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 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

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

НАЗАД К ПРОЕКТАМ