HBK heeft onlangs enkele nieuwe koppelmeetopnemers geleverd aan BEP Europe in het Belgische Brugge. BEP Europe is fabrikant van testsystemen voor assemblagelijnen, die worden geleverd aan de fabrieken van vrijwel alle bekende automerken. De testsystemen worden daar aan het eind van de productielijnen ingezet voor het testen en afstellen van diverse onderdelen en functies van een voertuig. De testbanken en testprocedures worden op specificatie van de eindklant ontwikkeld en voor iedere testfunctie is er een nauwkeurige procedure voor kalibratie/verificatie gedefinieerd om de foutmarge van de meetgegevens zo klein mogelijk te houden. Bij een van de rollentestbanken worden koppelmeters van HBK gebruikt voor de kalibratie van de remkrachten.

BEP Europe is onderdeel van Burke E. Porter (BEP) Group, een van de toonaangevende leveranciers van test- en assemblagesystemen voor de automobielindustrie. Het bedrijf werd bekend door de eerste volledig elektrische DVT-rollenbank voor het testen van remmen. Inmiddels is het uitgegroeid tot een wereldwijde onderneming, die geavanceerde voertuigtestsystemen ontwerpt en bouwt voor alle grote spelers op de automobielmarkt. Tot het assortiment behoren naast end-of-line testsystemen ook dynamometers en balanceersystemen voor wielen en banden. Het bedrijf heeft zo’n veertig vestigingen in Europa, de Verenigde Staten, Zuid-Amerika en Azië.

BEP Europe in Brugge, waar zo’n 150 personen werken, heeft zich toegelegd op de ontwikkeling en productie van end-of-line voertuigtestsystemen voor de automobielindustrie. De geïntegreerde systemen testen remmen, vering, rijgedrag, afstelling van verlichting, wieluitlijning en de werking van sensoren voor onder meer Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), Adaptive Cruise Control (ACC), Head-up Display (HuD) en parkeerondersteuning van het geassembleerde voertuig. Het bedrijf bouwt bovendien powertrain-testsystemen voor producten als versnellingsbakken, sperdifferentiëlen, koppelingen en elektromotoren voor EV- of hybride-voertuigen.

Werking van een rollenbank

De rollentestbanken of remtestbanken, waarin de koppelmeetopnemers van HBK toegepast worden, zijn uitgerust met vier sets rollen voor vier wielen, waarbij een autowiel dus tussen twee rollen in staat. “Elke set rollen wordt aangedreven door een elektromotor. We meten per set de kracht die door de elektromotor op de autobanden wordt uitgeoefend, zodat we zowel het vermogen van de auto als de remkracht kunnen meten. Daarbij moet overigens ook rekening gehouden worden met het interne vermogensverlies in de rollenbank. Dat interne vermogensverlies is het gevolg van mechanische wrijvingsverliezen en elektrische verliezen in de elektromotor”, legt Yann Germain, Technical Quality Manager bij BEP Europe uit. Hij ziet toe op de meettechnische kwaliteit van de machines en beoordeelt of die voldoet aan de specificaties van de klant.

“Elke rollentestbank ondergaat na de assemblage en daarna periodiek een kalibratie/verificatie die bestaat uit meerdere stappen”, vervolgt Yann Germain. “Na uitvoering van de metingen volgens de voorgeschreven procedures wordt de koppelmeetopnemer van HBK op de aandrijving van de elektromotoren gemonteerd. We hebben in de loop der jaren eigen meet- en kalibratieprincipes ontwikkeld. Door onze metingen met behulp van de HBK-opnemers te verifiëren en te kalibreren weten we of de gebruikte meetwaarden van onze rollentestbanken binnen de toleranties vallen. De meetwaarden worden periodiek opnieuw geëvalueerd en aangepast door middel van herkalibraties bij de eindklant. Ook als blijkt dat er afwijkingen in de meetresultaten van de voertuigen ontstaan, worden de testsystemen opnieuw gekalibreerd. We gebruiken de meetwaarden van de HBK-koppelmeters in feite dus als referentie-meetwaarde voor de rollentestbanken.”

T40B en de TIM-PN

BEP Europe en HBK doen al vele jaren zaken met elkaar. Sinds 2002 worden de T10F koppelmeetopnemers en de MP60 meetversterker voor de kalibratie van de rollentestbanken toegepast, maar voor de nieuwe systemen stapt BEP Europe over naar de T40B en de TIM-PN, die samen een compleet digitaal koppelmeetsysteem vormen. Dat voor de kalibratie de koppelmeetsystemen van HBK toegepast worden, heeft alles te maken met de snelheid van de dataverwerking en de nauwkeurigheid van de HBK-koppelmeetopnemers. Ze worden gekalibreerd geleverd vanaf de fabriek. De kalibratie van de meetketen wordt uitgevoerd wordt in het DKD-laboratorium van HBK in Darmstadt. Herkalibratie van de koppelopnemers van eindklanten wordt  door BEP in Brugge geregeld, maar uitgevoerd door HBK.

Behalve koppelmeetopnemers gebruikt BEP trouwens ook load cells van HBK indien op een testbank ook het gewicht van een voertuig of andere krachten gemeten moeten worden.

Maatwerk

“Iedere rollenbank bestaat uit dezelfde basiskit met vier sets rollen. Die zijn verstelbaar, zodat je automodellen met een verschillende wielbasislengte op een rollenbank kunt testen. Het maakt niet uit of  je een elektrische auto of een auto met een verbrandingsmotor test. Een elektrische auto is door het accupakket gemiddeld zo’n 1.000 kilo zwaarder, dus moet de bank wel wat steviger uitgevoerd worden”, verduidelijkt Frank Verschuere. Hij is begeleider van de automatiseringsafdeling binnen BEP. “Hoewel de test-principes in de basis altijd dezelfde zijn, maken we geen universeel product. Iedere automobielfabrikant levert zijn eigen eisen voor de bouw van de testbanken en we zijn flexibel waar het gaat om vermogensbereik, opties van modulaire test-functies en standaards voor automatisering, componenten en ontwerp. Iedere eindklant hanteert zijn eigen normen en testprocedures en stelt verschillende eisen aan de testrapporten van de testbank en de geteste voertuigen.”

Teststraten

“Er worden in de automobielindustrie steeds hogere eisen aan de testbanken en andere testapparatuur gesteld”, zegt Yann Germain. “Auto’s worden steeds vaker uitgerust met geavanceerde elektronica en meet- en regelsystemen zoals ABS, ESP, Lane Management Systemen, Adaptive Cruise Control en parkeersensoren, die ook op onze testbanken afgeregeld en getest moeten worden. Door het toenemende gebruik van Advanced Driver Assistance Systems zie je bovendien dat er steeds meer camera’s, sensoren en systemen bij de eindcontrole getest en afgesteld moeten worden en die bevinden zich niet altijd op goed bereikbare plaatsen. De opkomst van systemen voor autonomous driving zal de hoeveelheid sensoren nog verder vergroten.”

Al die ontwikkelingen, wensen en eisen zijn van invloed op de constructie en de functies van de testbanken van BEP Europe. Daar komt bij dat end-of-line testsystemen niet alleen bijzonder nauwkeurig, maar ook  snel moeten zijn. De werkprocessen en handelingen in productie- en assemblagelijnen in de automobielindustrie zijn strak genormeerd. Aan de lijnen werken honderden personen, die allemaal een specifieke taak hebben die in een korte tijd uitgevoerd moet worden. Bij sommige eindklanten loopt er elke twee of drie minuten een nieuwe auto van de assemblagelijn. Dat betekent dat ook de end-of-line testen en het afregelen van bepaalde functies of instellingen per voertuig in een paar minuten volledig uitgevoerd moeten worden. De cyclustijd van de tests moet dus zonder verlies aan nauwkeurigheid worden aangepast aan het tempo waarmee de auto’s van de productielijn lopen. Daarom worden er meerdere testbanken parallel aan elkaar opgesteld en worden meerdere testfuncties in één testbank geïntegreerd. De hele test- en afregelprocedure kan tegenwoordig snel en bijna volautomatisch afgehandeld worden.