Analisi delle variazioni di performance di altoparlanti usati nel settore automotive dovute a componenti e processi di fabbricazione

Abstract

Il presente lavoro descrive uno studio sperimentale sulle principali cause di scarto che avvengono durante la produzione di due tipici altoparlanti usati nel settore automobilistico: un midrange ed un woofer. Il primo è progettato per operare in una banda di frequenza tra 100 Hz e 12 kHz, mentre l’altro lavora tra 80 Hz e 9kHz. Lo studio è supportato da una azienda che produce altoparlanti e che risulta leader nel mercato, pertanto il progetto di ricerca si è sviluppato presso i siti italiani e stranieri di quest’ultima e il principale scopo del lavoro è la ricerca della qualità nelle fasi di design e sviluppo di un altoparlante. Il progetto analizza l’influenza sulla qualità sonora sia da parte dei singoli componenti che costituiscono un altoparlante, sia da parte del processo di assemblaggio durante la linea di produzione: pertanto sono stati costruiti di proposito sia alcuni campioni di riferimento sia altri difettati. Durante questa prima parte della ricerca non sono stati costruiti campioni con difetti misti, ma è stata modificata una sola variabile alla volta. Le tolleranze usate per cambiare i valori nominali degli altoparlanti sono interne all’azienda, ma comunque accettate dai clienti. Tutti i trasduttori sono stati interamente caratterizzati con la curva di risposta in frequenza, la curva di distorsione armonica e attraverso l’analisi dei parametri elettrici, meccanici ed acustici. Le misure sono state eseguite in camera anecoica, durante la linea di produzione utilizzando I sistemi EoL e dentro l’abitacolo di una macchina. Attraverso il confronto delle misure, è stata valutata l’influenza di ogni singolo componente o processo di assemblaggio ed infine è stato individuato il più influente nelle performance dell’altoparlante. Alla fine per verificare la tesi di non usare campioni con difetti misti, sono stati costruiti dei campioni speciali, i WoW, dove l’acronimo sta per “Worst of the Worst” e dove sono stati assemblati assieme più componenti difettati.

This research presents an experimental study of the main causes of scrap during the production of two typical loudspeakers used in the automotive sector: a midrange and a woofer. The first is designed to operate between 100 Hz and 12 kHz, instead the other between 80 Hz and 9 kHz. The study is supported by a loudspeakers manufacturing company among the leaders of the market, so the research project was developed at their research and production sites. The main purpose of the present work is the research of good quality in design and development phase of a speaker. The study investigates the influence on sound quality of both the individual components that make up a transducer, and the assembly process along the production line. In order to analyze these aspects, some reference and defected samples have been built on purpose, while, during this initial phase of the research, samples with mixed flaws have not been produced. The variations intervals used for components characteristics are equal to the tolerances adopted by the Company and known and accepted by the Customers. All transducers are fully characterized in terms of frequency-response and linear distortion curves, and electrical, mechanical, acoustical parameters. The measurements have been performed in a certified anechoic chamber, along the speakers’ production line of the company, using the standard EoL equipment, and finally inside the cabin of a production car. Through the comparison of the measurements of all samples, the influence of each defected component or gluing process is evaluated and the most dangerous ones, in terms of approved loudspeaker performance, is determined. In the final part of the study, to verify if the assumption of not using samples with mixed flaws could be acceptable, some special samples have been built, the so called “WoW – Worst of the Worst”.