Postituskoneiden ohjainten piirilevyjen valmistus ja kokoonpano syöttö-, punnitus-, sulkemis- ja tulostusjärjestelmiin

Highleap Electronics valmistaa asiakaskohtaisesti julkaistavia postituskoneiden ohjainten piirilevyjä ja piirilevyjä pöytätietokoneiden postinkäsittelyjärjestelmiin, kirjekuorien syöttölaitteisiin, sulkemiskoneisiin, punnitusmoduuleihin, postimaksujen tulostusyksiköihin ja tehokkaampiin postitushuonelaitteisiin. Valmistuksen tarkastus koordinoi moottorikäyttöjä, antureiden ajoitusta, vaa'an liitäntöjä, näyttö-/ohjauselektroniikkaa, tulostinmoduuleja, verkkoyhteyksiä, virranjakelua ja asiakkaan määrittelemiä järjestelmätestejä pitäen postimaksujen laskennan ja postipalvelujen valtuutuksen OEM-valmistajan julkaiseman arkkitehtuurin sisällä.

Postituskoneiden tuoteperheet ja monipiirilevyiset ohjainarkkitehtuurit

Postituskone on yleensä koordinoitu sähkömekaaninen järjestelmä yhden piirilevyn sijaan. Kompaktissa pöytäkoneessa mikrokontrolleri, moottorin ohjaimet, vaa'an käyttöliittymä ja näyttöliittimet voidaan sijoittaa yhdelle emolevylle. Tehokkaammassa koneessa nämä toiminnot voidaan jakaa logiikkaohjaimeen, moottori-/tehokorttiin, punnitusmoduuliin, tulostinohjaimeen ja etupaneelin piirilevyyn. Tuotantopaketin tulisi määritellä tarkka piirilevysarja ja johtosarjamatriisi, jotta versiot eivät sekoitu moduulien välillä.

Nämä tuoteperheet voivat jakaa elektronisia rakennuspalikoita, mutta niiden tuotantotestit ovat erilaisia. Pelkästään syöttölaitteella varustettu ohjain ei tarvitse punnituskalibrointitestiä, kun taas vaa'alla integroidun järjestelmän on säilytettävä meluisa mittausteho moottorien ja tulostusmekanismien ollessa käynnissä.

Syöttökuljetus, tiivistysmoottorit ja anturiajoitettu liikkeenohjaus

Postin kuljetus vaatii koordinointia noutotelojen, syöttötelojen, portti- tai kytkintoimilaitteiden, tiivistemekanismien ja joskus myös tulostinkuljettimen välillä. Piirilevyn suunnittelu määrää, ohjaavatko näitä kuormia tasavirtamoottorit, askelmoottorit, solenoidit vai erilliset moduulit. Tuotannon tulisi varmistaa vapautettu sekvenssi ja virtaprofiili yleisen moottoritestin sijaan.

Liikkeenohjauksen valmistuspisteet

• Moottoriohjaimen marginaali: käynnistys- ja jumivirrat tulisi ottaa huomioon julkaistussa suunnittelussa; asiaankuuluvia piirilevytason ongelmia voidaan tarkastella moottorin ohjauspiirilevy käytäntöjä.
• Askellusakselit: Jos suunnittelussa käytetään tarkkaa syöttöä tai tulostusasennusta, ajurivirran, mikroaskeleen konfiguraation ja liittimien johdotuksen tulee vastata julkaistua askelmoottorikäyttöinen piirilevy arkkitehtuuri.
• Anturin ajoitus: Paperin läsnäolo-, kirjekuoren raon-, kannen-, tiivistenesteen- ja poistumisanturit voivat määrittää ohjaussekvenssin. Johtojen vaihdot tai antureiden korvaaminen voivat muuttaa ajoitusta ilman ilmeistä sähkövikaa.
• Tukoksen korjaus: Peruutus-, uudelleenyritys- ja pysäytyslogiikka kuuluu laiteohjelmistoon ja se tulee tarkistaa julkaistulla mekanismilla.
• Johtosarjan virta: Pitkät kaapelit moottoreihin ja moduuleihin lisäävät jännitehäviötä ja EMI-kytkentää, joita ei näy paljaalla piirilevyllä varustetussa valaisimessa.

Postituslaitteet keräävät myös paperipölyä, liimajäämiä ja kosteutta paperiradan lähelle. Elektroniikka tulee sijoittaa ja suojata alkuperäisen laitevalmistajan mekaanisen suunnittelun mukaisesti. Pinnoitteen tai suojauksen lisääminen jälkikäteen ei korvaa koneeseen pääsyn paikan hallintaa.

Integroitu vaa'an elektroniikka ja tarkkuusmittausten erottaminen moottorin kohinasta

Monissa postitusjärjestelmissä vaaka on joko sisäänrakennettu alusta tai erillinen moduuli. Ohjaimen on pidettävä vaa'an matalan tason punnituskennon reitti vakaana, kun syöttömoottorit, näytön taustavalot, verkkoliitännät ja tulostuskuormat vaihtuvat lähellä. Yleinen suunnitteluvirhe on käsitellä vaakaa "vain yhtenä anturina" ja jakaa kohinaisia ​​virranpaluu- tai säädinreittejä, jotka siirtävät lukemaa koneen toiminnan aikana.

Punnitusmoduulia voidaan verrata elektronisen vaa'an piirilevyjen tuotannonohjaimiin: punnituskennojen heräte, tarkkuus-AD-muunnin/referenssiosat, kalibrointimuisti, mekaaninen kiinnitys ja toistettavuus. Jos vaaka on pääohjaimen piirilevyllä, sijoittelun ja tehoalueen suunnittelun tulisi pitää moottorin virtasilmukat poissa herkistä analogituloista.

Jos valmista konetta käytetään kaupalliseen punnitukseen, markkinakohtaiset mittausvelvoitteet kuuluvat OEM-vaatimustenmukaisuussuunnitelmaan. Piirilevyjen kalibrointitiedot ja tehokkuustestaus eivät itsessään takaa laillista hyväksyntää kaupalliseen käyttöön.

Pääohjain, näyttö, verkko ja oheislaitteiden integrointi

Pääohjain sijaitsee usein useiden sähköisesti eri alijärjestelmien keskellä: moottorin teho, tarkkuuspunnitus, tulostin, käyttöliittymä, verkkoyhteys ja huoltoportit. Hyvä valmistusdokumentaatio yksilöi nämä liitännät yksiselitteisesti. Liittimen nimi, kuten J7, ei riitä, kun tuotannon on tiedettävä, meneekö kaapeli moottoriin, punnituskennoon, tulostusmoottoriin vai turvalukitukseen.

• Päälogiikka: MCU/MPU-, muisti-, RTC- ja liitäntälaitteiden tulisi noudattaa julkaistuja ohjeita. elektroninen ohjain Osaluettelo ja ohjelmointipaketti.
• Käyttöliittymä: Kosketusnäytön tai näyttöohjaimen liitännät voidaan sovittaa yhteen näyttöpiirilevyjen tuotantovaatimusten kanssa.
• Verkko: Ethernet-, Wi-Fi- tai muut tiedonsiirtovaihtoehdot vaativat juuri julkaistun lähetin-vastaanottimen/moduulin ja laiteohjelmiston. Langattomat vaihtoehdot voivat käyttää langattoman viestinnän piirilevy kokoonpanon ohjaimet.
• Liittimet: moottorin, vaa'an, tulostimen, anturin ja huoltoliittimien tulee olla koodattuja ja mekaanisesti saavutettavissa; tarkista PCB-liitin vaatimukset.
• Valinnaiset moduulit: Ominaisuusvaihtoehdot tulee määrittää osaluettelon ja laiteohjelmiston avulla, ei käyttäjän muistin avulla lopullisen kokoonpanon aikana.

Varianttimatriisi on hyödyllinen, kun samaa koteloa myydään eri skaalauskapasiteeteilla, verkkoliitännöillä tai tulostinmoduuleilla. Työtilauksessa tulee yksilöidä levyn versio, ladattu laiteohjelmisto, käytetyt lisävarusteet ja tarkka järjestelmätesti.

Sähkönjakelu, maadoitus ja EMC-riski sekalaisissa sähkömekaanisissa kuormissa

Postituskoneet yhdistävät ajoittaisia ​​suurvirtakuormia ja matalan tason mittauspiirejä. Virtalähteen arkkitehtuuria tulisi tarkastella toimintatilan mukaan: moottorin käynnistys, tulostuspulssi tai pään käyttö, näytön taustavalo, verkkolähetys ja valmiustila. Keskimääräinen kulutus voi peittää lyhyitä transientteja, jotka nollaavat prosessorin tai vääristävät vaa'an lukemaa.

Piirilevyjen välisiä ja johdinsarjojen välisiä virtayhteyksiä voidaan tarkastella piirilevyn virranjakeluverkon näkökulmasta. Jos suunnittelussa käytetään erillistä teho-/moottorikorttia, liitäntäspesifikaatiossa tulee määritellä järjestys, maadoitusreferenssi, vikasignaalit ja kaapelin enimmäispituus.

Sähkömagneettisten häiriöiden vianmäärityksen tulisi perustua näyttöön. Moottorikaapeli, kytkentäsäädin, langaton moduuli tai tulostuspään ajuri voivat kaikki olla kohinalähteitä. Tuotannossa tulisi säilyttää irrotettu suodatin, suoja ja kaapelien reititys sen sijaan, että ferriittejä lisättäisiin summittaisesti myöhäisen järjestelmävian jälkeen.

Verhokäyrän ajoitus on järjestelmätason ohjausmuuttuja

Postitusjärjestelmät luottavat usein useiden anturien väliseen etäisyyteen yhden absoluuttisen sijainnin sijaan. Nouto, raon tunnistus, vaa'an sijoitus, tulostuksen liipaisu ja ulostulon tunnistus voidaan kaikki yhdistää laiteohjelmiston ajoituksella. Jos rullan halkaisija, välityssuhde, kooderin lukumäärä tai anturin kiinnikkeen asento muuttuu, kone saattaa silti syöttää kirjekuoria, vaikka tulostussijainti tai punnitusajoitus siirtyisikin. Pilottikokeessa tulisi siksi tallentaa vapautettujen anturien sekvenssi ja siirtonopeus varsinaisella mekanismilla, ei vain varmistaa, että jokainen anturi kytkeytyy erikseen.

Modulaarisissa koneissa ajoitusoletukset ylittävät myös piirilevyjen rajoja. Moottorilevy voi raportoida enkooderin tai "liike valmis" -signaalin pääohjaimelle; tulostinlevy voi odottaa liipaisinta siirto-ohjaimelta. Kaapeliviiveet ovat yleensä merkityksettömiä verrattuna mekaaniseen liikkeeseen, mutta liitinviat, ylösvetoarvot ja laiteohjelmiston polariteetti voivat aiheuttaa mekaanista jumiutumista muistuttavia ohitettuja tapahtumia. Järjestelmädiagnostiikan tulisi paljastaa nämä tilat, jotta korjausteknikot voivat tunnistaa sekvenssin pysäyttäneen piirilevyn.

Kostutus- ja tiivistysmoduulit luovat uudenlaisen vikaantumisympäristön

Kirjekuorien sulkemislaitteet voivat sijoittaa vettä tai tiivistysnestettä antureiden, pumppujen, venttiilien tai moottoreiden lähelle. Pääohjain saattaa nähdä vain tasoanturin ja toimilaitteen lähdön, mutta johtosarja ja liitinympäristö voivat olla alttiimpia kontaminaatiolle kuin kuiva syöttöosa. Julkaistun suunnittelun tulisi määritellä liittimien suunta, tippumissuojaus ja mahdollinen pinnoite- tai tiivistestrategia. Tuotannossa ei pitäisi käyttää konformaalista pinnoitetta valikoivasti, koska se voi häiritä huoltoliittimiä eikä välttämättä suojaa varsinaista nesteen kulkureittiä.

Tiivistysmoduulitestin tulisi varmistaa toimilaitteen suunta, anturin tila ja vuotamaton mekaaninen integraatio käyttämällä OEM-valmistajan hyväksymää nestettä tai testimenetelmää. Sitä ei tule yhdistää vaa'an kalibrointilaitteeseen, jos kosteus tai tärinä voi heikentää punnitustarkkuutta. Näiden toimintojen erottaminen tekee molemmista testeistä toistettavimpia.

Monipiirilevyinen NPI, johtosarjan ohjaus ja konfiguroinnin hallinta

Postituskoneen pilottihanketta tulisi hallita järjestelmänä. Pelkkä emolevyn tuotto ei riitä, jos moottorilevyä, vaakamoduulia, näyttöä, tulostinta ja johtosarjarevisioita ei voida koota validoituun kokoonpanoon. Ensimmäisissä artikkeleissa tulisi olla piirilevy- ja järjestelmätason tunnisteet, jotta suunnittelu voi toistaa NPI:n aikana havaitut viat.

1. DFM/DFA: tarkista piirilevyn käyttö, liittimien välykset, huoltojen poisto ja johtosarjan taivutusreitit käyttämällä DFM-tarkistukset.
2. Kriittinen hankinta: moottoreita, punnituskennoa, tulostimen liitäntäosia, suurvirtaliittimiä ja antureita tulisi edelleen ohjata komponenttien hankinta.
3. Ohjelma variantin mukaan: Pidä laiteohjelmisto, kalibrointi ja kokoonpano asennettuihin lisävarusteisiin sidottuina.
4. Integroi määritellyssä järjestyksessä: Moottorikortin, vaakamoduulin, näytön ja tulostimen johtosarjojen työohjeissa tulee olla ristiinkytkentöjen estävät työohjeet.
5. Säilytä järjestelmän jäljitettävyys: Kirjaa muistiin hyväksytyn ensimmäisen artikkelin piirilevyversioiden, laiteohjelmiston ja tärkeimpien sähkömekaanisten moduulien yhdistelmät.

Toistuvassa tuotannossa optioiden hallinta on toistuva riski. Kone voi käynnistyä, vaikka väärä tulostinmoduuli tai vaakakortti olisi asennettu. Lopputestin tulisi siksi vahvistaa konfiguroidut ominaisuudet, ei vain pääkortin sarjanumero.

Kultaisen järjestelmän konfiguraatiot vähentävät optio-matriisi-sekaannusta

Kun yksi postitusalusta tukee useita vaakoja, tulostimia ja verkkomoduuleja, kultainen kokoonpanomatriisi on hyödyllisempi kuin yksi kultainen kone. Jokaisessa hyväksytyssä yhdistelmässä tulee mainita emolevyn versio, moottorilevy, vaakamoduuli, tulostin-/liitäntäkortti, laiteohjelmistopaketti ja johtosarja. Tuotanto voi sitten testata yksikköä sen aiottua kokoonpanoa vasten ja välttää kätevän mutta hyväksymättömän korvaavan oheislaitteen käyttöä.

Tämä tekee myös komponenttien vaihdon validoinnista käytännöllistä. Jos moottorin ohjain tai verkkomoduuli muuttuu, pilottikoe voidaan suorittaa ensin suurimmalla kuormituksella tai ajoitusherkimmällä kokoonpanolla sen sijaan, että jokainen kosmeettinen SKU toistettaisiin. Alkuperäislaitevalmistaja voi sitten päättää, riittääkö näyttö vaihtoehtoisen tuotteen julkaisemiseen koko tuoteperheessä.

Laiteohjelmiston ja moduulien yhteensopivuutta tulisi käsitellä tuotantorajapintana

Postituskone voi olla sähköisesti kunnossa ja silti vikaantua, koska tulostin, vaaka tai moottorikortti käyttää laiteohjelmistoa, jota pääohjain ei odota. Moduulien toimittajat voivat muuttaa komentojen ajoitusta, käynnistysviestejä tai tunnistetietoja muuttamatta ulkoista liitintä. Siksi tuotantokokoonpanon tulisi tallentaa moduulin versio ja laiteohjelmisto aina, kun kyseiset tiedot vaikuttavat yhteensopivuuteen. Tunnetusti toimiva moduulisarja on arvokas liitäntäristiriidan erottamiseksi juotos- tai virtavikavirheestä.

Huoltovaihdoissa tulisi noudattaa samaa sääntöä. Jos kentällä vaihdettava tulostin- tai vaakamoduuli vaatii emolevyn vähimmäislaiteohjelmiston, tämä suhde kuuluu OEM-yhteensopivuusmatriisiin ja tuotantomatkustajaan. Tehtaan ei tulisi ratkaista ristiriitaa lataamalla uudempaa levykuvaa, ellei OEM ole julkaissut kyseistä yhdistelmää.

Postituskoneiden ohjainten järjestelmän toiminnallinen testaus ja tarjouspyyntöpaketti

Lopputestin tulisi noudattaa julkaistua sähköpostipolkua ja asetusjoukkoa. Se voidaan vaiheistaa: ensin piirilevytason diagnostiikka, sitten moduulitestit ja lopuksi lyhyt järjestelmäsykli. Tavoitteena on havaita kokoonpanovirheet muuttamatta jokaista tuotantoyksikköä tekniseksi validointikampanjaksi.

Edustava järjestelmätestausmatriisi

Highleap voi suorittaa asiakkaan määrittelemiä toiminnallisia testejä, kun tarjouspyyntö sisältää tarkan piirilevyn, osaluettelon, johtosarjapiirustukset, moottori- ja anturimoduulit, punnitusanturin/kalibrointimenettelyn, tulostinliitännän, laiteohjelmiston/konfigurointitiedostot, järjestelmän testinäytteet ja tavoitemäärät. Postimaksu- tai postituslaskentatoimintoja tulisi testata vain OEM-valmistajan hyväksymässä ympäristössä ja julkaistussa testitilassa.