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Solution Utilisateur
Contrôle
acoustique de démarreurs en fin de ligne de production
|
Auteur(s) : L'objectif : La solution : |
| Les démarreurs automobiles sont des machines tournantes
constituées
d’un moteur électrique à courant continu, de 0,8 à 2,4 kW pour les
véhicules légers, d’au moins un réducteur (pignon du démarreur et
couronne du volant moteur), parfois d’un réducteur interne
(épicycloïdal ou droit) pour les plus puissants, et enfin d’un
contacteur qui assure le contact de puissance et la gestion des
mouvements d’engagement et de dégagement du pignon dans la couronne. Chacun de ces éléments est susceptible de générer une bruyance dont les caractéristiques sont très différentes (chocs, fréquences pures ou bande de fréquence) mais qui doivent être contrôlées à 100% en fin de ligne de production afin de garantir une qualité de fabrication à nos clients. Le contrôle de bruyance doit être effectué une fois le démarreur assemblé Pour des raisons pratiques, le contrôle de bruyance est une des dernières opérations, juste avant la mise en conditionnement pour l’expédition. Les opérateurs affectés à ce poste sont formés à l’écoute et au jugement de la bonne ou mauvaise sonorité du démarreur. Les avantages de la procédure humaine sont nombreux : les bruits sont divers avec de nombreux transitoires difficiles à quantifier. L’oreille est très adaptée à ce genre de situation et particulièrement pertinente pour détecter des bruits singuliers, inattendus ou désagréables (frottements, modulations…). De plus, l’environnement acoustique étranger aux démarreurs, bien que très perturbé sur la chaîne, influence peu le jugement de l’opérateur qui peut réitérer une écoute le cas échéant pour confirmer un doute. Assistance au contrôle en environnement sévère En revanche, il est bien connu que l’oreille peut dériver ; notamment si le niveau de bruit moyen augmente, le jugement a tendance à varier. Celui-ci est par ailleurs influençable par la fatigue qui peut conduire à une hyper sélection comme à laisser passer des bruyants. Pour pallier ces inconvénients, on pourrait automatiser des mesures acoustiques en environnement calme (voire anéchoïque) et des traitements complexes notamment des signaux transitoires ; de telles procédures intrusives sur la ligne de production seraient longues à mettre en place et onéreuses ; elles s’avèrent en outre de fiabilité réduite, la qualification subjective gardant tout son sens pratique. C’est une solution mixte qui a été conçue avec l’aide de Saphir, partenaire Alliance de National Instruments, en effectuant la mesure et l’analyse automatique de niveaux acoustiques en champ proche, pour apporter une recommandation objective à l’opérateur, lequel reste décisionnaire au final. Un module cRIO-9234 pour la mesure acoustique La mesure acoustique nécessite un numériseur type DSA (Dynamic Signal Acquisition) équipé de filtre antirepliement. Le matériel choisi est un module d’acquisition de signaux dynamiques de la Série C (NI 9234) installé dans un support USB monomodule (NI 9162). Ce module alimente un microphone à électronique intégrée de type IEPE. Si l’une des voies du module sert à la mesure acoustique, une deuxième voie est affectée à la mesure de tension d’alimentation du démarreur pour borner la portion de signal significatif. La capture du signal d’intérêt est en effet déclenchée par la variation de la tension d’alimentation du démarreur testé. Cette mesure est alors quantifiée en termes de niveaux sur plusieurs plages paramétrables de fréquence, qui comparés à des seuils programmés, donneront un jugement objectif d’acceptabilité ou de rejet. À noter que les critères numériques associés à chaque série de démarreurs sont déterminés au terme d’une investigation préalable à l’aide du logiciel en mode administrateur, par un spécialiste assisté des opérateurs. Le système présente un écran simple à interpréter Un feu vert recommande l’acceptation ; un feu rouge indique un dépassement de seuil. La traçabilité est assurée par un journal de bord qui collecte et horodate les indicateurs de niveaux mesurés et de jugement de toutes les pièces contrôlées. Les signaux bruts des « mauvais » sont stockés en fichiers audio afin de pouvoir être analysés a posteriori si nécessaire. Une option permet de forcer l’enregistrement de tous les signaux bons ou mauvais en vue d’investigations. Les deux voies résiduelles du module NI 9234 sont utilisées optionnellement en mode apprentissage pour mémoriser le jugement de l’expert par deux boutons poussoirs lors des phases d’évaluation des critères d’une nouvelle série. Les signaux sont acquis en mémoire circulaire continue ; l’analyse à la volée de la voie alimentation retient la portion stable de fonctionnement qui est traitée pour calculer et afficher immédiatement les indicateurs pertinents. Plusieurs paramètres sont définis par l’expert Afin de suivre différentes composantes du bruit (balourd, niveau global, niveau réducteur…), chaque critère est nommé et paramétré par une bande de fréquence et des seuils haut et bas. Les niveaux sont exprimés en unités physiques (µPa) et en dB linéaire ou pondéré A. La quantification de ces paramètres nécessite de filtrer les profils de niveaux d’énergie relevés afin de s’affranchir de fréquents bruits parasites liés à l’ambiance du local. La recommandation se révèle négative dès la présence d’au moins un indicateur dépassant son seuil ; cependant, la valeur de chaque critère est affichée en tableau sur cellules de fond coloré représentant les jugements partiels, de façon à renseigner clairement l’opérateur sur l’origine du défaut. Les opérateurs rassurés et les clients aussi Depuis la mise en place du système, les opérateurs se sentent « réconfortés » par la présence de ce conseil qui leur permet de s’appuyer sur une mesure objective tout en gardant un avis subjectif sur la qualité acoustique de l’exemplaire testé. De plus, le client est lui aussi rassuré par cette mesure objective qui introduit une continuité de jugement sur la production. Le système est amené à être déployé prochainement sur d’autres lignes notamment dans les implantations à l’étranger où la facilité d’utilisation, la non-intrusion et le coût modeste sont particulièrement adaptés. Enfin sa simplicité de mise en place permet de réaliser des contrôles temporaires ailleurs que sur la ligne pour la mise au point de prototypes ou le contrôle de séries spécifiques. |
| Décembre 2010 |
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