在汽车生产线上使用LabVIEW和NI PXI硬件测量声音质量

作者：

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

NI合作伙伴Sci-Mech Technical Services专注于设计、构建和集成仪器仪表及自动化解决方案，可满足全自动化装配和测试单元的要求。我们的客户专为北美汽车行业供应高水准的座椅框架，因此需要一个全新的测试系统来识别不同的产品并测试产品是否满足相应的参数要求，声音质量便是其中之一。其零件必须符合最高的质量标准，而且发货前必须100%进行功能测试。我们的客户必须考虑到其客户在车展厅操控座椅的体验。  

声音质量指标

电动座椅的核心是一根由直流电机驱动的导螺杆或直接由涡轮传动。在经销商的展厅中，座椅的声音便是顾客对汽车质量的第一印象。由于电动座椅噪音是首要的主观质量指标，汽车制造商必须使新车展厅中汽车的声音和振动行为严格符合要求。

通过结合使用NI PXI-4462 24位动态信号采集(DSA)模块与由PXI-4462直接供电的G.R.A.S. Type 46 AE ½英寸预极化自由场麦克风，我们可以在隔音测试站的座椅调节导轨上进行声音测量。   

噪声、振动和声​振​粗糙度(NVH)专家和位于密歇根州米尔福德的NI合作伙伴Signal.X Technologies与Sci-Mech和客户携手合作，使用LabVIEW和LabVIEW声音和振动工具包衡量声音质量指标。这些指标包括峰值A计权声压级、Zwicker固定响度(Sones)、伪时变响度、关键谐波检测、周期性和非周期性脉冲指标，以及转速变化和漂移。  

产品环境的一个关键要求是，这些指标可根据行业标准公式为潜在缺陷提供直观解释。值得注意的是，参数集合是主客观参数的混合，目的是确保生产流程的可重复性。参数集合可以反映人们对座椅轨道的声音的主观印象，同时也可直接指示不符合一个或多个客观参数要求的特定缺陷。借助这一与Signal.X technology合作开发的噪声和振动性能评估方法，可确保只有优质的座椅才可标记为合格。

功能测试

15-站测试线包含在单一以太网网络中运行的各种平台和系统。由于像坐垫组装和测试线之类的复杂项目需要较高的数字通道数，仅一台台式PC无法支持所需数量的PCI板卡。因此我们选择了NI PXI远程机箱来执行各种数据采集任务并与基于PC的控制器进行通信。我们还使用了两个NI PXI-6511低成本工业数字输入模块，它们提供了128路组隔离的24 V输入。

通过组隔离，我们可以直接连接Turck传感器，这样就节省了组装的时间，减少了电路的复杂度，同时降低了成本。此外，我们还采用两个NI PXI-6512低成本工业数字l/O模块来实现128路组隔离数字输出，这样便可直接通过模块的分线盒连接到设备，而无需通过光学隔离器传输信号。如此多的通道可帮助我们节省设置时间和面板空间。

为了控制系统的伺服电机，我们使用了NI 7340四轴运动控制器和NI 7774四轴运动控制接口，并将其连接至Rockwell Control Logix 5561控制器。NI Measurement & Automation (MAX)配置工具可与驱动完全集成，为我们提供一个直观的图形化用户界面(GUI)，用于进行设置和故障分析。

为了在软件设计阶段提供帮助并缩短编程的总时间，我们采用了LabVIEW状态图工具包，可在开发代码的同时查看程序架构。借助LabVIEW状态图工具包，可实现与Sci-Mech管理层和客户共享机器操作概念。

我们还使用了NI Motion Assistant来设置初始运动配置文件。该工具可帮助我们节省数小时的开发时间，非常适用于伺服电机的初始设置。执行程序之前就可安全地检查加减速斜坡配置文件以及汽车座椅测试系统的整体速度。

NI平台的优势

Sci-Mech和Signal.X Technologies使用LabVIEW和NI PXI硬件来开发用于座椅调节导轨的高级生产线测试系统，将声音质量纳入功能测试的一部分，可确保零件在最高的质量标准要求下100%通过测试。   

作者信息：

John Purse
Sci-Mech Technical Services
312 Alliance Road Unit #1
Milton L9T 2V2
Canada
电话：905-693-0866
test@scimech.com

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