Az elektronikai termékek mechanikai hibái gyakran viszonylag kis interfészeken kezdődnek: egy olyan csatlakozónál, amely nehezen behelyezhetővé válik, egy zsanér, amely elveszíti a tartó ellenállását, vagy egy kábelkapcsolat, amely terhelés alatt elválik.
Gondoljunk egy fejlesztés alatt álló laptopra. Az USB-C csatlakozónak elfogadható behelyezési és kihúzási teljesítményt kell biztosítania, a zsanérnak kontrollált forgásellenállást kell fenntartania, és a belső kábelcsatlakozásoknak ellenállnia kell a meghatározott mechanikai terheléseket.
Ezek a követelmények ugyanahhoz a termékhez tartoznak, de eltérő terhelési irányokat, mérőrendszereket és szerelvényeket igényelnek.
Az elektronikai gyártók számára a mechanikai tesztberendezések kiválasztása az egyes alkatrésztől és annak tervezett működésétől kezd – nem csupán a késztermék kategóriájával.
Ahol mechanikai hiba fordul elő az elektronikai termékekben
Az elektronikus összeszerelések több mechanikus interfészt tartalmaznak, amelyek különböző terhelést tapasztalnak a gyártás, összeszerelés és normál használat során.
Néhány embernek meghatározott erőt kell elviselnie anélkül, hogy szétválnának. Másoktól elvárják, hogy ismételten működjenek, miközben megőrzik az elfogadható mechanikai teljesítményt.
Egy csatlakozónak elegendő érintkezési megtartásra van szüksége túlzott párosodás ellenállása nélkül. A laptop zsanérjának irányított ellenállást kell biztosítania a működési pontján keresztül. Egy gomb következetes működtetést igényel, míg a kábel végletételének mechanikusan biztonságosnak kell maradnia.
A szerkezeti elemek további követelményeket jelentenek. A PCB-egységek kezelés vagy összeszerelés során hajlításnak lehetnek kitéve, míg kiválasztott kijelzőmodulok és összekötött alkatrészek mechanikai szilárdsági értékelést igényelhetnek.
Ezeket az alkalmazásokat nem lehet egyetlen általános erőteszttel értékelni.
Melyik mechanikai tesztre van szüksége a termékednek?
A megfelelő teszt a reprodukált mechanikai eseménytől és az eredmény értékeléséhez szükséges információktól függ.
Az alábbi mátrix kezdeti hivatkozást nyújt a gyakori elektronikus termékalkalmazásokhoz.
| Komponens / Alkalmazás | Mechanikai teszt | Elsődleges mérés | Fő tesztelési aggály |
|---|---|---|---|
| USB / ipari csatlakozó | Behelyezés és kivonás | Erő–Utazás | Párosodási ellenállás és igazítás |
| Csatlakozó interfész | Ismétlődő párosodás tartóssága | Ciklusok / meghatározott teljesítményellenőrzések | Kopás és működési következetesség |
| Gomb / kapcsoló | Indítóerő | Erő–Kiszorítás | Működési erő és kapcsolati pozíció |
| Laptop / eszköz zsanér | Nyitó és záró nyomaték | Nyomaték–szög | A forgásellenállás |
| Kábel / terminál kapcsolat | Húzás vagy megtartási teszt | Húzóerő / Hiba helyszíne | Közös integritás |
| PCB / szerkezeti komponens | Hajlítás vagy kompresszió | Erő / Elhajlás | Mechanikai deformáció vagy meghibásodás |
| Kötött elektronikus összeállítás | Húzás, hámozás vagy nyírás, ahogy alkalmazható | Erő / Hiba mód | Kötődési integritás |
Ezek a mérések különböző mechanikai viselkedéseket írnak le. Egy csatlakozó erőtesztelő, zsanér nyomatékteszter és univerzális tesztgép mind mérheti a mechanikai terhelést, de mozgásvezérlésük és mintaelrendezésük nem cserélhető fel.
Csatlakozó- és kábeltesztelés
A csatlakozó behelyezése és kivonása tesztje az ellenállást értékeli a párosítás és kikapcsolás során. Szükség esetén egy erő–mozgási görbe megmutatja, hogyan változik a terhelés a mozgás során, ahelyett, hogy csak a maximális értéket jelentené.
A kábel- és terminálhúzó tesztek egy másik követelményt kezelnek: hogy egy kapcsolat bírja-e egy meghatározott húzóterhelést.
A mért erőt a hibás helyszín mellett kell figyelembe venni. Az a csatlakozás, amely a kívánt ízületnél elválik, nem egyenlő azzal, mint egy példány, amely a markolatos belsejébe csúszik.
Az ITM-LAB RS-6600A kiindulópontot biztosít kompatibilis csatlakozó behelyezési és kinyerési alkalmazásokhoz. Kiválasztott komponenshúzó tesztekhez egy megfelelően konfigurált RS-8010A is figyelembe vehető.
A részletes csatlakozó eljárásokat az ITM-LAB meglévő csatlakozó erőtesztelési útmutatói is bemutatják.
Ismétlődő mechanikus működés
Egy komponens kezdeti teljesítménye nem feltétlenül írja le a viselkedését ismételt használat után.
A csatlakozó összeállításának tartóssága, gomb élettartama és zsanér tartósságának tesztelése meghatározott számú ciklus alatt meghatározott működési sorrendeket reprodukál.
Ezek az alkalmazások megfelelő mozgásvezérlést, a minta pozicionálását és a meghatározott működési ütemet vagy szöget igényelnek. Az eljárástól függően további mérésekre lehet szükség a kerékpározás előtt, közben vagy után.
Szerkezeti és kötött alkatrészek
A PCB összeállítások, kijelzőhöz kapcsolódó elemek és összekötött elektronikai szerkezetek húzást, tömörítést, hajlítást, húzást vagy más, alkalmazásspecifikus teszteket igényelhetnek.
A betöltési elrendezés a minta geometriájától és az alkalmazandó eljárástól függ.
Egy konfigurálható univerzális tesztgép több kompatibilis statikus mechanikai tesztet is képes befogadni, de a szükséges rögzítőket és mérési kiegészítőket egyenként kell átnézni.
Például egy PCB hajlítási elrendezéshez megfelelő támasztávolság és terhelési geometria szükséges. Nem szabad hagyományos húzótesztként kezelni pusztán azért, mert mindkét eljárás erőmérést alkalmaz.
Miért befolyásolják a rögzítések és az igazítás a teszteredményeket
A rögzítő a mérési rendszer része, nem csupán a minta tárolására szolgáló eszköz.
Ez különösen fontos, amikor kis méretű, szabálytalan alakú vagy finom csatlakozási pontok elektronikus alkatrészeit teszteljük.
Egy gép elegendő kapacitást és mérési teljesítményt nyújthat, mégis félrevezető eredményeket hozhat, ha a betöltési irány vagy a példány elhelyezése helytelen.
Egycsatlakozó beállítás példája
A csatlakozó behelyezési teszt során a csatlakozó alkatrészeknek a tervezett beillesztési tengely mentén kell mozogniuk.
Még akkor is, ha a tesztsebesség és az erőtartomány helyesen van megadva, egy tengely nélküli párosítás további ellenállást okozhat a rögzített erő–mozgási görbében.
Azeredmények összehasonlítása előtt a mérnököknek ellenőrizniük kell a csatlakozó pozícióját, a csatlakozási irányt és a rögzítő ismételhetőségét.
A gép kapacitásának növelése nem oldja meg az igazítási problémát.
Hasonló problémák jelentkeznek más elektronikus alkalmazásokban is.
| Tesztalkalmazás | Fixtúra probléma | Lehetséges hatás |
|---|---|---|
| Csatlakozó behelyezése | Párosodási tengely titreakciója | További oldalterhelés és ellenállás |
| Gomb működtetése | Hibás szondahelyzet vagy érintkezési geometria | Képviselettelen hadműveleti erő |
| Zsanér nyomaték | A tesztforgatási tengely eltér a zsanértengelytől | További mért ellenállás |
| Kábelhúzás | A példány megcsúszik vagy megsérül a markolatok | miattÉrvénytelen erő eredménye vagy meghibásodás helyszíne |
| PCB-hajlítás | Helytelen támasztávolság vagy terhelési pozíció | Reprezentráfian nem reprezentatív deformációs viselkedés |
Az ismételt teszteléshez a minta pozicionálásának következetesnek kell maradnia az operátorok és a tesztciklusok között.
Ha ugyanazt az alkatrészt minden alkalommal másképp szerelik be, a megfigyelt eltérések egy része a lámpatestből ered, nem pedig a termékből.
Ez különösen releváns a gyártási minőségellenőrzés szempontjából, ahol ismételhető beállítás elengedhetetlen az eredmények összehasonlításához a különböző adagok között.
Egyedi rögzítőkre szükség lehet, ha a hagyományos markolatok nem tudják reprodukálni a tervezett terhelési irányt, vagy nem tudják biztonságosan illeszkedni a minta geometriájához.
A mérési és irányítási rendszer kiválasztása
Miután a tesztmódszer és a szerelvény elrendezése kialakult, a következő lépés annak meghatározása, mit kell mérnie és szabályoznia a berendezésnek.
Az erőkapacitás csak egy része ennek a döntésnek.
Az elektronikus mechanikai tesztelés magában foglalhat lineáris mozgást, forgómozgást vagy ismételt működést. A megfelelő rendszer a szükséges mozgástól és a teszteljárás által meghatározott adatoktól függ.
| Tesztelési követelmény | A berendezés konfigurációja ellenőrizendő |
|---|---|
| Egyetlen húzás vagy tolás | Erő hatótávolsága, mozgás, töltési irány és rögzítő |
| Csatlakozó behelyezése / kihúzása | Axiális igazítás, sebesség, ütés és erő–mozgás mérés |
| Ismételt működés | Ciklusszám, mozgásvezérlés, működési sebesség és megállási feltételek |
| Zsanér forgatása | Nyomatéktartomány, szög és forgástengely |
| Alkatrész szilárdsága | Tehercella, szerelvény, mozgás- és deformációs mérés |
Csúcserő, görbék és ismétlődő ciklus adatok
A csúcserő értéke egy konkrét kérdésre válaszol: mi volt a maximális rögzített erő a meghatározott teszt során?
Nem feltétlenül írja le az alkatrész viselkedését a mozgás során.
Egy csatlakozó esetében erő-utazási adat szükséges a párosodás folyamatának értékeléséhez. Zsanér esetén a nyomaték-szög adatok információt nyújthatnak az ellenállásról a működési tartományban.
Az ismétlődő ciklusos tesztelés egy másik kérdést is megválaszol: vajon a komponens fenntartja-e a szükséges teljesítményt meghatározott számú művelet után.
Egy olyan gép, amely egyetlen csúcserőt rögzít, nem automatikusan alkalmas a mechanikai teljesítmény értékelésére ismétlődő ciklusok során.
A szükséges mérési és monitorozási funkciókat a vezérlő és szoftverkonfiguráció kiválasztása előtt meg kell határozni.
Elektronikus mechanikai tesztberendezések kiválasztása
A hasznos felszerelés rövidlistája a szükséges mechanikai beavatkozással kezdődik.
Az axiális csatlakozó behelyezési tesztet, a forgó zsanér tesztet és a statikus alkatrész húzótesztjét nem szabad össze sorolni pusztán azért, mert mindkettő mechanikai terhelést mér.
Az ITM-LAB különböző tesztfelszereléssorozatokat kínál ezekhez az alkalmazásokhoz.
| Tesztelési alkalmazás | ITM-LAB Berendezés Irányítása | Kulcskonfigurációk megfontolása |
|---|---|---|
| Csatlakozó behelyezése / kihúzása | RS-6600A | Csatlakozó geometriája, tengelyirányú mozgás és erőtartomány |
| Csatlakozó párosítás tartóssága | RS-8115A | Stroke, működési sebesség és cikluskövetelmények |
| Gomb működtetése / élettartama | Alkalmazásspecifikus gombtesztrendszer, | Nyomáspozíció, erő, ütés és ciklusok |
| Zsanér nyomaték / tartósság | RS-6300F / RS-6300T-H | Nyomatéktartomány, szög és a lámpatest beállítása |
| Kábel / alkatrészhúzás | RS-8010A megfelelő konfigurációval | Várható erő, fogás és hibás helyszín |
| Komponenshúzás / kompresszió / hajlítás | RS-8010A / RS-8000 | Terhelési tartomány, minta méretei és rögzítőelemei |
Ezek kezdeti berendezési utasítások, nem minden termék fix konfigurációja. A végső ajánlás megköveteli a vizsgált eszközt, a releváns eljárást és a várható mérési feltételeket.
El tud-e végezni egy UTM minden mechanikai tesztet egy elektronikai terméken?
Nem feltétlenül.
Egy konfigurálható UTM több kompatibilis statikus erőtesztet is támogathat, beleértve a húzást, kompressziót és hajlítást, ha megfelelő rögzítőkkel és mérőrendszerekkel van felszerelve.
A csatlakozó összeillesztésének tartóssága, gombélettartama és a zsanér nyomatékának tesztelése eltérő mozgás- és vezérlési követelményeket igényel. Ezek az alkalmazások dedikált felszerelést igényelhetnek.
Egy laboratóriumnak a tesztelési igényeit mechanikai akció és mérési módszer szerint kell csoportosítania, ahelyett, hogy minden rendszert egyetlen géppel cserélnének le.
Három gyakorlati laboratóriumi konfiguráció
A megfelelő berendezéskombináció a gyártó termékkínálatától és a tesztelési munkaterheléstől függ.
Az alábbi példák szemlélteti, hogyan szervezhetik különböző elektronikai laboratóriumok mechanikai tesztelési követelményeiket.
A konfiguráció — Csatlakozó és kábel minőségellenőrzése
A csatlakozó- és kábelösszeszerelő gyártók számára a mechanikai tesztelés gyakran a rutin gyártási minőségellenőrzés része.
A beilleszkedési erőt, a kivonási erőt és a kiválasztott húzószilárdsági követelményeket különböző komponenstípusok között értékelni lehet.
Egy kezdeti konfiguráció tartalmazhatja a RS-6600A kompatibilis csatlakozó erőteszteléshez, valamint egy megfelelően konfigurált RS-8010A kiválasztott pull-testing alkalmazásokhoz.
Bár mindkét rendszer méri az erőt, a csatlakozó összeállítási geometriáját és a kábel összeállításának szorítási követelményeit külön kell figyelembe venni.
Ha ismételt csatlakozó kezelésre is szükség van, releváns lehet egy dedikált tartóssági konfiguráció, mint például a RS-8115A.
B konfiguráció — Fogyasztói elektronika tartósság
Egy okostelefon, fülhallgató, táblagép vagy laptop több interfészt is tartalmazhat, amelyek a termék élettartama alatt ismétlődő mechanikai működésen esnek át.
Egy laboratórium, amely ezeket a termékeket értékeli, szükség lehet csatlakozó párosításra, tartósságra, gombélettartamra és zsanér nyomatékára vagy állóképességi tesztre.
A kihívás nem csupán a célciklus számának elérése. Minden tesztnek meg kell ismételnie a megadott mozgást, miközben megőrizte a megfelelő példányhelyzetet és irányítást.
Az ITM-LAB RS-8115A és a kapcsolódó gomb- és zsanértesztrendszerei kiindulópontot biztosítanak ezeknek az alkalmazásoknak az értékeléséhez.
A szükséges ütést, szöget, működési sebességet, ciklusszámot és a meghatározott teljesítményellenőrzéseket meg kell határozni a berendezés kiválasztása előtt.
C konfiguráció — Elektronikus komponens kutatás és fejlesztés
A fejlesztőlaboratóriumok gyakran különböző anyagokkal, szerkezeti elemekkel és mechanikai csatlakozásokkal dolgoznak, nem pedig egyetlen fix mintátípussal.
Egy konfigurálható UTM gyakorlati tesztelési platformot nyújthat több kompatibilis húzás-, kompresszió- és hajlítási eljáráshoz.
Az ITM-LAB RS-8010A és RS-8000 sorozatok eltérő erőkapacitási lehetőségeket kínálnak, míg az alkalmazásspecifikus szerelvények különböző terhelési elrendezéseket támogathatnak.
A várható munkaerő, a példányméretek, az utazás, a mérési tartomány és az alkalmazandó eljárás irányítja a végső kiválasztást.
A nagyobb maximális gépkapacitás nem biztosít automatikusan jobb mérési teljesítményt kisebb elektronikai alkatrészek esetében.
Ezek a laboratóriumi konfigurációk példák, nem pedig fix berendezéscsomagok. Egyes létesítmények csak egy tesztrendszerre van szükség, míg másokon több speciális gép szükséges.
Mit kell megadniuk a mérnököknek, mielőtt ajánlatot kérnének
Az egyértelmű alkalmazási információk biztosítása lehetővé teszi a berendezésgyártó számára, hogy áttekintse a szükséges gépkonfigurációt, és azonosítsa a lehetséges szerelvény- vagy mérési problémákat az árajánlat előtt.
Elektronikus mechanikai tesztelési projektek esetén az alábbi részletek különösen hasznosak:
-
Tesztelt eszköz: Alkatrész neve, fényképek, méretek és a vonatkozó összeszerelési részletek.
-
Mechanikus akció: Húzás, tolatás, behelyezés, kihúzás, forgatás vagy ismétlődő művelet.
-
Várható mérési tartomány: Erő- vagy nyomatéktartomány, ha ismert.
-
Tesztfeltételek: Sebesség, mozgás, szög, működési sebesség és ciklusszám.
-
Tesztmódszer: Alkalmazható szabványos kiadás vagy ügyfél-specifikus eljárás.
-
További követelmények: egyedi szerelvények, görbérögzítés, elektromos megfigyelés vagy egyéb meghatározott funkciók.
Ahol a várható erő vagy nyomaték még nem ismert, a minta információi és a tervezett teszteljárás még kiindulópontot nyújthatnak egy mérnöki felülvizsgálathoz.
Egy világos tesztspecifikáció segít elkerülni, hogy olyan berendezéseket vásárolj, amelyek elegendő névleges kapacitással rendelkeznek, de nem rendelkeznek a szükséges mozgás-, rögzítő- vagy mérési konfigurációval.
Összegzés
Egy hatékony elektronikai mechanikai tesztlaboratórium a termék tényleges mechanikai követelményeivel kezdődik, nem pedig általános berendezési listával.
A csatlakozó összekapcsolása, gombnyomás, zsanér forgatása, kábelhúzás és alkatrész szilárdságának vizsgálata mind mechanikai terhelést igényelhet, de eltérő tesztelési elrendezéseket és mérési adatokat igényelnek.
A megfelelő rendszer olyan, amely megismétli a tervezett mechanikai hatást, helyesen tartja a mintát, és megbízható eredményeket ad a szükséges mérési tartományon.
Konfiguráljon egy mechanikai tesztrendszert az elektronikus termékéhez
Tesztelsz egy csatlakozót, gombot, zsanért, kábel összeállítást vagy szerkezeti alkatrészt?
Az ITM-LAB mechanikai tesztberendezéseket és alkalmazásspecifikus konfigurációs támogatást nyújt elektronikai kutatás és fejlesztés és minőségellenőrzés területén.
Részvény DUT adatait, tesztmódszerét és mérési követelményeit csapatunkkal, hogy áttekinthesd a megfelelő gépkonfigurációkat és szerelvényeket.
Kutat ITM-LAB Elektronikus Megbízhatósági Tesztelő Berendezés
