Испытательный стенд для датчиков давления в шинах


Стенд для проверки датчиков давления в шинах (ДДШ) – устройство, которое контролирует качество готовой продукции. Стенд испытывает датчики на правильность измерения давления. Система состоит из испытательной камеры и блока управления.

Наша роль

  • Анализ требований, написание ТЗ
  • Проектирование механики
  • Промышленный дизайн
  • Разработка электроники
  • Разработка встроенного ПО
  • Быстрое прототипирование
  • Разработка конструкторской документации
  • Производство

Описание проекта

Задачей проекта была разработка испытательного стенда, включающего до 10 испытательных камер и один шкаф управления.
Одним из ключевых вызовов стало подключение всех камер к ПЛК по единой схеме, что существенно затрудняло идентификацию источников сигналов от датчиков.
Дополнительными вызовами проекта были:
  • необходимость обеспечить высокий уровень безопасности из-за работы системы под высоким давлением,
  • создание удобного в эксплуатации устройства,
  • сохранение эстетически привлекательного дизайна.
Для отображения данных от выбранного датчика в тестовом режиме было предложено разработать блок логической обработки сигналов. Приёмник принимает сигналы различной силы от всех датчиков, но обрабатывает и передаёт по сети только параметры устройства с заданным серийным номером. В дополнение была реализована возможность удалённой смены серийного номера через промышленный контроллер, что позволяло перенастраивать блок для работы с разными датчиками. Однако процедура перенастройки занимала время, что было нежелательно, поэтому был предложен альтернативный вариант.
Поскольку Заказчик хотел упростить и ускорить процесс тестирования датчиков, мы доработали блок обработки сигнала таким образом, чтобы приемник был помещен в экран на том месте, где тестируется датчик. Кроме того, приемник будет изолирован от основного устройства. Это необходимо для того, чтобы он не мог принимать сигналы от других датчиков.
В результате этих доработок приемник будет работать только с одним датчиком, помещенным в экранированную камеру. Перенастройка блока не потребуется.
Изначально задумывалось 3 независимых блока в системе: испытательная камера, блок с электроникой и блок с пневматикой.  Испытательная камера должна была представлять собой цилиндрический корпус с входным и выходным отверстием и радиоприемником для передачи данных с датчика. В качестве камеры мы использовали стандартную запорную арматуру. Такое решение уже рассчитано на давление до 12 бар., а проектирование сосуда работающего под давлением – это трудоемкая задача, которая требует дополнительных трудозатрат, связанных с компьютерными симуляциями.
Испытательная камера стенда для проверки датчиков давления в шинах
Испытательная камера стенда
Для того чтобы сократить трудозатраты на разработку камеры, в качестве нее мы использовали запорную арматуру водопровода, так как она уже рассчитана на давление до 12 бар.
Блок с электроникой должен был размещаться в отдельном модуле и содержать программируемый логический контроллер (ПЛК) и блок питания. Блок с пневматикой, содержащий редукторы, клапаны и трубки для подачи и регулирования давления воздуха в испытательной камере, тоже должен был быть размещен в отдельном блоке.
Пусть такое решение и гарантировало безопасность при использовании, габариты стенда были большими, а эргономика не удовлетворяла конечного пользователя. Поэтому мы решили объединить блок с электроникой и пневматикой. Новая конструкция сохранила все требования по безопасности: в частности, компоненты пневматического отсека соответствуют стандартам взрывобезопасности. В электронном отсеке предусмотрена пассивная система охлаждения для защиты от перегрева. Примененные решения позволили уменьшить габариты установки с 2×1,5×1 м до 0,7​​×0,78×0,36 м и сделать устройство более удобным в использовании.
Компоновочное решение испытательного стенда для проверки датчиков давления в шинах
Финальное компоновочное решение
В блоке управления использовалось множество винтов, которые понижали не только эстетическую ценность устройства, но и удобство использования. Крепежные элементы фиксировали составные части корпуса, то есть боковые, заднюю, нижнюю панели, крышку. Неудобство в эксплуатации заключалось в необходимости откручивания винтов при открывании крышки. Мы заменили винты, мешающие монолитности дизайна, на металлические петли внутри устройства. Мы сварили боковую, заднюю, нижнюю панели, а крышка, которая выполняла функцию лицевой панели, была повешена на петли к этому корпусу. Таким образом, у нас получилось сделать устройство монолитным и минимизировать внешние крепежные элементы.
Блок управления стенда для тестирования датчиков с переработанным корпусом
Блок управления стенда для тестирования датчиков с переработанным корпусом

Результаты

Инженеры ИнКата спроектировали и изготовили испытательный стенд для проверки датчиков давления в шинах. Подготовили и передали заказчику 3D-модели в формате STL и STEP, комплект КТД, включающий в себя производственные чертежи, список покупных и ведомость материалов.
  • 10, 12 атм


    значения давления, при которых возможно проводить испытания

  • 10


    испытаний одновременно

  • В 3 раза


    уменьшили габариты устройства по сравнению с макетом