in.​の​偏​極​型​自由​音​場​マイクロホン​を​使用​し​ます。   

 

騒音/​振動/​ハーシュネス (NVH) の​スペシャリスト​で​あり、​National Instruments​の​ア​ライアン​ス​パートナー​で​ある​Signal.X Technologies​社 (ミシガン​州​ミル​フォード) は、​Sci-​Mech Technical Services​社、​および​顧客​と​共同​で、​LabVIEW​と​Sound and Vibration Measurement Suite​を​使用​し​て​音質​測定​基準​の​計測​を​行​いま​した。​検討​さ​れ​た​音質​測定​基準​に​は、​ピーク​SPL (A​ウェイト)、​ズウィッカー​の​定常​ラウ​ド​ネス (ソー​ン)、​疑似​的​時間​依存性​ラウ​ド​ネス、​主要​な​高調​波​検出、​周期​的/​非​周期​的​インパルス​インジケータ、​rpm​変動​および​ドリフト​が​含​まれ​ます。  

 

製造​環境​で​重要​と​なる​要件​は、​測定​基準​が、​業界​標準​の​構成​に​基​づ​い​て​欠陥​の​可能性​を​直観​的​に​説明​できる​こと​です。​注目​すべ​き​は、​測定​基準​の​セット​が、​客観​的​パラメータ​と​主観​的​パラメータ​の​混合​で、​繰り返し​可能​な​製造​プロセス​の​確保​に​焦点​が​絞​ら​れ​て​いる​こと​です。​測定​基準​が​セット​に​な​って​いる​と、​シート​トラック​の​音​に対して​人間​が​持つ​主観​的​印象​と​の​相互​関係、​および​1​つ​以上​の​客観​的​測定​基準​を​満​た​さなか​っ​た​特定​の​欠陥​に対する​直接​指摘​と​の​相互​関係​が​わか​り​ます。​騒音/​振動​の​性能​評価​に​Signal.X Technologies​社​の​こうした​方法​を​取る​こと​によって、​品質​の​優​れ​た​シート​のみ​が​合格​する​こと​が​保証​さ​れ​ます。

 

機能​テスト

15​ステーション​テスト​ライン​は、​さまざま​な​プラットフォーム​および​システム​を​含​んで​おり、​単一​の​Ethernet​ネットワーク​で​実行​さ​れ​ます。​最新​の​シート​クッション​組み立て/​テスト​ライン​の​よう​な​複雑​な​プロジェクト​に​は​デジタル​多​チャンネル​が​必要​と​さ​れる​ため、​デスク​トップ​PC​だけ​では​必要​な​PCI​ボード​の​数​に​対応​でき​ま​せん​で​した。​そこで、​NI PXI​リモート​シャー​シ​を​使用​し​て、​大規模​な​データ​収集​を​実行​し、​PC​ベース​コントローラ​と​通信​させる​ことに​しま​した。​また、​NI PXI-6511​低​コスト​工業​用​デジタル​入力​モジュール​を​2​つ​使用​し​て、​バンク​絶縁​の​24 V​入力​を​128​ライン​に​しま​した。

 

バンク​絶縁​が​ある​と、​Turck​製​センサ​を​直接​接続​できる​ため、​組み立て​時間​の​短縮、​回路​の​複雑​性​の​軽減、​および​コスト​の​削減​が​実現​でき​ま​した。​NI PXI-6512​低​コスト​工業​用​デジタル​I/​O​モジュール​を​2​つ​使用​し​て​バンク​絶縁​デジタル​出力​を​128​ライン​に​する​こと​で、​すべて​の​信号​を​それぞれ​光​アイソレータ​に​通す​こと​なく、​モジュール​の​ブレーク​アウト​ボックス​から​デバイス​に​直接​接続​する​こと​が​でき​ま​した。​チャンネル​数​を​多く​する​こと​で、​セットアップ​時間​だけ​で​なく、​パネル​スペース​も​節約​でき​ま​した。

 

システム​の​サーボ​モータ​の​制御​に​は、​NI 7340 4​軸​モーション​コントローラ、​および​Rockwell Control Logix 5561​コントローラ​に​接続​した​NI 7774 4​軸​モーション​コントロール​インタフェース​を​使用​しま​した。​NI Measurement & Automation Explorer (MAX) の​構成​ユーティリティ​を​用​い​た​完全​な​ドライバ​統合​によって、​直観​的​な​グラフィカル​ユーザ​インタフェース (GUI) で​セットアップ​や​トラブル​シューティング​が​でき​ま​した。

 

ソフトウェア​による​設計​段階​を​サポート​し、​全体​の​プログラミング​時間​を​削減​する​ため​に、​LabVIEW State Diagram Toolkit​を​使用​し​て、​プログラム​アーキテクチャ​の​可視​化​と​コード​の​開発​を​同時に​行​いま​した。​LabVIEW State Diagram Toolkit​を​使用​する​こと​で、​マシン​操作​の​コンセプト​を​Sci-​Mech Technical Services​社​の​管理​部門​や​クライアント​と​共有​する​こと​が​でき​ま​した。

 

また、​最初​の​モーション​プロファイル​を​設定​する​とき​に、NI Motion Assistantも​使用​しま​した。​この​ツール​によって、​開発​時間​を​数時間​短縮​でき、​サーボ​モータ​の​最初​の​セットアップ​が​簡単​に​なり​ま​した。​プログラム​の​実装​前​に、​加速/​減速​ランプ​の​プロファイル、​および​自動車​シート​テスト​システム​の​全体​的​な​速度​を​安全​に​確認​でき​ま​した。

 

 

 

NI​プラットフォーム​の​メリット

Sci-​Mech Technical Services​社​と​Signal.X Technologies​社​は、​LabVIEW​および​NI PXI​ハードウェア​を​使用​し​て、​音質​を​機能​テスト​の​一部​として​組み​込​ん​だ、​シート​トラック​用​の​高度​な​製造​ライン​テスト​システム​を​作成​し、​100​パーセント​の​テスト​内容​によって​部品​が​最高​品質​の​基準​を​満たす​こと​を​保証​しま​した。   

 

著者​情報:

John Purse
Sci-​Mech Technical Services社
​312 Alliance Road Unit #1
​Milton L9T 2V2
​カナダ
​電話:​905-693-0866
test@scimech.com

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