Robot per calibrazione multimetri

Author(s):
G. Giorgi - MICOS

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems, Electronics

Products:
NI-Motion, Vision Development Module, PXI/CompactPCI, LabVIEW

The Challenge:
Automatizzare la calibrazione di multimetri sprovvisti di porta di comunicazione per il computer leggendo il valore di misura sul display dello strumento.

The Solution:
E’ stato realizzato un sistema robotizzato per la rotazione del selettore e l’inquadratura del display del multimetro basato su componenti standard Micos e National Instruments riducendo al minimo costi di progettazione e realizzazione di parti speciali.

Il sistema di calibrazione realizzato dal Dott. Del Moro di Magneti Marelli Sistemi Elettronici di Venaria Reale, è stato creato per rendere automatica la fase di taratura degli strumenti di misura. Esso è in grado di verificare oscilloscopi, counter, multimetri, termometri e sonde di corrente tramite la porta di comunicazione GPIB o RS232. I dati ottenuti vengono salvati su file EXCEL e possono poi essere utilizzati per effettuare i vari calcoli delle incertezze di misura.
L’obiettivo prefissato era automatizzare anche la calibrazione di strumenti che non sono dotati di porta di comunicazione ma solo di display, leggendo la misura tramite tecniche di visione artificiale rendendo le operazioni di test il più possibile rapide e indipendenti dall’operatore.

In Micos Italia abbiamo progettato e realizzato una piattaforma robotizzata su cui Magneti Marelli Sistemi Elettronici ha integrato il sistema di misura e calibrazione. Per ottenere una soluzione flessibile ed economica ci siamo basati su componenti a catalogo, ciò ha permesso di minimizzare i costi di sviluppo e la realizzazione di parti speciali. Il robot che di seguito descriviamo limita l’intervento dell’operatore al solo carico-scarico degli strumenti da calibrare ed esegue la misura in modo completamente automatico:
1- l’acquisizione dei dati numerici avviene attraverso una telecamera che acquisisce l’immagine del display dal quale, attraverso l’elaborazione dell’immagine, viene estratto il valore numerico rilevato dallo strumento sotto test.
2- un punzone speciale ruota automaticamente il selettore del multimetro nella posizione opportuna a ciascuna misura, la rotazione viene realizzata tramite una tavola motorizzata MICOS mod DT-80 2SM con motorino passo-passo.
3- un sistema di assi motorizzati porta automaticamente la telecamera ad inquadrare il display la cui posizione varia da multimetro a multimetro. Abbiamo scelto assi lineari motorizzati passo-passo della serie VT-80 2SM.
4- La struttura meccanica si basa su binari e carrelli MICOS della serie Albatros che permettono la libera regolazione in altezza dei vari componenti. Il carico-scarico dei multimetri avviene in modo molto semplice: si posa lo strumento sotto test in un opportuno alloggiamento, si abbassa il punzone sul selettore e si inseriscono i contatti elettrici e in 1-2 minuti il cambio pezzo è fatto.

5- Per ogni multimetro è stato realizzato un submount e relativo punzone in modo che l’operatore non debba fare alcuna regolazione.

Per realizzare l’intero sistema è stato utilizzato l’ambiente di sviluppo NI LabVIEW, NI Vision, NI Motion e NI LabVIEW Report Generation Toolkit.
Come hardware è stato utilizzato un controller NI PXI-8187, una scheda firewire NI PXI -8252, una scheda PXI -7334 e MID 7604 per il controllo assi, telecamera ALLIED, illuminatori CCS e meccaniche MICOS sopra descritte.
Gli strumenti campione utilizzati sono il Fluke 5500 , Fluke 8508 e il Rohde & Schwarz SMR20.

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