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Schalter-/Kontakt- und Touchscreen-Prüfung 101

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Der SMAC-Ansatz

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Wenn Sie sich in einer Direktive wiederfinden, um irgendeine Art von elektrischem Schalter zu testen; neue Produktfreigabe, Proof of Concept, Funktionstests während/nach der Montage, beschleunigter Lebenszyklus, oder etwas viel, viel Schlimmeres wie Ausfälle im Feld, Sortierung, Rückruf, Korrekturmaßnahmen, FMEA, 8D, oder was auch immer das neueste Qualitäts-Akronym ist, das auf die Straße kommt? Wo könnten Sie anfangen? Nun, es wäre eine gute Idee, sich auf jemanden zu beziehen (aka den Kunden/dessen Spezifikationen) sowie auf eine allgemeine Dokumentation darüber, "wie man Schalter testet", und obwohl ASTM eine so solide Wahl wie jede andere wäre, kann man davon sprechen, den Trichter auf den Kopf zu stellen. Wenn Sie eine Suche nach, sagen wir, "Membranschaltertests" durchführen, hat ASTM allein 526 Ergebnisse unter Normen und Veröffentlichungen! Hier sind die wichtigsten in Bezug auf die mechanische Prüfung von Membranen, um Sie auf den richtigen Weg zu bringen, falls Sie einen Bedarf haben:

F2112 Terminology of a Membrane Switch

F2114 Guide for ASTM Standard Test Methods, Standard Practices, and Typical Values of a Membrane Switch

F1578 Practice for Contact Closure Cycling of a Membrane Switch

F1597 Prüfmethode zur Bestimmung der Betätigungskraft und der Kontaktkraft eines Membranschalters

F1661 Prüfverfahren zur Bestimmung der Kontaktprellzeit eines Membranschalters

F1682 Prüfverfahren zur Bestimmung des Weges eines Membranschalters

F1997 Prüfverfahren zur Bestimmung der Empfindlichkeit (Teasing) eines taktilen Membranschalters

F2592 Standard-Prüfverfahren zur Messung des Kraft-Weg-Verhältnisses eines Membranschalters

Wenn Sie beginnen, einen Plan für Ihre Schaltertestanforderungen zu erstellen, wird das Herzstück dieses Systems unweigerlich die Mechanik sein, die Sie zur Durchführung dieser Tests einsetzen und was Sie in Bezug auf die Schalterdaten/-ergebnisse benötigen. Je nach Komplexität, F&E/Qualität/Engineering-Labor oder Montage/Produktionslinie, können Sie vielleicht selbst etwas zusammenschustern, zusammen mit Ihren internen talentierten Mitarbeitern (ich wage es zu sagen: Freunden), oder Sie benötigen die Unterstützung eines professionellen Drittanbieters, der Ihnen bei der Entwicklung und Umsetzung Ihrer Kreation hilft. Unabhängig davon finden Sie hier einige Ideen und Gedanken dazu, wie Sie die Aspekte Ihres Projekts mechanisch unterstützen können und wie Sie diese Daten mit verschiedenen Technologien sowie deren Vorteilen und potenziellen Nachteilen erfassen können.

Pneumatik - Die einfachste und kostengünstigste Methode, um Zyklen auf einen Schalter zum Testen zu bringen. Stellen Sie den Druckluftzylinder einfach so ein, dass die maximale Ausdehnung dort ist, wo der Schalter betätigt wird, fügen Sie einen Druckregler, eine Ventilanordnung, eine Luftzufuhr und einen Zeitschaltkreis hinzu und beginnen Sie mit der Eingabe von Zyklen (maximal 1.200 Zyklen pro Minute). Wenn Sie nennenswerte Zyklen benötigen oder wenn Sie nach zusätzlichen Daten, Betätigungs-/Kontaktkraft, Prellzeit, Gesamtweg usw. suchen, müssen Sie auf diese einfache Lösung verzichten...Ihre Ohren und Ihr Kompressor werden es Ihnen danken.

Elektrische Kugelumlaufspindel- oder Riemenantriebsaktuatoren mit Servomotor/Steuerung - werden häufig in der Automatisierung eingesetzt, wo die Pneumatik nicht genug Kontrolle hat, um die anstehende Aufgabe zu erfüllen; die Bewegung (Geschwindigkeit, Position, Kraft bis zu einem gewissen Grad) kann hier viel präziser programmiert werden, +/-.001" Kugelumlaufspindel und +/-.005" Riemenantriebswiederholgenauigkeit sind hier typisch. Wenn Sie versuchen, echte Daten zu erhalten, müssen beide Optionen mit anderen Technologien gepaart werden (siehe LVDT/Load Cell unten), um ein gewisses Positions- und Kraft-Feedback zu erhalten. Gleichzeitig sind beide Einheiten groß und sperrig, haben eine Menge bewegter Masse, Trägheit und interne Reibung und sind möglicherweise nicht ideal für die Empfindlichkeit, die Sie benötigen, um genaue Datenergebnisse zu erhalten. Kugelumlaufspindeleinheiten sind typischerweise zu langsam, um die Zyklen wirklich zu durchlaufen, und der kleine Hub (die sogenannte Zitterbewegung) ist nicht geeignet, um den internen Kugeln in der Mutter eine Rückführung und Nachschmierung zu ermöglichen, was in einigen Fällen zu einem frühen Ausfall führt. Es gibt auch immer ein gewisses inhärentes Spiel in der Konstruktion, es sei denn, Sie schleifen die Spindel = $$$ oder spannen die Mutter vor (was nur die interne Reibung erhöht, was sich negativ auf die Positions- oder Kraftrückführung auswirken kann).

Linearmotoren mit beweglichem Magneten - Wenn Sie einen Servomotor nehmen und die Technologie öffnen und ihn flach hinlegen, haben Sie die Voraussetzungen für einen Linearmotor, von dem Sie sich vorstellen können, dass er zu extremen Geschwindigkeiten/Beschleunigungen, starken Kräften und linearer Genauigkeit fähig ist. Während dies sicherlich dazu beitragen kann, die Lebenszyklen zu verlängern, haben diese Einheiten eine sehr hohe bewegte Masse, was zu einer schlechten Rückmeldung über die Kraft und einer hohen Leistungsaufnahme führt, um sich mit diesen idealen Geschwindigkeiten zu bewegen. Außerdem können sie sehr kostenintensiv sein.

LVDT - Lineare variable Positions- oder Wegaufnehmer werden in der Messtechnik eingesetzt; sie sind robust, inhärent reibungsfrei und können bei richtiger Anwendung eine praktisch unendliche Zykluslebensdauer haben. LVDTs haben eine geringe Hysterese und eine hervorragende Wiederholgenauigkeit. Sie werden typischerweise mit anderen Mechaniken gekoppelt; Pneumatik, Kugelumlaufspindel, Riemenantriebe, da sie nicht in der Lage sind, ihre eigene Bewegung zu erzeugen (außer einer internen Feder). LVDTs wandeln eine Position oder eine lineare Verschiebung in ein proportionales elektrisches Signal um, das Informationen über die Phase (für die Richtung) und die Amplitude (für den Abstand) enthält. Die Verbindung von LVDTs mit Antriebstechnologien kann eine Belastung (Wortspiel) für den LVDT darstellen, und Sie stehen immer noch vor der Aufgabe, wie Sie die Bewegung mit diesen Technologien ausreichend steuern, um gute Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig die Lebensdauer zu erhöhen. Jegliche Kraftrückführung ist ebenfalls vom Tisch, es sei denn, Sie fügen unten eine Kraftmesszelle hinzu.

Wägezelle - ist eine Art von Wandler, speziell ein Kraftwandler. Er wandelt eine Kraft, in diesem Schaltertestfall Druck, in ein elektrisches Signal um, das gemessen und standardisiert werden kann. Sie muss mit einer oder mehreren der oben genannten Antriebslösungen gekoppelt werden, da sie keine eigene Bewegung oder Positionsrückmeldung liefern kann. Die Herausforderung, dieses Präzisionsmessgerät vor Beschädigungen zu schützen, kann wie beim LVDT ein Problem sein, wenn es bei nennenswerten, unkontrollierten Zyklen mitfährt.

SMAC-Schwingspulenaktoren - Eine spezielle umgekehrte Bauart des Linearmotors ist der Schwingspulenaktor, bei dem statt der Bewegung der Magnete diese fixiert gehalten werden und sich die Spulen bewegen. Daraus ergibt sich eine vollständige Programmierbarkeit der Bewegung und das bei geringster bewegter Masse und Reibung, so dass der angelegte Strom direkt proportional zur Kraft ist. Die Möglichkeit, jederzeit zwischen den Betriebsarten - Kraft-, Positions- und Geschwindigkeitsmodus - umzuschalten, macht es möglich, Kraft-, Weg- und Zeitattribute zu erfassen, wie es für Ihre Tests erforderlich sein könnte. Diese Technologie verfügt über eine patentierte Soft-land-Funktion, die es Ihnen ermöglicht, den Kontaktpunkt des ersten Kontakts sowie das Aufsetzen des Schalters zu "fühlen". Die Zyklusgeschwindigkeit kann sich 1.000.000 Zyklen in 9 Stunden nähern, was die Ergebnisse der Lebensdauertests wirklich beschleunigen kann. Während diese Geräte höchstwahrscheinlich eine Unterkomponente Ihres Testsystems sind, vereinen sie die Eigenschaften eines LVDT, einer Kraftmessdose und eines spielfreien Positionierungssystems in einer einzigen industriellen, soliden Einheit. Dies macht sie ideal für die Aufzeichnung von Kraft vs. Position oder Position vs. Zeit sowie für Hochgeschwindigkeits-Dauertests in Echtzeit. Sollten Ihre Anforderungen an die Kraftauflösung in den Sub-Gramm-Bereich fallen, kann der SMAC-Aktuator mit einer Wägezelle (siehe oben) verbunden werden und bietet die Bewegung, um nicht nur Zyklen aufzubringen, sondern auch die Wägezelle vor jeglichen Stößen zu schützen

SMAC kann eine 2. Achse der Drehbewegung hinzufügen, die in der Lage ist, dieselben Daten einschließlich Drehmoment zu erfassen. Dies erweitert die Möglichkeiten von SMAC, um noch komplexere Schaltertests durchzuführen:

Automobilzulieferer & Hersteller von weißer Ware...Autoradio-Bedienfelder & Lautstärkeregler, Autohupentasten, Autotürgriffe, Außenspiegel, Handschuhfachfächer, Sicherheitsgurtschlösser & Kofferraumverschlüsse, Handy-Tastaturen, Ventile, Sensoren und Relais, PC-Tastaturen und Geldautomaten-Tastaturen.... endlose Möglichkeiten, um in Ihrer Anwendung zu helfen.

Die einzigartige Lösung von SMAC ist zur Standardlösung für den Test von mechanischen Schaltern geworden. Dies ist auf die Fähigkeit zurückzuführen, ein relativ kostengünstiges System von der Stange anzubieten, das einfach verwendet werden kann, um:

- Kraft- und Positionsrückmeldung in einer einzigen integrierten Einheit bereitzustellen

- Die Fähigkeit, Daten zu erfassen und aufzuzeichnen, um eine präzise Messung von Kraft und Position zu ermöglichen

- Hysterese und Schaltdifferenz verifizieren kann

- Ein einziges Gerät / eine einzige Lösung, die gleichzeitig einen Lebensdauertest und einen qualitativen Test durchführt

- Quantifizierung & Replikation des Gefühls & der Berührung von menschlichen Fingern genauer & präziser als Menschen selbst

- Liefern Sie 100%ige Datenbereitstellung für SPC- & Qualitätsprüfungssysteme, um den ISO / TS16949 Standards zu entsprechen

Bis zur Einführung der SMAC Electric Actuator Lösung verwendeten Anbieter eine Vielzahl von pneumatischen Standardgeräten zusammen mit Kugelumlaufspindeln und unzuverlässigen Kraftmessdosen, wie oben beschrieben, die sich als schwierig und teuer in der Herstellung und Wartung erwiesen. Die SMAC Schaltertestlösung wird in einer einzigen, kompakt gestalteten Einheit für einfache Installation und Wartung angeboten

SMAC Inc. ist der Weltmarktführer im Bereich elektrischer Stellantriebe auf Basis der Moving Coil Technologie und den dazugehörigen Steuerungssystemen. Der Hauptsitz befindet sich in Carlsbad, Kalifornien, USA, mit Niederlassungen in Europa, Asien und Japan.

SMAC liefert High-Tech-Lösungen für die Industrie mit Linear- und Drehantrieben, Positioniertischen und elektronischen Steuerungslösungen.