一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置，包括用于夹持待测件的产品工装、位于待测件上方的位移机构、传感器组件以及包含有LabVIEW平台的工控机；传感器组件包括激光传感器以及拉压力传感器。方法包括运动控制模块驱动伺服电机，通过伺服电机驱动位移机构的移动部件向下运动，通过走到提前设置好的下压位置，达到拉压力传感器接触待测件时采集拉压力信号值、激光传感器采集相对位移信号值。本发明通过伺服电机缓慢带动拉压力传感器进行产品下压测试，可以一次性获得产品下压曲线，显示测试产品通断特性，测量精度高，测量结果准确直接，提高测量效率，保证产品质量，并且该装置一键启动测试，操作方便易学。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造领域产品按键功能检测，尤其涉及一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置及方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，汽车的安全可靠性一直是消费者和厂家非常重视的问题，汽车零部件按键功能的好坏直接关系着汽车的安全问题，比如方向盘的功能按键、中控区媒体按键、后视镜调节按键功能的好坏严重影响着汽车的安全稳定性，因此对汽车零部件按键功能检测成为该零件合格检测必不可少的环节。目前按键功能检测在按键下压时导通时信号难以准确抓取，普通测量通过手摇标尺读取按键导通时标尺位置，在按键临近导通时下摇一点产品导通，再往上摇一点产品断开，这样测得的导通点往往在一个范围内无法准确得到导通位置，而且这样的检测方法检测效率低下、人工检测成本高、检测功能单一、无法直接得到产品的具体数据，同时对产品的品质难以达到可靠的保证。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置，包括用于夹持待测件的产品工装、位于待测件上方的位移机构、传感器组件以及包含有LabVIEW平台的工控机；

传感器组件包括激光传感器以及拉压力传感器，拉压力传感器安装于位移机构的底部，测试时正接触待测件，测试待测件受到的压力；激光传感器用于测量位移机构驱动位移的长度；拉压力传感器测得信号以及激光传感器测得信号均传输至LabVIEW平台中进行分析处理；

在LabVIEW平台中搭建用于采集压力和位移的采集模块、控制位移机构的运动控制模块、计算压力临界点和触发点位移的算法分析模块。

进一步地，激光传感器固定连接于位移机构侧面的装置支架上，与位移机构相对独立；激光传感器的正下方设置有挡片，使激光能照射在挡片上，挡片固定连接在位移机构的移动部件上，当位移机构的移动部件下移时，挡片随之下移，而激光传感器的位置不变，因此可以通过激光测得位移机构的位移长度。

进一步地，位移机构的移动部件上固定连接有配重块，配重块位于拉压力传感器的上方。

进一步地，位移机构包括用于固定挡片和配重块的移动部件以及驱动移动部件移动的伺服电机，伺服电机固定连接在装置支架上。

进一步地，采集模块包括采集板卡，采集到的信号经过放大电路便可输送到工控机进行分析运算，采集板卡的采集方式为差分，采样类型为电压。

进一步地，运动控制模块与伺服电机电性连接，LabVIEW平台驱动其内部的运动控制模块输出脉冲来控制伺服电机的运转，LabVIEW平台通过将具体位置坐标转换为对应电机运转时的脉冲进行坐标控制。

进一步地，位移和压力采集为模拟量采集，当整个采集过程完成后将采集的位移和压力量通过利用LabVIEW平台的算法分析模块函数滤波、求导、求上升沿、下降沿的运算求出在特定位置时待测件的压力及位移，并将计算结果进行波形显示。

一种基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一、LabVIEW平台进行初始化，初始化成功后继续后面动作，否则程序退出；

步骤二、把待测件放置到产品工装上，通过工控机的装置测试按键启动装置，否则进入等待并返回步骤一；

步骤三、运动控制模块驱动伺服电机，通过伺服电机驱动位移机构的移动部件向下运动，通过走到提前设置好的下压位置，达到拉压力传感器接触待测件时采集拉压力信号值、激光传感器采集相对位移信号值；

步骤四、判断实验是否结束，实验结束则将拉压力信号值和位移信号值传输至采集板卡，并且在LabVIEW平台通过算法分析模块进行数据处理和显示测试结果；否则就返回到步骤三；

步骤五、将数据保存，并且运动控制模块驱动伺服电机回到原点，准备下一次工作。

本发明通过伺服电机缓慢带动拉压力传感器进行产品下压测试，可以一次性获得产品下压曲线，显示测试产品通断特性，测量精度高，测量结果准确直接，提高测量效率，保证产品质量，并且该装置一键启动测试，操作方便易学。

附图说明

图1为本装置的整体结构示意图。

图2为本装置的测试结果显示图。

图3为本装置的工作方法流程图。

图中：1、伺服电机；2、激光传感器；3、移动部件；4、挡片；5、配重块；6、拉压力传感器；7、待测件；8、产品工装。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置，包括用于夹持待测件7的产品工装8、位于待测件上方的位移机构、传感器组件以及包含有LabVIEW平台的工控机；

传感器组件包括激光传感器2以及拉压力传感器6，其中激光传感器采用市售基恩士激光位移传感器，基恩士激光位移传感器具有测量精度高、抗干扰能力强，稳定性高等优点。拉压力传感器为可拉伸和压缩的S型双用力传感器，其精度高、价格低、产品技术成熟、应用广泛。

拉压力传感器安装于位移机构的底部，测试时正接触待测件，测试待测件受到的压力；激光传感器用于测量位移机构驱动位移的长度；拉压力传感器测得信号以及激光传感器测得信号均传输至LabVIEW平台中进行分析处理；

激光传感器固定连接于位移机构侧面的装置支架上，与位移机构相对独立；激光传感器的正下方设置有挡片4，使激光能照射在挡片上，挡片固定连接在位移机构的移动部件上，当位移机构的移动部件下移时，挡片随之下移，而激光传感器的位置不变，因此可以通过激光测得位移机构的位移长度。

位移机构的移动部件上固定连接有配重块5，配重块位于拉压力传感器的上方。配重块用于下压产品提供Z轴方向压力，同时当压力大于配重块重量时，配重块会产生相对于Z轴的向上位移，该上浮动作也起到保护拉压力传感器因压力过大损坏的作用。

位移机构包括用于固定挡片和配重块的移动部件3以及驱动移动部件移动的伺服电机1，伺服电机固定连接在装置支架上。本装置中，伺服电机需要驱动移动部件直线运动，因此可选用市售的直线型电机。

在LabVIEW平台中搭建用于采集压力和位移的采集模块、控制位移机构的运动控制模块、计算压力临界点和触发点位移的算法分析模块。

采集模块包括采集板卡，本实施例中选用研华PCI-1710模拟量采集卡，采集到的信号经过放大电路便可输送到工控机进行分析运算，采集板卡的采集方式为差分，采样类型为电压。

运动控制模块为研华运动控制卡AMP-204C，运动控制模块与伺服电机1电性连接，LabVIEW平台驱动其内部的运动控制模块输出脉冲来控制伺服电机的运转，LabVIEW平台通过将具体位置坐标转换为对应电机运转时的脉冲进行坐标控制。

位移和压力采集为模拟量采集，当整个采集过程完成后将采集的位移和压力量通过利用LabVIEW平台的算法分析模块函数滤波、求导、求上升沿、下降沿的运算求出在特定位置时待测件的压力及位移，并将计算结果进行波形显示。

基于LabVIEW平台的高精度按键检测装置的工作方法，如图3所示包括以下步骤：

步骤一、LabVIEW平台进行初始化，初始化成功后继续后面动作，否则程序退出；

步骤二、把待测件7放置到产品工装8上，通过工控机的装置测试按键启动装置，否则进入等待并返回步骤一；

步骤三、运动控制模块驱动伺服电机，通过伺服电机1驱动位移机构的移动部件3向下运动，通过走到提前设置好的下压位置，达到拉压力传感器6接触待测件时采集拉压力信号值、激光传感器2采集相对位移信号值；

步骤四、判断实验是否结束，实验结束则将拉压力信号值和位移信号值传输至采集板卡，并且在LabVIEW平台通过算法分析模块进行数据处理和显示测试结果，如图2所示；否则就返回到步骤三；

步骤五、将数据保存，并且运动控制模块驱动伺服电机回到原点，准备下一次工作。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。