總部位於德國Inglheim的 Borrmann 工程谘詢有限公司和總部位於德國 Sommerloch 的 Schuhriemen Maschinenbau 有限公司采用了Beckhoff 基於 PC 的控製技術，生產結構極為緊湊和高性能的全自動汽車駕駛控製元件測試裝置。科技自動化理念將控製技術與非常快速、高精度的測量技術結合在一起，具有顯著優點。與現有的解決方案相比，最多可以節省 70 % 的成本。該方案另一個優點是它使用總線端子模塊 I/O 形式的緊湊型伺服驅動器，可以大大節省空間。
由於采用了基於 PC 的高性能控製技術並集成了高端測量技術，下線測試儀的結構非常緊湊
自動測試設備是一台下線測試儀，用於為駕駛員進行車輛內控製元件的綜合測試。駕駛員可以使用這些功能來操作照明設備、收音機、空調導航係統及其它設備。通過按壓、推動、傾斜、旋轉或觸摸可以選擇各種車載功能。Borrmann 工程谘詢有限公司總經理 Andreas Borrmann 解釋道：“測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)主(zhu)要(yao)任(ren)務(wu)是(shi)全(quan)自(zi)動(dong)觸(chu)覺(jiao)測(ce)試(shi)。大(da)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)執(zhi)行(xing)不(bu)同(tong)開(kai)關(guan)功(gong)能(neng)時(shi)所(suo)涉(she)及(ji)到(dao)的(de)力(li)量(liang)和(he)扭(niu)矩(ju)。轉(zhuan)盤(pan)應(ying)用(yong)通(tong)過(guo)最(zui)多(duo)八(ba)個(ge)獨(du)立(li)的(de)操(cao)作(zuo)站(zhan)實(shi)施(shi)。”qizhong，quanzidongzhuangzhishishichangshangjichengduzuigaodechujiaoceshizhuangzhi，caiyonglefeichangjincoudekongzhihequdongjishu。zaijiashanggongnengtebieqiangdadeceliangjishu，zhexiegongnengzaitigongyigejiangunaiyong、功能強大的解決方案中發揮了重要作用。Borrmann 繼續說道：“過去，我們需要使用專用的測量技術才能同步采集力/路徑或扭矩/角度數據，而現在，我們可以使用倍福的標準組件。此外，標準 I/O 端子模塊甚至能夠從設備同步采集總線報文（如 CAN 或 LIN）。”一台工業 PC 負責完成八個工位的所有控製和測量任務。每個操作控製元件最多有 450 個測試參數，這並不罕見。轉盤循環的典型周期時間為 20 秒，這相當於每年生產 300,000 多套駕駛員控製元件。
AM81xx 係列單電纜伺服電機確保了多達 7 軸的高精度運動
簡化複雜測試程序
在測試周期開始時，操作人員主觀檢查工位 1 中(zhong)待(dai)測(ce)試(shi)的(de)組(zu)件(jian)，以(yi)檢(jian)查(zha)是(shi)否(fou)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)機(ji)械(xie)缺(que)陷(xian)和(he)表(biao)麵(mian)缺(que)陷(xian)，如(ru)劃(hua)痕(hen)。一(yi)旦(dan)將(jiang)組(zu)件(jian)放(fang)入(ru)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，它(ta)就(jiu)會(hui)被(bei)自(zi)動(dong)夾(jia)緊(jin)並(bing)與(yu)之(zhi)接(jie)觸(chu)。在(zai)設(she)備(bei)手(shou)動(dong)切(qie)換(huan)和(he)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)感(gan)觀(guan)檢(jian)查(zha)確(que)認(ren)後(hou)，升(sheng)降(jiang)機(ji)門(men)關(guan)閉(bi)，轉(zhuan)盤(pan)周(zhou)期(qi)開(kai)始(shi)。
LED 指示照明的亮度變化可以超過 30%。在工位 2 中，LED亮度通過攝像機測量的方式進行校準，亮度控製的校正值通過 CAN 報文寫入到正在測試的設備的 EEPROM 中。在工位 3 中zhong，使shi用yong抽chou吸xi夾jia持chi器qi進jin行xing剝bo離li強qiang度du測ce試shi，以yi確que保bao裝zhuang飾shi蓋gai罩zhao被bei正zheng確que膠jiao粘zhan。電dian感gan式shi模mo擬ni量liang傳chuan感gan器qi檢jian查zha螺luo栓shuan是shi否fou在zai，並bing使shi用yong多duo個ge傳chuan感gan器qi確que保bao所suo有you按an鈕niu的de正zheng確que顏yan色se組zu合he。以yi轉zhuan矩ju測ce量liang形xing式shi出chu現xian的de第di一yi次ci觸chu覺jiao測ce試shi隨sui後hou在zai工gong位wei 4 中完成。一個采用壓電效應的轉矩傳感器以最大每秒180 度的速度旋轉，采集分辨率最小為 0.1 Nm 的(de)轉(zhuan)矩(ju)數(shu)據(ju)。這(zhe)一(yi)測(ce)試(shi)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)確(que)定(ding)開(kai)槽(cao)以(yi)及(ji)最(zui)小(xiao)和(he)最(zui)大(da)齒(chi)槽(cao)轉(zhuan)矩(ju)。齒(chi)槽(cao)轉(zhuan)矩(ju)超(chao)出(chu)所(suo)允(yun)許(xu)的(de)限(xian)值(zhi)表(biao)明(ming)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)在(zai)裝(zhuang)配(pei)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)了(le)故(gu)障(zhang)。Andreas Borrmann 解釋道：“我們使用係數為 20 的超采樣功能，當任務周期為 1 毫秒時，每秒鍾可測量高達 20000 次。因此，每個角度都采集了超過 25 組轉矩數據。”
工位 5 專門用於測試車輛壓力。在這裏也使用了一個高精度的壓電式傳感器。由於采用了超采樣功能，在 10 毫米/秒的速度下可以實現 0.02 N 的力分辨率，位置分辨率為 0.002 毫米。同時，由於任務周期時間隻有 1 毫秒，自啟動開始就記錄CAN 和 LIN 報文，同時這些報文與運行的位置精確匹配。工位 6 和 7用到了與工位 5 zhongxiangtongdeceliangjishu，yongyuceliangshuipingqingli。youyuqingxie，shuipingyundongzhonghuichanshenghengxiangli，zhexielibixutongguojingxinzhizuodejixiepinghengzujianlaibuchang。zuihou，zhurulingjianhao、序列號、生產日期及其它產品具體信息等數據在工位 8（最後一個工位）中被寫入到 EEPROM 中。如果所有測試參數（最多 450 個）的結果都在規定的限製範圍內，被測試設備的激光標簽通過認證。標簽中包含純文本和二維碼（DMC）格式的信息。DMC 閱讀器掃描編碼並檢查內容和質量。在隨後的轉盤步驟中，經過所有的檢查步驟後的模塊被輸送到工位 1，操作人員在那裏將它搬走並打包。
速度和精度都需要 PC 控製解決方案
如果沒有倍福基於 PC 的控製技術，下線測試儀的開發幾乎是不可能實現的。據 Andreas Borrmann 說：“隻有基於 PC 的控製技術才能讓我們能夠滿足測量和驅動技術在速度和精度方麵極為嚴格的要求。由於過去使用的帶測量和控製卡的 PC 缺乏可擴展性，現有解決方案在性能上也很有限。而模塊化、分布式的倍福技術不再受這種限製，與現有的采用獨立測量技術的解決方案相比，硬件成本降低了 70% 之多。”
Andreas Borrmann 看到，整個測量和控製係統可以使用一台工業 PC 集中、方便地控製等更多好處。現有係統中不再需要另外使用 PLC ，由於使用不同製造商的測量技術而涉及到的大量驅動程序安裝工作已經成為過去：“集成式係統解決方案在這方麵具有顯著的優點，例如，基於 PC 的控製還包括高性能、高精度和超高速測量技術。此外，可以輕鬆地集成車輛內使用的 CAN 協議，以便根據 ISO 15765 標準實現操作元件與控製裝置之間的通訊。協議是通過 7 個 CANopen 主站端子模塊 EL6751 在 TwinCAT PLC 中建模。與過去使用的技術相比，這樣可以節約 80% 的成本。除此之外，現在可以實時地讀取和分析 CAN 協議，與被測試設備的全自動同步。以前，這隻有使用高度專業化和複雜的電子測量係統才能實現。觸覺數據由三個元素組成 — 通過模擬方式采樣的力、通過電機直接測定的位置以及通過一個 CANopen 主站端子模塊測定的觸點 — 現在都可以輕鬆確定。”
通過 7 個 CANopen 主站端子模塊 EL6751 實現與測試設備之間的通訊（符合ISO 15765 標準），與現有的解決方案相比，成本降低了 80%。
具有最小空間需求的伺服驅動技術
Beckhoff的伺服驅動技術也直接集成在 I/O 係統中。各個測試工位中的高精度運動通過 7 根伺服軸組成，每個伺服軸由寬度僅為 24 毫米的 EL7211-0010 伺服驅動模塊控製。除了可以驅動額定扭矩為 0.5 Nm 和 0.8 Nm 的 AM812x 係列單電纜伺服電機，這些端子模塊還集成了單電纜技術，最大輸出電流為 4.5 ARMS。Andreas Borrmann 繼續說道：“ruguomeiyouyijiegoufeichangjincoudezongxianduanzimokuaixingshichuxiandesifuqudongqi，jiangbukenengshixianzhandimianjirucixiaodejiqi。zhexiechanpinrangwomennenggouzuidaxiandudijianshaoanzhuangchicun，qiewuxushiyongewaidekongzhigui。dandianlanjishuyefeichangyoubangzhu，yinweitazaizhixianhexuanzhuanshitaoguanjichushang，dadajianhualeyuanbenfuzadedianlanbuju。jueduizhifankuijishuyedailailehendayoushi，yinweitabuzaixuyaoshiyongyiqiansuoxudecankaokaiguan，yincixianzhujiangdilequdongjishudefuzaxing。”
來自 Schuhriemen Maschinenbau 公司的 Jasmin Schuhriemen、總經理 Hans-Julius Schuhriemen 與 Stefan Schuhriemen； Borrmann 工程谘詢公司的總經理 Andreas Borrmann；以及來自倍福法蘭克福區域辦事處的 Jörg-Michael Vetter（從左至右）
更多信息：
倍福的I/O 係統集成先進的測量技術
除了伺服電機和 CANopen 主站端子模塊，其餘的 I/O 係統利用 16 個數字量輸入端子模塊EL1008 和 12 個數字量輸出端子模塊EL2008，每個模塊有 8 個通道。測量技術通過相應的 EtherCAT 端子模塊直接集成。4 個超采樣係數為 20 的 2 通道模擬量輸入端子模塊 EL3202 確保時間同步、高精度地采集壓力、位置、轉矩及角度數據。7 個 4 通道模擬量輸入端子模塊 EL3104 負責完成電流、溫度和信號測量任務。數字量萬用表端子模塊 EL3681 也可以測量電流，高精度的 2 通道電阻測量端子模塊 EL3692 可以測定觸點電阻值。
概覽:
針對汽車行業的解決方案
用於車載控製元件的下線測試裝置
為客戶帶來的好處
最小化的機器占地麵積和集成經濟高效的測量技術
倍福的PC 控製結構
– 分布式和集成式測量和控製解決方案降低了 70% 的成本
– CANopen 主站端子模塊 EL6751 降低了 80% 的通訊（符合 ISO 15765 標準）成本
– EtherCAT 模擬量輸入端子模塊 EL3702 確保通過超采樣高精度測量壓力和轉矩
– 伺服電機端子模塊 EL7211 和 Am81xx 係列單電纜伺服電機大大降低了空間需求
采用了單電纜技術的伺服電機端子模塊 EL7211-0010 是實現緊湊型設計和精確運動控製的關鍵組件