IMA Dresden 采用HBM產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)身殼體測試

發(fā)布時(shí)間：2023-08-03 點(diǎn)擊次數(shù)：1267

IMA Dresden 采用HBM產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)身殼體測試

IMA GmbH 是一家專注于材料研究和應(yīng)用技術(shù)的公司，擁有各種飛機(jī)和直升機(jī)部件，如機(jī)身、機(jī)翼、尾翼和內(nèi)部部件的專用測試臺(tái)。在最新一代的 IMA Dresden 測試臺(tái)上，所有測量數(shù)據(jù)都以數(shù)字方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析，以確保并行實(shí)時(shí)控制。

用于航空工業(yè)的部件在進(jìn)入原型階段時(shí)要經(jīng)過密集的材料測試。多年來，位于 Dresden 的 IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH (IMA Dresden) 公司一直是航空工業(yè)材料測試領(lǐng)域國際公認(rèn)和認(rèn)可的合作伙伴。

除了仿真模擬，進(jìn)行組件的實(shí)際測試也是IMA Dresden 一個(gè)非常重要的組成部分。IMA Dresden 提供的數(shù)據(jù)不僅使供應(yīng)商能夠?qū)Σ考徒Y(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性實(shí)驗(yàn)測試，還可以與仿真模擬測試進(jìn)行比較，對設(shè)計(jì)、維護(hù)解決方案、連接工藝和材料選擇進(jìn)行驗(yàn)證。

問題

IMA Dresden 是一家測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，經(jīng)常為制造商和供應(yīng)商提供非常復(fù)雜的測試臺(tái)，用于實(shí)際組件測試。在進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，試驗(yàn)臺(tái)伺服液壓控制器需要參考測量數(shù)據(jù)。

解決方案

借助 HBM QuantumX 和 catman AP 組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 與任務(wù)所需的開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)一起協(xié)同工作。

結(jié)果

QuantumX 能夠向 catman AP 數(shù)據(jù)采集和分析軟件，以及通過液壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜負(fù)載控制的控制器提供高質(zhì)量的數(shù)字化測量數(shù)據(jù)。這樣就不需要像傳統(tǒng)系統(tǒng)那樣，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。結(jié)果是，只需一個(gè)測量系統(tǒng)，并可大幅度縮短配置時(shí)間，提高信號(hào)質(zhì)量。

用于多種測量任務(wù)的靈活設(shè)備

對于機(jī)身殼體測試，IMA Dresden 正在對一個(gè)從頭開發(fā)的測試臺(tái)進(jìn)行調(diào)試。這個(gè)全新的伺服液壓試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)來源于豐富的內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)的專有技術(shù)，正如 IMA Dresden 測量技術(shù)負(fù)責(zé)人解釋的那樣: “改進(jìn)后的設(shè)計(jì)使試驗(yàn)臺(tái)更加靈活，滿足不同的試驗(yàn)、部件尺寸和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。”更重要的是，多種類型的應(yīng)力可同時(shí)加載，滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。

新的試驗(yàn)臺(tái)使用了大約30個(gè)、裝配HBM力傳感器的液壓致動(dòng)器，可以模擬與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的拉壓和剪切應(yīng)力。并通過試樣上安裝的500個(gè) 應(yīng)變計(jì) 來測量這些材料的反應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，IMA Dresden 才能用了 HBM QuantumX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 來記錄這些不同橋路的應(yīng)變信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字調(diào)理以便后續(xù)處理。

QuantumX 是一種即插即用的解決方案，全面支持 TEDS (傳感器電子數(shù)據(jù)表) 技術(shù)，能夠以任何需要的方式快速靈活地調(diào)整測試臺(tái)。每個(gè)傳感器的特性都會(huì)從安裝在傳感器或連接器中的 TEDS 芯片中自動(dòng)讀取，從而顯著縮短重新配置測量任務(wù)時(shí)的設(shè)置時(shí)間 – 不再需要手動(dòng)輸入（這通常是錯(cuò)誤的原因）。

可自由擴(kuò)展的測量系統(tǒng)

對于這種規(guī)模的測試臺(tái), QuantumX MX1615B 測量模塊完美體現(xiàn)了其多功能性。結(jié)構(gòu)緊湊，帶有16個(gè)通用通道的測量輸入。高通道密度意味著系統(tǒng)自由擴(kuò)展，但尺寸依然較小?？梢愿鶕?jù)需要，緊靠試樣測量點(diǎn)分布，既可以單機(jī)使用，也可以在大型系統(tǒng)中互連。在實(shí)際測試中，每個(gè)模塊都可以隨時(shí)重新配置（小型測試），或是根據(jù)需要隨時(shí)增添新的模塊，升級(jí)通道數(shù)量。

HBM 產(chǎn)品經(jīng)理 Christof Salcher 列舉了此解決方案的其他優(yōu)點(diǎn)：“單個(gè)模塊都可單獨(dú)或是高度分散使用，通過一根電纜互連。緊靠測量點(diǎn)分布以及同步數(shù)字化節(jié)省了大量連接電纜，實(shí)現(xiàn)了更快配置的同時(shí)，更提高了信號(hào)質(zhì)量。與我們的catman軟件一起，組建了一個(gè)易于使用的整體解決方案，解決了許多測試方面的挑戰(zhàn)?！?/p>

這些模塊通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)竭\(yùn)行在PC上的 HBM catman 軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化、在線和后處理分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。對于 IMA Dresden 這類的大型測試臺(tái)，該軟件還支持在多個(gè)屏幕上可視化。

極高精度實(shí)時(shí)控制

Striegler 表示, IMA Dresden 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于第二階段: “最新一代測試臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)并行處理測量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)測試自動(dòng)化。” 在大型部件的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，為了施加負(fù)載，一個(gè)控制器需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)液壓致動(dòng)器。通過實(shí)時(shí)控制，控制器能夠在此過程中觀察測量數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)高于或低于設(shè)定的特征值，則自動(dòng)停止測試或重新調(diào)整測試程序。

相比之下，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)控制需要將數(shù)字測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓的模擬信號(hào)，然后將信號(hào)反饋回模擬反饋系統(tǒng)。然后執(zhí)行第二次數(shù)字化，以便控制系統(tǒng)處理?！霸趯?shí)際測試中，這意味著不僅需要大量的布線和時(shí)間，而且最重要的是，精度會(huì)受到影響，” Christof Salcher 解釋道?！叭珨?shù)字測量和控制鏈可以無損接收測量信號(hào)，使用簡單的以太網(wǎng)電纜來實(shí)現(xiàn)控制?！弊詈蟮⒎亲畈恢匾囊稽c(diǎn)是，使用較少的電子設(shè)備和電纜能夠顯著降低成本。

配置透明，維護(hù)簡單

IMA Dresden 另外一個(gè)優(yōu)勢是，控制器可實(shí)現(xiàn)對單個(gè)傳感器的直接訪問。這樣，可以根據(jù)需要靈活地調(diào)整監(jiān)測參數(shù)。同時(shí)，全數(shù)字化系統(tǒng)能夠?qū)嵤┯嗅槍π缘墓收吓懦?、提高響?yīng)速度，從而提高整個(gè)系統(tǒng)對苛刻測試任務(wù)的可用性。從維護(hù)選項(xiàng)的改進(jìn)中即可明顯看出復(fù)雜性的降低。

測試臺(tái)由控制器系統(tǒng)實(shí)施管理，其通過接口與 QuantumX 系統(tǒng)同步通訊。接口技術(shù)將傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 軟件和液壓控制系統(tǒng)之間的測量鏈和控制系統(tǒng)相互連接，確保所有組件順利工作。

可靠數(shù)字化的精密時(shí)間技術(shù)

Striegler 提到，IMA Dresden 正在逐步將其所有測試臺(tái)數(shù)字化，使用 HBM 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到新的數(shù)據(jù)采集方法。Striegler 評(píng)論到：“隨著新一代測試臺(tái)的出現(xiàn)，我們正在進(jìn)行升級(jí)，以滿足測試臺(tái)和測量任務(wù)面臨的更高要求。” IMA Dresden 的另一個(gè)主要優(yōu)勢在于移動(dòng)和現(xiàn)場使用的測試設(shè)備。與分布式設(shè)備協(xié)同工作時(shí)，PTP（精密時(shí)間協(xié)議，IEEE 1588:2008）能夠通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高精度時(shí)間同步，創(chuàng)造額外的可能性。另一方面，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)還可有限帶寬下實(shí)現(xiàn)低延遲實(shí)時(shí)通信。

另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是 HBM 測量鏈一直遵循國際標(biāo)準(zhǔn), IMA Dresden 長期以來一直在使用HBM產(chǎn)品。 “在如此復(fù)雜的設(shè)置中，組件通常是不同品牌的,” Striegler 解釋道. “HBM 產(chǎn)品的接口及其靈活性使我們能夠無縫連接測量系統(tǒng)的所有組件，這對現(xiàn)有測試臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行逐個(gè)更新時(shí)尤為重要?！?/p>

關(guān)于 IMA Dresden

IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH, 簡稱 IMA Dresden，是國際公認(rèn)的的測試、監(jiān)測和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，幫助制造商更快地將新開發(fā)的產(chǎn)品推向市場。德累斯頓兩個(gè)占地10000平方米的試驗(yàn)區(qū)，用于對航空、軌道車輛、汽車、醫(yī)療工程、塑料和金屬等行業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行測試，以確保其高質(zhì)量、可靠性和安全性。IMA Dresden 成立于1993年，目前擁有約240名員工，擁有全面的工程專業(yè)知識(shí)，陪伴客戶完成產(chǎn)品開發(fā)過程的每一步。測試范圍從樣本的基礎(chǔ)研究到復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)的認(rèn)證測試。該公司采用自研技術(shù)來執(zhí)行這些測試。

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