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Pruebas de interruptores/contactos y pantallas táctiles 101

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El enfoque SMAC

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Si se encuentra embarcado en una directiva para probar algún tipo de interruptor eléctrico; lanzamiento de un nuevo producto, prueba de concepto, pruebas funcionales durante/después del ensamblaje, ciclo de vida acelerado, o algo mucho, mucho peor como fallos en el campo, clasificación, retirada del mercado, acción correctiva, FMEA, 8D, o cualquiera que sea el nuevo acrónimo de calidad que salga a la calle? ¿Por dónde empezar? Bueno, sería una buena idea volver a referirse a alguien (es decir, al cliente/sus especificaciones), así como a alguna documentación general sobre "cómo probar los interruptores" y, aunque la ASTM sería una opción tan sólida como cualquier otra, pero hablando de dar la vuelta al embudo. Si se hace una búsqueda de, por ejemplo, "pruebas de interruptores de membrana", la ASTM tiene 526 resultados sólo en normas y publicaciones Aquí están los principales con respecto a las pruebas mecánicas de las membranas para conseguir que en el camino si usted tiene una necesidad:

F2112 Terminología de un interruptor de membrana

F2114 Guía de Métodos de Prueba Estándar ASTM, Prácticas Estándar y Valores Típicos de un Interruptor de Membrana

F1578 Práctica para los ciclos de cierre de contacto de un interruptor de membrana

F1597 Método de prueba para determinar la fuerza de accionamiento y la fuerza de contacto de un interruptor de membrana

F1661 Método de prueba para determinar el tiempo de rebote de contacto de un interruptor de membrana

F1682 Método de prueba para determinar el recorrido de un interruptor de membrana

F1997 Método de prueba para determinar la sensibilidad (burla) de un interruptor de membrana táctil

F2592 Método de prueba estándar para medir la fuerza-desplazamiento de un interruptor de membrana

Cuando empiece a elaborar su plan para los requisitos de las pruebas de los interruptores, inevitablemente en el centro de este sistema estarán los mecanismos que emplee para producir estas pruebas y lo que necesitará en términos de datos/resultados de los interruptores. Dependiendo de nuevo de la complejidad, del laboratorio de I+D/Calidad/Ingeniería o de la línea de ensamblaje/producción, puede ser capaz de improvisar algo entre usted y sus compañeros de trabajo internos con talento (me atrevo a decir amigos) o puede necesitar la asistencia de un integrador profesional de terceros para ayudar a diseñar y hacer que su creación se convierta en realidad. En cualquier caso, he aquí algunas ideas y reflexiones sobre cómo puede apoyar mecánicamente los aspectos de su proyecto junto con la forma de recopilar estos datos utilizando diversas tecnologías junto con sus ventajas y posibles deficiencias.

Neumática: es el método más sencillo y de menor coste de entrada para emplear una solución "bang-bang" para obtener ciclos en un interruptor para las pruebas. Simplemente configure el cilindro de aire para que la extensión máxima sea donde el interruptor actúa, añada el regulador de presión, la disposición de la válvula, el suministro de aire y un circuito de temporizador y comience a poner ciclos (máximo 1.200 ciclos por minuto). Si necesita ciclos apreciables o si busca datos adicionales, fuerza de accionamiento/contacto, tiempo de rebote, recorrido total, etc... tendrá que pasar de esta sencilla solución... sus oídos y su compresor también se lo agradecerán.

Actuadores eléctricos de husillo de bolas o de correa con servomotor/control - comúnmente utilizados en la automatización donde la neumática no tiene suficiente control para realizar la tarea en cuestión; el movimiento (velocidad, posición, fuerza hasta cierto punto) aquí puede ser programado con mucha más precisión, +/-.001" de husillo de bolas y +/-.005" de repetibilidad de correa son típicos aquí. Si se trata de obtener datos reales, ambas opciones tendrán que ser emparejadas con otras tecnologías (ver LVDT/Célula de Carga más abajo) para dar alguna posición y alguna fuerza de retroalimentación. Al mismo tiempo, ambas unidades son grandes y voluminosas, tienen mucha masa en movimiento, inercia y fricción interna, y pueden no ser ideales para la sensibilidad que usted puede requerir para obtener resultados de datos precisos. Las unidades de husillo de bolas suelen ser demasiado lentas para poder realizar los ciclos y la pequeña carrera (llamada movimiento de vacilación) no se presta a permitir que las bolas internas de la tuerca recirculen y se relubricen, lo que provoca un fallo prematuro en algunos casos. Además, siempre hay un cierto juego inherente en el diseño, a menos que se rectifique el tornillo = $$$ o se precargue la tuerca (lo que sólo aumenta la fricción interna que podría afectar negativamente a la posición o a la retroalimentación de fuerza).

Motores lineales de imanes móviles - Si tomas un servomotor y abres la tecnología y lo pones plano, tienes los ingredientes de un motor lineal que puedes imaginar que es capaz de velocidades/aceleraciones extremas, fuerzas fuertes y precisión lineal. Si bien es cierto que esto puede ayudar a alargar los ciclos de vida, estas unidades tienen una masa móvil muy elevada, lo que se traduce en una pobre retroalimentación de la fuerza y un gran consumo de energía para moverse a estas velocidades ideales. También pueden tener un coste prohibitivo.

LVDT - Los transductores de posición o desplazamiento variable lineal se utilizan en la medición; son robustos, intrínsecamente sin fricción, y pueden tener una vida útil prácticamente infinita cuando se utilizan correctamente. Los LVDT tienen una baja histéresis y una excelente repetibilidad. Suelen estar acoplados a otros mecanismos; neumáticos, husillos de bolas, actuadores de correa, ya que son incapaces de proporcionar su propio movimiento (excepto por un muelle interno). El LVDT convierte una posición o desplazamiento lineal en una señal eléctrica proporcional que contiene información de fase (para la dirección) y amplitud (para la distancia). Unir los LVDTs con las tecnologías de actuación puede suponer un esfuerzo (juego de palabras) para el LVDT y todavía se tiene que ver cómo se controla el movimiento lo suficiente con estas tecnologías para obtener buenos resultados mientras se ponen en marcha los ciclos de vida. Cualquier retroalimentación de fuerza también está fuera de la mesa a menos que agregue una célula de carga a continuación.

Célula de carga -es un tipo de transductor, específicamente un transductor de fuerza. Convierte una fuerza, en este caso de prueba del interruptor la compresión, en una señal eléctrica que puede ser medida y estandarizada. Requiere ser acoplado con una o más de las soluciones de actuación anteriores, ya que no puede proporcionar su propio movimiento o cualquier retroalimentación posicional. Los desafíos para proteger este dispositivo de medición de precisión de los daños pueden ser un problema como con el LVDT si se desplaza a lo largo de un ciclo apreciable y poco controlado.

Actuadores de bobina de voz SMAC - Un diseño especial invertido de motor lineal es el actuador de bobina de voz, donde en lugar de mover los imanes, éstos se mantienen fijos y las bobinas se mueven. Esto da como resultado una completa programabilidad del movimiento y con la menor masa móvil y fricción, haciendo que la corriente aplicada sea directamente proporcional a la fuerza. La capacidad de cambiar entre las operaciones - modos de fuerza, posición y velocidad - en cualquier momento, hace posible capturar los atributos de fuerza, distancia y tiempo según se requiera para sus pruebas. Esta tecnología cuenta con una función patentada Soft-land que le permite "sentir" el punto de contacto inicial, así como el toque de fondo del interruptor. La velocidad de los ciclos puede acercarse a 1.000.000 de ciclos en 9 horas, lo que realmente puede acelerar los resultados de las pruebas de vida útil. Aunque es más que probable que sean un subcomponente de su sistema de pruebas, estos dispositivos combinan las características de un LVDT, una célula de carga y un sistema de posicionamiento de holgura cero en una sola unidad industrial sólida. Esto lo hace ideal para informar de la fuerza frente a la posición o la posición frente al tiempo, así como para realizar pruebas de durabilidad de alta velocidad en tiempo real. Si sus requisitos de resolución de fuerza caen en el nivel de sub-gramo, el actuador SMAC puede ser casado con una célula de carga (arriba) y proporcionar el movimiento para no sólo poner en ciclos, sino proteger la célula de carga de cualquier impacto

SMAC puede añadir un segundo eje de movimiento rotativo capaz de capturar estos mismos datos, incluyendo el par. Esto expande las capacidades de SMAC para emplear en pruebas de interruptores aún más complejas:

Proveedores de automoción y fabricantes de electrodomésticos... paneles de control del estéreo del coche y el mando de control de volumen, botones de la bocina del coche, manillas de las puertas del coche, espejos retrovisores, guanteras, hebillas de los cinturones de seguridad y cierres del maletero, teclados de teléfonos móviles, válvulas, sensores y relés, teclados de PC y teclados de cajeros automáticos.... un sinfín de oportunidades para ayudar en su aplicación.

La solución única proporcionada por SMAC se ha convertido en la solución estándar de prueba de interruptores mecánicos. Esto se debe a la capacidad de proporcionar un sistema de bajo coste que se puede utilizar fácilmente para:

- Proporcionar retroalimentación de fuerza y posición en una sola unidad integrada

- La capacidad de capturar y trazar datos para permitir una medición precisa de la fuerza frente a la posición

- Ser capaz de verificar la histéresis y el diferencial del interruptor

- Proporcionar una única unidad/solución que realice tanto la prueba de vida como la prueba cualitativa al mismo tiempo

- Cuantificar y replicar la sensación y el tacto de los dedos humanos con mayor precisión y exactitud que los propios humanos

- Proporcionar el 100% de los datos para los sistemas de inspección SPC y de calidad para cumplir con las normas ISO / TS16949

Hasta la introducción de la solución del Actuador Eléctrico SMAC, los proveedores utilizaban una variedad de dispositivos neumáticos estándar junto con tornillos de bolas y células de carga poco fiables, como se ha descrito anteriormente, que resultaron ser difíciles y costosos de construir y mantener. La solución de prueba de interruptores de SMAC está proporcionando en una sola unidad de diseño compacto para una fácil instalación y mantenimiento

SMAC Inc es el líder mundial en Actuadores Eléctricos basados en Tecnología de Bobina Móvil y sistemas de control asociados. Con sede en Carlsbad, California, EE.UU., y con filiales en Europa, Asia y Japón.

SMAC ofrece soluciones de alta tecnología a la industria con actuadores lineales y rotativos, etapas de posicionamiento y soluciones de control electrónico.