Tact Switch Endurance Tester 测一下你家开关的寿命

前段时间收到Mechanical Test Lab申请,需要可靠性实验室针对产品上微动开关进行极限测试。
我们要求:
1. 一次可测试5个工位2. 测试按压力度可调3. 按动速率8次/分钟

4. 由于每种 tac switch 工作电流不一样,我们要求兼容所有测试,所以需要电流可调(最小3v 500ma 最大 48v 10ma)

5. 通过检测每次cycle产生电流值大小判断是否失效,而且开和关都需要判断

在动手之前,我们的问题是:

1.执行机构选用?
2.如何实现每个开关需要单独电源供电?3.通过何种方式调节至所需测试电流?(最大3/0.5=6欧 48/0.01=4.8k欧)4.如何判断失效?

1.关于执行机构的选用最开始就想到了电磁铁solenoid,因为之前有一款测试采用的也是一样的线圈驱动,可是这次需要力度可调则很快否定了这一方案。那么用伺服?总觉得没有必要,应该还有更见简洁的机械机构。

2.每款开关我们开始想选用单独直流100v电源模块供电,无奈发现成本过高,后来又想着自己开发电源,纠结了好几天才发现这个项目开发跑题了,因为主要难度就变成电源开发了而不是测试开关。
所以为了解决主要问题,平衡次要问题。最终决定采用实验室现有电源,所以只需要将电源接口引伸出即可。

3.由于不同的开关测试范围不一样,最大的需要 48v 0.01A,最小的需要3v 0.5A,那如何调节至所需电流,我们想到了电阻,可是测试过程中不可能频繁的更换电阻来满足测试,于是想到了碳膜电阻,通过电位计调节。可是这个玩意扭过头的话特别容易烧,我们又在每条线路上接了一个保险。

4.判断失效即意味着需要采集电流,就像文件所提到的,通过判断电流是否超出或低于正常值从而判断开关是Failure to Open 还是 Failure to Close,这样的话采集卡必不可少了,由于驱动控制我们想选用PLC,再加上此类测试不需要较高的采样率,10hz 足以,那这个采集就用Modbus通讯来做吧。

既然大致方向以及确定,那么开始准备所需工具了:

Hardware
  • PLC Fbs-14MCT
  • PLC 通讯板 CB5
  • ET070 Kinko
  • HBS57 High speed motot 2.2N
  • 行星减速箱 1:6
  • 4.8K 2W电位计
  • Fuse
  • ART Modbus采集卡 8ch
  • 香蕉插座M5*45
  • HRB 3206 A-2RZTN 5206-2RZ 双列角接触轴承
  • 其他配件
Software
  • Solidworks
  • Winproladder
  • Kinco HMIWare v2.5
  • visio
Mechanism

通过往负载杆添加砝码从而满足控制每次按压力,也就是砝码的重力。顶端由步进电机驱动,利用曲柄摇杆机构(Crank-rocker mechanism)同时驱动5个测试工位。

Program

程序部分大致流程及步骤如下

由于需要判断开失效及关失效,且包含5个station,在处理通讯部分还是比较棘手的。用到的寄存器也相当的多。而且每种开关的失效次数是未知的,为了不影响其他测试工位,需要保证测试继续进行。

 

最后,GUI的编写即将每个sation调节参数区分开来,并添加记录页面观察被测开关于第几次失效。

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