Sistemas de Control y Vending S.L. >>> STM_XN
El proyecto sobre el que versa este artículo es el banco de programación de la línea de montaje del sensor XN (en adelante BP_STM_XN). Esta estación es la encargada del tarado (programación de la memora PROM interna) de los sensores acelerómetros PAS4, destinados al sistema de airbag de grandes marcas de automóviles.
El proceso de pruebas, requiere de una serie de parámetros y genera una serie de resultados. Es por ello que se ha encontrado de gran utilidad la gestión de bases de datos por parte de BP_STM_XN, gracias a la funcionalidad obtenida a través del SQL Toolkit de National Instruments. La aplicación gestiona una base de datos Maestra donde se guardan todos los parámetros de las pruebas de producción de los distintos catálogos (tipos de sensores) que la línea es capaz de procesar. La aplicación también es capaz de generar bases de datos de resultados con cada lote que sea procesado en la línea. Ambos tipos de bases de datos han sido implementados con Microsoft Acess 2000, con un resultado muy satisfactorio.
Esta estación está comunicada con un autómata (PLC) a través de una serie de líneas digitales, mediante un protocolo propio. Cuando el autómata realiza el contactado sobre cuatro sensores colocados sobre un carro en una cinta transportadora, estamos en condiciones de comenzar a hacerles las pruebas de tarado. El proceso de pruebas de tarado está dividido en varias fases, aunque estas pueden verse alteradas según la evolución del sensor. En general, las pruebas se ajustan a un esquema de tres fases en las que se realizan las siguientes acciones:
- Lectura de la PROM del sensor: Esto se realiza mediante las cajas de tarado, las cuales son controladas por señales digitales de alta velocidad, con la tarjeta NI 6534. Se comprueba que la PROM del sensor cumpla ciertos requisitos.
- Programación de la PROM del sensor y pruebas auxiliares. En esta fase el sensor es programado según los requerimientos del catálogo en proceso, codificando en su PROM los valores del rango de aceleraciones efectivas, carcasa en la que irá encapsulado, etc... De forma adicional se comprueba que el sensor genera una correcta señal de autotest y un status correcto.
- Cierre del sensor. Se programan ciertos campos de la PROM que aseguran que la PROM no podrá volver a ser programada nunca más. Después de este paso generamos una respuesta al autómata indicando si el sensor es bueno, malo o recuperable (posible fallo del útil de contactado). Según nuestra respuesta, el autómata dejará seguir el carro de sensores, retirando del mismo las piezas que crea conveniente.
El sensor posee dos interfaces de comunicación:
- Interfaz Serie (VBA/Gnd): mediante los cambios en consumo de la alimentacion del sensor, registrados en VBA a una velocidad de 125Khz, podemos leer informacion util del sensor.
- Interfaz digital: El sensor está provisto de señales digitales, que operan a una frecuencia maxima de 100Khz. Mediante estas señales podremos realizar operaciones sobre la PROM interna (lecturas, escrituras,...).
La clave del éxito de este proyecto, radica en la compleja gestión de las cajas de tarado gracias a las avanzadas características de la tarjeta NI6534. La opción de configurarla en grupos de 16 bits, uno para salidas (DIOA0..DIOA7, DIOB0..DIOB7) otro para entradas (DIOC0..DIOC7, DIOD0..DIOD7), nos proporciona un interfaz adecuado puesto que el sistema permite enviar comandos de forma simultanea un máximo de cuatro cajas de tarado. La figura 1 muestra un esquema de la comunicación entre los dos grupos de entradas y salidas digitales y los sensores. Las cajas de tarado están dotadas de una serie de tarjetas de circuito impreso que implementan drivers de comunicación con el sensor. En estos drivers podemos encontrar diversa circuiteria de adaptación de niveles, registros, conversores ADC, memorias FIFO para el almacenar las lecturas hechas por los ADC, etc.
Figura 1: Esquema de la conexion entre los sensores y la tarjeta de entrada/salida digital.
El
control de la caja de tarado se basa en la escritura de ráfagas
de datos a una velocidad de 1MS/s. La recogida de datos se efectúa
a la misma velocidad y de manera simultanea. El software de control de
las cajas de tarado se encarga de enviar a todas las cajas de tarado una
misma orden y de multiplexar la recogida de resultados que generan los
sensores y el hardware específico de las cajas de tarado. Las ordenes
que se pueden ejecutar sobre los sensores son las siguientes:
Lectura de la PROM: Podemos leer desde 1 hasta los 64 bits que componen
la PROM.
Escritura de la PROM: Podemos escribir cualquiera de los bits a los que
nuestra aplicación está destinada a tarar.
Lectura de señal de autotest del sensor, Id, Status: También
podemos realizar lecturas de otra serie de datos útiles para el
chequeo del correcto funcionamiento del sensor.
Al ejecutar estas órdenes se generan una serie de datos que leemos
a través de las cajas de tarado. Estos datos pueden ser:
- Lecturas de bits de la PROM: Indican si el bit es 1 o 0.
- Lecturas en corriente de los bits de la PROM: Son las lecturas hechas por el ADC que luego se corresponden con valores binarios de la PROM.
- Lecturas de corriente al escribir un bit de la PROM.
- Lecturas de señal de Autotest, Status, Id, etc...
Debido a la gran cantidad diaria de piezas que llega a ser procesada en una línea de este tipo (mas de 15.000 piezas diarias), se ha dotado al banco con un sistema automático de comprobación de calibración de las cajas de tarado. Cada vez que se comienza un lote, el sistema simula la lectura y escritura de bits de la PROM sobre un hardware adicional y comprueba si existe una desviación excesiva sobre la calibración que está calculada actualmente. En caso afirmativo, la aplicación detiene el proceso de pruebas y avisa al operario para que realice una calibración manual de las cajas de tarado en las que se haya superado la desviación máxima permitida. En la figura 2 podemos ver el panel principal de la aplicación.
Figura 2: Panel principal de la aplicacion.
La aplicación está dotada con otro panel con el que podemos realizar cualquiera de las operaciones posibles a los sensores conectados a las cajas de tarado. Este panel se encuentra en la figura 3.
Figura 3. Panel de acceso a sensores.
MODULOS DE TARADO
Vistas frontal y trasera de dos caja de tarado PAS4
Vista frontal con tapa abierta. En los carriles rojos que están vacíos, se conectan los diversos drivers que implementan la funcionalidad de la caja de tarado.
Vista frontal de la caja con drivers.
