投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist ein Messgerät für dimensionale Inspektion?

Messgeräte für dimensionale Inspektionen sind hochfunktionale visuelle Inspektionsgeräte, die die Abmessungen von hauptsächlich kleinen elektronischen Bauteilen wie LED-Platinen, CMOS-Sensorplatinen und Keramikplatinen prüfen.

Messgeräte für dimensionale Inspektionen, eine Komponente der visuellen Inspektion, sind Prüfgeräte, die eine Beurteilung darüber abgeben, ob ein Bauteil oder ein Produkt den Spezifikationen entsprechend fertiggestellt ist. Es ist in der Lage, präzise Abmessungen bis auf den Mikrometer genau zu messen, und der Einsatz des Geräts für die Pass/Fail-Kontrolle von Fertigerzeugnissen ermöglicht die Kontrolle der gesamten Produktanzahl.

Darüber hinaus können durch die Verknüpfung des Fördersystems mit der Bildverarbeitung automatische dimensionale Inspektionslinien aufgebaut werden. Da die Bildverarbeitung mit einer Hochleistungskamera ausgestattet ist, kann sie auch zur Kontrolle des Zustands von Zwischenprodukten oder zur Positionierung während der Verarbeitung eingesetzt werden. Sie können auch Dimensionsmessungen an Metallteilen sowie an elektronischen Bauteilen durchführen.

Anwendungen von Messgeräten für dimensionale Inspektionen

Messgeräte für dimensionale Inspektionen werden häufig für elektronische Bauteile verwendet, bei denen eine Genauigkeit im Mikrometerbereich erforderlich ist. Sie werden insbesondere zur Messung von Abmessungen wie Kantenbreite, Ausrichtung und Registerlänge von beschichteten Abschnitten von Elektrodenblechen mit intermittierender Beschichtung, Streifenbeschichtung usw. verwendet. Sie werden auch verwendet, um Defekte und unbeschichtete Bereiche zu erkennen.

Weitere Anwendungen von Messgeräten für dimensionale Inspektionen

sind die Dimensionskontrolle von Außenwandplatten, Fliesen usw. sowie die Oberflächenkontrolle von Holz und nach Extrusionsprozessen. 3D-Modelle für dimensionale Inspektionen können auch zur Überprüfung des Volumens von Mineralien, Lebensmitteln usw. verwendet werden.

Darüber hinaus ist es möglich, Bereiche zu messen, die von menschlichen Bedienern nicht erfasst werden können. So können beispielsweise der Innen- und Außendurchmesser von O-Ringen, der Radius und der Winkel der Spitze von Metallteilen usw. in Bereichen gemessen werden, die mit Hilfe der Bildverarbeitung nur schwer zu erfassen sind.

Funktionsweise der Messgeräte für dimensionale Inspektion

Messgeräte für dimensionale Inspektionen verwenden hochleistungsfähige CCD- oder CMOS-Kameras für die Inspektion. Einige Modelle sind in der Lage, Laserstrahlen zu scannen und Höheninformationen zu erhalten, um Abmessungen in der 3D-XYZ-Achse zu messen.

In der Produktionslinie werden fehlerhafte Produkte, die aufgrund der Dimensionsmessung mit Hilfe der Bildverarbeitung als außerhalb der Spezifikation liegend identifiziert wurden, aussortiert und nur die guten Produkte automatisch an den nächsten Prozess weitergegeben.

Der Arbeitsablauf bei Messgeräten für dimensionale Inspektionen ist wie folgt: Zunächst wird das Objekt beleuchtet und von einer Kamera durch das Objektiv ein Bild aufgenommen. Das Bild wird von einem Bildprozessor erkannt und vermessen.

1. Auswahl der Kamera

Die Anzahl der Pixel wird entsprechend den für die Prüfung des Messobjekts erforderlichen Maßtoleranzen gewählt.

2. Beleuchtung

Die Beleuchtung wird entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit des Messobjekts gewählt.

3. Bildverarbeitung (Kantenerkennung)

Kanten sind Bereiche, in denen bei der Bildverarbeitung häufig Farbschattierungen zu sehen sind. Unterschiede in der Produkthöhe, im Material, in der Farbe und in der Textur erscheinen als Kanten. Messgeräte für dimensionale Inspektionen können die Länge und den Winkel von Bereichen messen, die als Kanten erscheinen, sowie die Position des Mittelpunkts von der Kante. Da der Abstand zwischen den Kanten gemessen wird, hängt die Genauigkeit der Messung davon ab, ob die Kanten deutlich sichtbar sind.

Weitere Informationen zu Messgeräten für dimensionale Inspektionen

1. Geräte zur Sichtprüfung

Sichtprüfgeräte sind Geräte, mit denen das Aussehen eines Produkts automatisch geprüft werden kann. Das Sichtprüfgerät entspricht einer Kamera oder einem anderen Bildsensor für visuelle Kontrollen, und ein Bildprozessor oder eine Software ersetzt das Gehirn. Die in den Entscheidungskriterien angegebenen Werte beruhen auf Daten aus der Vergangenheit, so dass es einfach ist, Referenzwerte zu erstellen.

Allerdings sind Sichtprüfgeräte nicht immer sofort nach der Installation einsatzbereit. Das liegt daran, dass die Inspektionsmaschine vorbereitet werden muss und Zeit für Voreinstellungen und Kontrollen benötigt. In manchen Fällen ist es schwierig, die Sensor- und Lichtquellenpositionen (z. B. Video) und die Entscheidungswerte für die Erkennung von Fremdkörpern einzustellen, und die Bildverarbeitungssoftware ist möglicherweise nicht in der Lage, die Fremdkörper zu erkennen, die sie ursprünglich erkennen wollte.

Solche Probleme können durch wiederholtes Ändern der Hardware-Positionseinstellungen gelöst werden, um die richtige Position zu finden. Selbst wenn die Softwareeinstellung beim ersten Mal eine unerwartete Ablehnung feststellt, werden die Daten gelernt und die Beurteilungsdaten, wie z. B. der nächste geeignete Beurteilungswert, aktualisiert, so dass die gleiche Ablehnung danach nicht mehr auftritt.

2. Prüfung der Bilddimensionen

Die Bildmaßkontrolle ist eine Methode, mit der die Höhe und Tiefe eines Objekts anhand seines Bildes sofort gemessen werden kann. Die Bildsensor-Dimensionsmessung erkennt Kanten, indem sie das Objekt planarisiert und dessen Position, Breite und Winkel misst. Die Beherrschung des Prinzips der Kantendetektion ermöglicht auch die Einrichtung einer optimalen Detektion.

Kanten sind die Grenzen zwischen hellen und dunklen Bereichen in einem Bild, und die Kantenerkennung ist die Erkennung dieser Schattierungsgrenzen mit Hilfe der Bildverarbeitung. Kanten werden durch die folgenden Verfahren verarbeitet.

(1) Projektion, (2) Differenzierung, (3) Korrektur, so dass der Maximalwert der Differenzierung 100 % beträgt, und (4) Sub-Pixel-Verarbeitung (die Interpolationsberechnung wird an etwa drei Pixeln durchgeführt, die auf dem maximalen Teil der differenzierten Wellenform aus der von diesen Pixeln gebildeten Wellenform zentriert sind, und die Kantenpositionen werden auf das nächste 1/100stel eines Pixels genau gemessen).

Der Vorteil der Bildverarbeitung besteht darin, dass die Abmessungen der einzelnen Teile auf der Grundlage der erfassten Daten automatisch gemessen und die numerischen Werte als Daten gespeichert werden können. Durch die Durchführung von Maßprüfungen mit Hilfe der Bildverarbeitung können die gemessenen Maße jedes Teils als numerische Werte gespeichert und die Daten für die Verwaltung von Maßinformationen, die Formanalyse und die Prozessverbesserung verwendet werden.

Was ist eine Sicherheitsausrüstung und -zubehör?

Sicherheitsausrüstungen und -zubehör sind ein Oberbegriff für Geräte, die zur Sicherheit von automatisierten Anlagen beitragen, wie z. B. Türschalter, die den Betrieb von Anlagen elektrisch unterbrechen, indem sie bestimmte Schaltkontakte als Reaktion auf das Öffnen und Schließen von Türen ein- und ausschalten.

Nähert sich eine Person einer Vorrichtung mit großem Bewegungsbereich, großer Kraft oder rotierenden Teilen, wenn diese in Betrieb ist, kann dies zu einem Unfall wie zum Einklemmen führen. Daher werden harte Maßnahmen ergriffen, wie z. B. die Umzäunung des Geräts mit Schutzzäunen. Es besteht jedoch die Gefahr, dass Arbeitnehmer die Zäune öffnen und sich dem in Betrieb befindlichen Gerät in einer Unterlassungshandlung nähern, z. B. indem sie es einfach mit einem Zaun abdecken.

Um solche Risiken auszuschließen, sind hochgefährliche Geräte mit Sicherheitsvorrichtungen und -zubehör ausgestattet, die die Stromzufuhr zum Gerät unterbrechen, wenn der Sicherheitszaun geöffnet ist.

Anwendungen von Sicherheitsausrüstungen und -zubehör

Sicherheitsaurüstungen und -zubehör werden in Anlagen eingebaut, bei denen ein hohes Verletzungsrisiko für die Arbeitnehmer besteht, wenn keine Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, wie z. B. bei großen Produktionsanlagen.

Viele Maschinen, wie z. B. große Roboter, arbeiten mit hoher Geschwindigkeit auf Massenproduktionslinien in der Fertigungsindustrie. Diese Maschinen werden von Steuerprogrammen gesteuert, können aber keine Menschen erkennen, so dass ein latentes Risiko besteht, dass sich Arbeiter der Maschine nähern und mit ihr in Berührung kommen, was zu Verletzungen führen kann.

Um dieses Risiko zu verringern, werden häufig Türschalter an den Schutzzäunen um die Maschinen und Sicherheitsausrüstungen und -zubehör mit Sensoren, wie z. B. Lichtvorhänge, installiert.

Funktionsweise von Sicherheitsausrüstungen und -zubehör

Im Folgenden wird die Funktionsweise eines Türschalters als Beispiel für Sicherheitseinrichtungen und -zubehör erläutert: Türschalter sind so konstruiert, dass auf jeder Seite der sich öffnenden und schließenden Tür ein Schalter angebracht ist, so dass der Stromkreis unterbrochen wird, wenn die Tür geöffnet ist, die Kontakte jedoch schließen, wenn die Tür geschlossen wird.

Es gibt zwei Arten von Türschaltern: mechanische Türschalter, bei denen sich die Kontakte schließen, wenn die Klemmen an beiden Enden mechanisch verbunden werden, und berührungslose Türschalter, bei denen die Magnetkraft eines in einen speziellen Betätiger eingebauten Magneten zum Öffnen und Schließen der Reedschalterkontakte genutzt wird. Der Vorteil der Magnetkraft liegt darin, dass sie sich im Vergleich zum mechanischen Kontakt leichter an eine Vielzahl von Anwendungen anpassen lässt, da der Kontakt mit der Tür selbst nicht mehr erforderlich ist.

Im Gegensatz zu Sicherheitsausrüstungen und -zubehör, die Stromkreise unterbrechen, wie z. B. Türschalter, gibt es auch solche, die das Gerät und die Person auf analoge Weise unterbrechen, wie z. B. Abdeckungen und Klappen. Mit anderen Worten: Das Gerät wird physisch blockiert, um zu verhindern, dass Hände und Köpfe in die beweglichen Teile des Geräts gelangen.

Neben der Einführung solcher Sicherheitsausrüstungen und -zubehör vor Ort ist es auch wichtig, eine Not-Aus-Taste vorzusehen, damit im Notfall alle Vorgänge sofort gestoppt werden können.

Sicherheitsausrüstungen und -zubehör: Schneestangen

Schneestangen sind, wie der Name schon sagt, Stangen, die auf dem Schnee aufgestellt werden können und zu den Sicherheitsausrüstungen und -zubehör gehören. Die Hauptaufgabe der Schneestangen besteht darin, Unfälle in Gebieten mit starkem Schneefall zu verhindern, in denen die Straßen mit Schnee bedeckt sind und die Straßenbegrenzungen nicht klar definiert sind, was dazu führt, dass die Fahrzeuge über den Randstreifen hinausfahren. Sie sind echte Wegweiser für Autofahrer.

Es gibt viele verschiedene Arten von Schneestangen, aber in Japan sind Stangen mit roten und weißen Streifen und einer dünnen Stangenform am häufigsten zu sehen. Einige am Straßenrand aufgestellte Schneestangen haben auch Reflektoren auf der anderen Seite der Stange, die das Licht des Fahrzeugs reflektieren und es dem Fahrer ermöglichen, die Breite der Straße und die vor ihm liegende Kurve im Allgemeinen vorherzusehen, was die Stange zu einem Sicherheitswegweiser für Autofahrer macht.

Sicherheitseingänge

Sicherheitseingang ist ein allgemeiner Begriff für den Eingang von Sicherheitsvorrichtungen. Zu den Sicherheitsvorrichtungen gehören Sicherheitslichtvorhänge, Sicherheitstürschalter, Alarmtöne und Warnschilder, Verriegelungsmechanismen und verschiedene Relais, die Stromkreise unterbrechen. Die Ausgänge dieser Sicherheitsvorrichtungen werden für gewöhnlich in eine Steuerung eingegeben, die das gesamte Sicherheitssystem steuert (eine so genannte SPS), um die Sicherheit der Baustelle zu gewährleisten.

Es sind auch Sicherheitseingangseinheiten erhältlich, wie z. B. die Sicherheitseingangseinheiten der Serien GC-S16 und SC von Keyence, einem bekannten Namen in der Sicherheitssystemtechnologie. Bei diesen Sicherheitseingangseinheiten gibt es 16 Sicherheitseingänge, vier Testausgänge sind Kontaktausgänge oder PNP-Ausgangsgeräte, EIN ist 2 mA oder mehr bei 11 V, AUS ist 1,5 mA oder weniger bei 5 V, der Kurzschlussstrom beträgt etwa 5 mA, Überspannungsschutz und Schutzschaltungen gegen Fehlverdrahtung sind eingebaut und die maximale Kabellänge beträgt 100 m oder weniger. Er entspricht den IEC-Normen und hat einen Betriebstemperaturbereich von -10 bis 55 °C, so dass er ohne besondere Probleme in normalen Fabriken eingesetzt werden kann. Das Sicherheitseingangssystem besteht aus einer Sicherheitsvorrichtung und einer Einheit, die die Sicherheitsvorrichtung steuert.

Was ist ein Abstandssensor?

Abstandssensoren sind Messgeräte, die die Dicke und Höhe des Objekts selbst messen.

Es gibt berührende Sensoren, die durch Berührung einer Sonde messen, und berührungslose Sensoren, die Laser verwenden.

Anwendungen von Abstandssensoren

Abstandssensoren sind in der Industrie weit verbreitet. Insbesondere werden Abstandssensoren zur Messung von Abständen in Verarbeitungs- und Förderanlagen eingesetzt, wo die Position und Form des Werkstücks erfasst werden muss.

Sie sind auch nützlich, wenn Informationen über die Dicke des zu messenden Objekts benötigt werden, wie z. B. bei der Prüfung des Aussehens eines Produkts. Die Dicke kann auch mit Tasterzirkeln gemessen werden, aber berührungslose Abstandssensoren werden für Produkte mit komplexen Formen oder Produkte, die bei Berührung fehlerhaft sind, verwendet.

Funktionsweise von Abstandssensoren

Bei der Messung des Abstands zu einem bestimmten Messobjekt werden Laser-Abstandssensoren vom Typ Reflexions-Lichttaster oder Positiv-Reflexions-Lichttaster verwendet. In beiden Fällen wird das Licht der Laserquelle von der Oberfläche des zu messenden Objekts reflektiert, und der Abstand wird durch Erfassen des reflektierten Lichts am lichtempfangenden Teil bestimmt.

Der Photodetektor hat eine bestimmte Flächenbreite, und der Photodetektor variiert je nach Winkel des reflektierten Lichts. Wenn sich der Lichtempfangsteil ändert, wird ein entsprechender elektrischer Strom erfasst, der auf der Grundlage dieser Information in einen Entfernungswert umgewandelt wird.

Konstruktionsbedingt kann das reflektierte Licht nicht erfasst werden, wenn die Oberfläche des zu messenden Objekts einen spitzen Winkel aufweist, da es nicht in den lichtempfindlichen Bereich zurückkehrt. Die zulässige Neigung hängt von der Bauart des Abstandssensors ab, wobei Abstandssensoren mit diffuser Reflexion im Allgemeinen einen größeren Erfassungswinkel haben.

Arten von Abstandssensoren

Es gibt eine breite Palette von Abstandssensoren für unterschiedliche Anwendungen. Im Folgenden sind Beispiele für Abstandssensoren aufgeführt:

1. Differenzialtransformatorische Abstandssensoren

Dies ist der typischste Sensor zur Erfassung linearer Verschiebungen durch Elektromagnetismus, bestehend aus einer Primärspule, zwei Sekundärspulen und einem Eisenkern zwischen diesen Spulen. Hierbei wirkt die Primärspule als Erreger, die Sekundärspule als Detektor und der Eisenkern ist beweglich.

Wenn ein hochfrequenter Wechselstrom durch die Primärspule fließt, wird durch elektromagnetische Induktion eine Spannung in der Sekundärspule induziert, die den Eisenkern in Bewegung versetzt. Die Bewegung des Eisenkerns erzeugt eine Spannungsdifferenz aus dem Zustand der Null-Differenzleistung, die eine Messung des Abstands ermöglicht.

Die Struktur zeichnet sich dadurch aus, dass der Messwert selten springt. Da sie jedoch das Magnetfeld der Spule nutzt, sind die Magnetfeldeigenschaften je nach Position des Eisenkerns in der Spule möglicherweise nicht stabil.

2. Linearmaßstab

Linearmaßstäbe, auch Längenmessgeräte genannt, sind Sensoren, mit denen lineare Positionen und Abstände mit hoher Genauigkeit gemessen werden können. Es gibt zwei Arten: Inductosyn und Magnescale.

Inductosyn besteht aus einem festen Kammspulenmaßstab und einem beweglichen Kammspulenschieber. Wenn an die Spule ein Wechselstrom angelegt wird, wird in der Spule des Schiebers eine Spannung induziert, und der Abstand wird anhand der Phasenänderung gemessen.

Magnescale besteht aus einem Maßstab mit Magnetband oder einem anderen magnetischen Aufzeichnungsmedium und einem Erfassungssensor. Die Position wird durch die Bewegung des Erfassungssensors erkannt und der Abstand wird gemessen.

3. Synchro

Synchros sind Sensoren zur Erfassung von Drehwinkelverschiebungen, die aus zwei rotierenden Wellen, einem Sender und einem Empfänger bestehen. Wenn ein Wechselstrom durch die Primärspule fließt, die um die Welle auf der Senderseite gewickelt ist, induziert die elektromagnetische Induktion eine Spannung in der Sekundärspule auf der Empfängerseite.

Die Welle des Empfängers dreht sich um denselben Winkel wie die Welle des Senders, was zur Messung der Winkelverschiebung der Drehung genutzt wird.

4. Resolver

Resolver sind Sensoren, die den Drehwinkel durch elektromagnetische Induktion erfassen. Er besteht aus einer Spule zur Erregung, zwei Spulen zur Erfassung und einem Eisenkern. Alle diese Spulen verlaufen in einer direkten Linie.

Wenn eine Wechselspannung an die Erregerspule angelegt wird, wird in der Erfassungsspule eine Spannung induziert. Die Ausgangsspannung variiert mit dem Drehwinkel, und aus diesem Ausgangssignal wird die Drehwinkelverschiebung gemessen.

Auswahl eines Abstandssensors

Bei der Auswahl eines Abstandssensors ist zunächst zu prüfen, ob es sich bei der Anwendung um eine Abstandsmessung oder eine Formerfassung handelt. Wählen Sie für die Abstandsmessung ein Produkt aus dem Messbereich aus, das mehr als den Oberflächenwinkel des zu messenden Objekts messen kann. Für die Dickenmessung prüfen Sie den Erfassungsbereich.

Anschließend wird die erforderliche Messgenauigkeit geprüft und die Spezifikationen für Auflösung, Erfassungsgenauigkeit und Linearität ausgewählt. All diese Faktoren wirken sich auf die Messgenauigkeit aus, und im Allgemeinen gilt: je höher die Genauigkeit, desto teurer.

Neben der Messgenauigkeit wird auch der Einbauraum geprüft. Wenn der Einbauraum klein ist, werden kleinere Sensoren empfohlen.

Was ist ein Gesamtzähler?

Ein Gesamtzähler ist ein Gerät, das die Anzahl der Vorgänge oder Objekte zählt und anzeigt.

Ein Gesamtzähler ist ein Zähler, der nur die gezählten Werte anzeigt und zur visuellen Kontrolle der Anzahl der Produktionseinheiten oder der Vorgänge in einer Fabrikanlage verwendet wird. Der Zählerstand wird so lange gehalten, bis er mit einer Reset-Taste oder ähnlichem zurückgesetzt wird.

Er verfügt nicht über einen Steuerausgang, der der Zählnummer entspricht. Verwenden Sie einen Vorwahlzähler, wenn Sie die Anzahl der Zählungen einstellen und ausgeben möchten.

Anwendungen von  Gesamtzählern

Gesamtzähler werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt. Im Folgenden finden Sie Beispiele für die Verwendung eines Gesamtzählers:

• Prüfen der Anzahl der Betätigungen eines Vakuumbrechers
• Kontrolle der Anzahl der Betätigungen von großen Entwässerungsanlagen
• Kontrolle der Anzahl der Transportchargen bei Pressen und Förderanlagen

Grundsätzlich werden Gesamtzähler für Industrieanlagen verwendet, die in Chargen arbeiten. So werden z. B. Vakuum-Leistungsschalter häufig mit einem Gesamtzähler ausgestattet, da ihre Lebensdauer und die Häufigkeit der Wartung von der Anzahl der Betätigungen abhängen können. Auch Riesenzentrifugen und Filterpressen verfügen im Allgemeinen über einen Zähler, um die Anzahl der Betätigungen zu erfassen.

Funktionsweise von Gesamtzählern

Es gibt zwei Arten von Zählverfahren für Gesamtzähler:

Der eine ist ein elektronischer Zähler, der durch Kontaktsignale oder Impulse in einem Stromkreis zählt, und der andere ist ein elektromagnetischer Zähler, der durch die Magnetkraft der im Zähler eingebauten Elektromagneten zählt. Sie werden je nach Anwendung und anderen Faktoren verwendet.

1. Elektronische Zähler

Diese Zähler nehmen Impulssignale von Erfassungsgeräten wie Drehgebern und Lichtschranken auf. Sie speichern digitale Schaltkreisdaten, die intern als Binärzahlen verarbeitet werden. Die Anzeige ist im Allgemeinen eine 7-Segment-Anzeige.

Viele Produkte sind mit konfigurierbarer Ausgangsempfindlichkeit, wie z. B. Impulsbreite und Totzeit, erhältlich. Im Vergleich zu elektromagnetischen Zählern ist auch die Erfassungsgeschwindigkeit höher. Viele benötigen jedoch eine Stromversorgung für den Betrieb. Es sind auch batterie- und akkubetriebene Produkte erhältlich.

2. Elektromagnetische Zähler

Diese Zähler werden durch einen in den Zähler eingebauten Elektromagneten betrieben, der durch elektrische Signalimpulse ausgelöst wird, die von der Erfassungsvorrichtung abgegeben werden. Die Kraft des Elektromagneten bewegt das Zifferblatt zum Zählen.

Da die Zählung auf mechanischem Wege erfolgt, sind Produkte, die keine externe Stromversorgung benötigen, weit verbreitet. Ein Merkmal dieser Art von Zählern ist, dass sie nicht so leicht durch das Rauschen von Detektionsgeräten beeinträchtigt werden. Das Ansprechverhalten der Zähler ist jedoch langsamer als das elektronischer Zähler.

Auswahl eines Gesamtzählers

Gesamtzähler werden nach der Eingangsmethode und dem Stromversorgungssystem ausgewählt:

1. Eingabemethode

Die Eingangsmethode ist die Art des für die Zählung verwendeten Eingangs. Im Allgemeinen werden spannungsfreie Kontakteingänge verwendet.

Es gibt auch Zähler, die Transistorkontakte eingeben können. In diesen Fällen muss die Stromversorgung für den Transistoreingang gewählt werden.

2. Stromversorgungssystem

Wenn der Gesamtzähler selbst eine Stromversorgung benötigt, muss diese bereitgestellt werden. Wenn er batteriebetrieben ist, benötigt er keine externe Stromversorgung. Wenn er jedoch batteriebetrieben ist, können die Batterien je nach Nutzungsdauer erschöpft sein.

Die Hauptspezifikationen für die Stromversorgung umfassen 24 VDC, 100 VAC und 200 VAC. Wenn Sie ein handelsübliches Netzgerät verwenden möchten, wählen Sie AC100 V oder AC200 V. Bei Verwendung als Betriebszähler für Geräte mit 24 VDC als Steuerspannungsversorgung kann die 24 VDC-Spezifikation gewählt werden.

3. Montageart

Gesamtzähler werden häufig an der Oberfläche des Schaltschranks montiert. Auf der Rückseite des Zählers wird eine Klemmenleiste o.ä. montiert und mit dem Schaltschrank oder einer anderen internen Leitung verbunden.

In den Gesamtzähler wird ein Loch gebohrt, ein Gewinde geschnitten und mit einer Schraube o.ä. befestigt. An der Anschlussfläche sind Gummidichtungen vorgesehen, um das Innere des Schaltschranks zu schützen. Die Befestigung über die Dichtung erhöht die Luftdichtheit und verhindert das Eindringen von Wassertropfen in den Schaltschrank. Je nach Hersteller sind Montagerahmen und Montagematerial separat erhältlich.

4. Rückstellverfahren

Der Gesamtzähler ist mit einem Rückstellknopf ausgestattet und kann durch Drücken des Rückstellknopfes zurückgestellt werden, wenn der Zählerstand zurückgesetzt werden muss. Es sind auch Produkte erhältlich, die durch Anschluss eines spannungsfreien Kontakts zurückgesetzt werden können. Wählen Sie ein Produkt mit Rückstellkontakt, wenn Sie die Zählung über einen Kontaktausgang zurückstellen möchten.

Was ist ein elektronischer Schutzschalter?

Elektronische Schutzschalter sind Stromversorgungsunterbrecher für Messgeräte.

Sie haben keine geringe Kapazität, sondern zeichnen sich durch eine höhere Ausschaltgeschwindigkeit, im Gegensatz zu gewöhnliche Niederspannungsschalter, aus. Aufgrund dieser Eigenschaft werden sie meist zum Schutz von Steuer- und Messkreisen eingesetzt. Sie werden vor den auf der Primärseite installierten Niederspannungsschaltern zum Schutz der oberen Stromkreise eingesetzt.

Anwendungen von elektronischen Schutzschaltern

Elektronische Schutzschalter werden in Mess-, Steuer- und Regelkreisen eingesetzt. Messgeräte für industrielle Anwendungen, wie Differenzdrucktransmitter und magnetisch-induktive Durchflussmesser, werden als Messgeräte bezeichnet. Die Stromkreise, die zur Speisung der Messgeräte und zum Empfang und zur Übertragung von Signalen verwendet werden, heißen Messkreise. Die Stromkreise für die Instrumentierung zeichnen sich durch einen geringen Stromverbrauch aus, obwohl sie in industriellen Anlagen sehr wichtig sind.

Elektronische Schutzschalter können die oberen Stromkreise schützen und gleichzeitig die Auswirkungen von Fehlern in den Instrumentierungskreisen minimieren. Steuerstromkreise sind Stromkreise, die die Strom- und Wärmequellen von Industrieanlagen steuern.

Große Industriemotoren werden durch Antriebe wie z. B. elektromagnetische Schütze zum Laufen und Anhalten gesteuert. Große Motoren verbrauchen übermäßig viel Strom, aber der Stromverbrauch zur Steuerung des Antriebs ist in der Regel gering.

Der Steuerkreis ist jedoch von großer Bedeutung, da ein Fehler im Steuerkreis dazu führen kann, dass die Industrieanlage außer Kontrolle gerät. Der Einsatz von Elektronischen Schutzschaltern minimiert die Auswirkungen von Fehlern im Steuerkreis.

Funktionsweise elektronischer Schutzschalter

Elektronische Schutzschalter werden in der Regel in Teile wie Auslösespulen, Kontaktteile, Gehäuse und Griffe unterteilt. Die Auslösespule ist das Bauteil, das im Falle eines Überstroms die Magnetkraft der elektromagnetischen Spule nutzt, um die Kontakte zu öffnen und den Stromkreis zu unterbrechen. Sie werden im Unterbrechungsmechanismus von Elektronischen Schutzschaltern verwendet, da sie unmittelbarer als Bimetalle sind.

Der Kontaktteil ist der Metallteil, der tatsächlich Strom in den Stromkreis leitet. Der Stromkreis wird unterbrochen, wenn sich der Kontaktteil öffnet. Als Materialien werden Kupfer- oder Silberlegierungen verwendet. Das Gehäuse ist der äußere Rahmen des Elektronischen Schutzschalters und besteht aus isolierendem Harz. Es isoliert die Kontakte von der Antriebsfeder und der Halterung.

Der Griff ist die Schnittstellenkomponente, die manuell bedient wird. Der Griff und die Feder schalten die Kontakte ein und aus und steuern die leitende Unterbrechung. Elektronische Schutzschalter sind fast immer mit einer Auslösefunktion ausgestattet.

Die Freiauslöserfunktion bedeutet, dass ein Überstromauslöser die Kontakte vorrangig öffnet, auch wenn der Griff in der EIN-Stellung fixiert ist. Sie ist eine der Hauptfunktionen von Elektronischen Schutzschaltern und verbessert die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Stromkreisunterbrechung.

Auswahl eines geeigneten elektronischen Schutzschalters

Elektronische Schutzschalter werden in Mess-, Steuer- und Regelkreisen eingesetzt; sie werden seltener als Schutzschalter für dreiphasige Motoren verwendet.

Überprüfen Sie zunächst die Anzahl der Phasen im Stromkreis. Die meisten Mess- und Steuerstromkreise sind einphasig, wenn sie in Mess- und Steuerstromkreisen verwendet werden. Wählen Sie daher einen ein- oder zweiphasigen Elektronischen Schutzschalter.

Die Verwendung eines einphasigen Elektronischen Schutzschalters spart Platz und ist wirtschaftlicher, unterbricht aber den Stromkreis nicht vollständig. Verwenden Sie daher die Phase mit einer Masse-Spannung von 0 V als gemeinsame Phase (gemeinsamer Draht); wenn nicht beide Phasen eine Masse-Spannung von 0 V haben, wählen Sie immer einen Elektronischen Schutzschalter mit zwei oder mehr Phasen.

Elektronische Schutzschalter mit drei Phasen werden z. B. in Schaltungen verwendet, die dreiphasige Spannungen anzeigen, wie z. B. in Spannungsanzeigern. Seltener werden sie auch als Schutzschalter für kleine dreiphasige Motoren verwendet.

Wenn die Anzahl der Phasen ermittelt wurde, ist der Nennstrom der an die Sekundärseite anzuschließenden Geräte zu prüfen. Sind zwei oder mehr Geräte angeschlossen, ist der Gesamtstrom als Nennstrom zu verwenden und ein Elektronischer Schutzschalter mit einer Leistung zu wählen, die größer als der Nennstrom ist.

Wird ein Schutzschalter mit einer Stromstärke unterhalb des Nennstroms gewählt, besteht ein hohes Risiko, dass er bei normalem Gebrauch auslöst. Steuer- und Messstromkreise sind oft von großer Bedeutung, und häufiges Auslösen ist unwirtschaftlich, so dass eine Leistung mit einer Sicherheitsmarge gewählt werden sollte.

Was ist eine Strukturanalysesoftware?

Strukturanalysesoftwares sind eine Reihe von Prozessen, bei denen die physikalischen Größen, die sich ändern, wenn Lasten auf die zu untersuchende Struktur einwirken, berechnet und auf der Grundlage der erhaltenen Berechnungsergebnisse bewertet und analysiert werden.

Zu den berechneten physikalischen Größen gehören Verformungen, innere Kräfte (Spannungen), Wärme und Schwingungsfrequenzen. Der Zweck der Strukturanalysesoftware ist es, das Risiko eines Versagens zu verringern, indem die Ergebnisse vorhergesagt werden, bevor die Struktur oder ein anderes Objekt, das Sie erstellen möchten, tatsächlich erstellt wird.

Sie gibt auch Hinweise darauf, wie man eine bessere Struktur herstellen kann. Strukturanalysesoftwares ermöglichen auch die Vorhersage der Ergebnisse von großen Strukturen, die nicht einfach getestet werden können.

Anwendungen von Strukturanalysesoftwares

Strukturanalysesoftwares werden häufig bei der Entwicklung und Herstellung von Automobilen, im Hoch- und Tiefbau, bei Produktionsstudien in der Metallverarbeitung und bei der Entwicklung von Gummiprodukten eingesetzt.

1. Automobile

Strukturanalysesoftwares sind eine unverzichtbare Technologie in der aktuellen Automobilentwicklung. Strukturanalysesoftwares werden für viele Komponenten eingesetzt, um die Fahrleistung zu verbessern, die Sicherheit zu gewährleisten, Energie zu sparen und die Kosten zu senken.

2. Architektur und Bauwesen

In der Architektur und im Bauwesen werden Strukturanalysesoftwares für die Festigkeit, die Erdbebensicherheit und den Windwiderstand verschiedener Gebäude sowie für die brandschutztechnische Auslegung eingesetzt. In der Architektur ist es fast unmöglich, Prototypen zu erstellen, wie es bei mechanischen Komponenten der Fall ist. Die Strukturanalysesoftwares müssen effektiv eingesetzt werden.

3. Metallbearbeitung

Die Metallbearbeitung umfasst die Kunststoffverarbeitung und das Stanzen. In der Vergangenheit wurden sehr schwierige Produkte von erfahrenen Arbeitern hergestellt. Heute ermöglicht der wirksame Einsatz von Strukturanalysesoftwares eine fortschrittlichere Fertigung und die Weitergabe von Kenntnissen.

4. Gummierzeugnisse

Gummierzeugnisse werden unter Belastung stark verformt und kommen während der Verformung mit anderen Erzeugnissen in Kontakt. In der Strukturanalysesoftware werden häufig nichtlineare Analysen durchgeführt.

Funktionsweise der Strukturanalysen

Die Strukturanalysesoftwares umfassen folgende Schritte: Zeichnen des Analyseobjekts, Schneiden des Netzes, Modellierung, Eingabe der physikalischen Größen, Analyse und Ausgabe.

1. Zeichnung des Messobjekts

Das Analyseobjekt wird mit CAD oder einer anderen Software gezeichnet. Hauptsächlich wird 3D-CAD verwendet. Wenn Sie CAD verwenden, sollten Sie prüfen, ob das Dateiformat des CAD mit der zu verwendenden Strukturanalysesoftware kompatibel ist.

2. Schneiden des Netzes

Das Analyseobjekt wird in ein Gitter, das sogenannte Mesh, zerlegt. Die Genauigkeit dieser Zerlegung wirkt sich auf die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Berechnung aus.

3. Modellierung

Das Analyseobjekt wird modelliert. Es ist gängige Praxis, die Grenzflächen jedes Netzes als Federn zu betrachten.

4. Eingabe der physikalischen Größen

Geben Sie den Elastizitätsmodul, die spezifische Wärme, den Ausdehnungskoeffizienten, die Dichte usw. des Analyseobjekts ein. Diese physikalischen Größen werden im Voraus gemessen, z. B. durch Experimente.

5. Analyse

Es gibt verschiedene Arten der Analyse: die statische Analyse auf der Grundlage des Hooke’schen Gesetzes, f=kx, und die dynamische Analyse auf der Grundlage der Newton’schen Bewegungsgleichung, F=ma.

Bei der dynamischen Analyse gibt es das Konzept der Zeit, und man kann zwischen der impliziten Analyse, die relativ einfach ist, und der expliziten Analyse, bei der komplexe lineare Gleichungen gleichzeitig gelöst werden, unterscheiden.

6. Ausgabe

Die meisten Strukturanalysesoftwares können die Ergebnisse der Analyse visualisieren. Die Visualisierung kann helfen, Verschiebungen und konzentrierte Kraftbereiche im analysierten Objekt zu finden.

Arten von Strukturanalysesoftwares

Es gibt verschiedene Arten von Strukturanalysesoftwares. Typische Beispiele sind:

1. Statische Analyse

Bei der statischen Analyse werden die Verformungen und Spannungen in einer Struktur berechnet, wenn Kräfte auf sie einwirken. Sie gibt Hinweise darauf, wie die Geometrie für die Art der Nutzung des Bauteils geeignet ist.

2. Eigenwertanalyse

Die Eigenwertanalyse berechnet die Eigenwerte eines Objekts. Ein Eigenwert ist die Frequenz, bei der eine Resonanz auftritt; ist der Eigenwert hoch, kann festgestellt werden, dass das Auftreten einer Resonanz unwahrscheinlich ist.

Bei der Lagerung von Präzisionsgeräten beeinträchtigen die Schwingungen deren Funktion, weshalb eine Eigenwertanalyse durchgeführt wird, um die Form so zu bestimmen, dass der Eigenwert möglichst hoch ist.

3. Analyse der Wärmeübertragung

Bei der Wärmeübergangsanalyse wird berechnet, wie die Wärmeverteilung eines Objekts aussehen wird. Durch die Berechnung der Temperaturverteilung einer Heizplatte kann beispielsweise die Temperaturgleichmäßigkeit vorhergesagt werden, was eine optimale Konstruktion ohne die Notwendigkeit der Herstellung von Teilen ermöglicht.

Weitere Informationen zur Strukturanalysesoftware

Wissenswertes über Strukturanalysesoftwares

Die Strukturanalysesoftwares verwenden spezielle Software, aber es gibt ein paar Punkte, die zu beachten sind, um Analyseergebnisse zu erhalten, die den tatsächlichen Bedingungen nahe kommen.

1. Wie erstellt man ein 3D-Modell?
Wenn das Modell exakt mit der tatsächlichen Geometrie übereinstimmt, kann es zu Fehlern bei der Netzverarbeitung kommen, oder die Analyse kann zu lange dauern, und die Analyseergebnisse werden möglicherweise nicht korrekt erzielt. Je nachdem, was analysiert werden soll, muss das Modell detailliert erstellt werden und die Teile, die weggelassen werden, müssen verwendet werden. 

2. Analysebedingungen
Es gibt verschiedene Bedingungen, und wenn diese nicht richtig eingestellt sind, werden die Analyseergebnisse weit von den tatsächlichen Werten entfernt sein. Auch wenn die Analysesoftware hervorragend ist, können bei schlechten Modell- und Bedingungseinstellungen keine realitätsnahen Ergebnisse erzielt werden.

Es ist wichtig, Seminare von Analysesoftwarefirmen zu besuchen und Methoden zu verwenden, die zur Software passen. Wenn Experimente möglich sind, ist die Korrelation (Kollationsanalyse) ebenfalls eine wichtige Technik, um die Ergebnisse der Strukturanalysesoftwares mit den experimentellen Ergebnissen in Einklang zu bringen.

Was ist ein Hochspannungsstecker?

Die Spezifikationen von Hochspannungssteckern lassen sich in drei Kategorien einteilen:

• Koaxiale Hochspannungsstecker (koaxial und triaxial)
• Mehrpolige Hochspannungsstecker (mehrpoliger Typ)
• Gemischte Steckverbinder für Hochspannung + Niederspannung (gemischter Typ)

Bei Hochspannungssteckern ist es wichtig, den Unterschied zwischen Typ A und Typ Z in Bezug auf den Berührungsschutz zu beachten.

• Typ A: Stromzufuhr von der Buchsenseite.
• Typ Z: Die Stromzufuhr erfolgt von der Steckerseite aus.

Normalerweise sind die Buchsenkontakte geschützt und befinden sich auf der Rückseite des Isolierkörpers, während bei den Hochspannungssteckern die Steckerkontakte auf der Rückseite geschützt sind; in diesem Fall sind die Kontakte des Typ-A-Steckers weiblich.

Anwendungen von Hochspannungssteckern

Steckverbinder erleichtern und beschleunigen das Verbinden und Trennen von Geräten, z. B. zwischen Leiterplatten in einem PC oder zwischen diesen und modularen Geräten, da sie eine direkte Verbindung zwischen den Schaltkreisen herstellen.

Massenproduktion, Arbeitsteilung für einzelne Funktionseinheiten an mehreren Produktionsstandorten, Montage und Wartung von Systemgeräten lassen sich damit ebenso leicht realisieren wie Schnittstellen zu Peripheriegeräten und Netzwerken.

Hochspannungsstecker werden u.a. in medizinischen Geräten, Industrieanlagen und in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, wo hohe Spannungsbelastungen anliegen.

Funktionsweise von Hochspannungssteckern

Steckverbinder sind in der Regel zweiteilig aufgebaut, mit dem Stecker auf der einen und der Buchse auf der anderen Seite, die zusammen die Verbindungs- und Trennfunktion des Steckverbinders erfüllen.

Sowohl Stecker als auch Dose bestehen aus einem elektrisch leitenden Kontakt, einem Isolator aus Kunststoff, der den Kontakt hält und als Isolierung zwischen den Kontakten dient, sowie einem äußeren, als Gehäuse bezeichneten Bauteil, das den Kontakt schützt.

Die Kontakte, die das Herzstück des Steckverbinders bilden, bestehen beide aus einer hochleitfähigen Kupferlegierung, mit nicht federnden Stiftkontakten auf der Steckerseite und federbelasteten Buchsenkontakten auf der Buchsenseite zur Aufnahme der Stiftkontakte.

Die Grundfunktion eines Steckverbinders besteht aus einer elektrischen Kontakt-/Verbindungsfunktion als statischer Kontakt und einer mechanischen Kupplungs-/Trennfunktion. Sie werden eingesetzt, wenn eine bessere Verarbeitbarkeit erwünscht ist, da die Signalverbindung elektrisch hergestellt wird, im Gegensatz zu Methoden wie dem Verschrauben mit Bolzen und Muttern, die Leiter irreversibel miteinander verbinden.

Hochspannungs-Koaxialstecker

Hochspannungs-Koaxialstecker gehören zu den Hochspannungssteckern und sind Steckverbinder für Verdrahtungsverbindungen, bei denen hochspannungskompatible koaxiale Kabeldrähte mit dickerer Isolierung und erhöhter Spannungsfestigkeit verwendet werden. Die Hochspannungs-Koaxialsteckverbinder, die in den Hochpräzisionsdetektoren von Hisawa Giken Ltd. verwendet werden, werden beispielsweise für ein US-Forschungsinstitut hergestellt. Es gibt auch maßgeschneiderte Hochspannungs-Koaxialsteckverbinder für den Einsatz in Hochpräzisionsdetektoren. Um eine hohe Zuverlässigkeit in Hochspannungs-Verdrahtungssystemen zu gewährleisten, müssen die Kabelverbindungen für diese Hochspannungs verwendet werden.

Koaxialkabel sind eine in der Telekommunikation verwendete Art von ummantelten Drähten, deren Querschnitt wie Schichten konzentrischer Kreise geformt ist. Sie werden hauptsächlich als Hochspannungsstecker für Funkkommunikationsgeräte, Rundfunkgeräte, Netzwerkgeräte und elektronische Messgeräte verwendet. Hochspannungs-Koaxialstecker werden für Hochspannungsanwendungen verwendet.

Was ist ein In-Circuit Board Tester?

In-Circuit Board Tester sind Prüfgeräte zur Bewertung der elektrischen Eigenschaften einzelner elektronischer Komponenten, die auf elektronischen Leiterplatten in elektronischen Geräten montiert sind.

Damit ein elektronisches Gerät korrekt funktioniert, muss die interne elektronische Leiterplatte einwandfrei funktionieren. Die elektronische Leiterplatte kann nur dann funktionieren, wenn die elektronischen Bauteile korrekt auf der Leiterplatte montiert sind und mit Strom versorgt werden.

In-Circuit Board Tester können die elektrischen Eigenschaften der einzelnen auf der Leiterplatte montierten Bauteile mit sehr wenig Strom prüfen. Sie können defekte Teile lokalisieren, ohne die Leiterplatte zu beschädigen, und defekte Teile, die mit dem bloßen Auge schwer zu erkennen sind, zuverlässig aufspüren.

Anwendungen von In-Circuit Board Testern

In-Circuit Board Tester werden häufig bei der Inspektion von Entwicklungs- und Massenproduktionslinien in Fabriken eingesetzt, die elektronische Leiterplatten mit elektronischen Geräten und Komponenten verarbeiten. Es gibt zwei Arten von In-Circuit Board Testern: Press-Typ In-Circuit Tester und Flying Probe Tester.

In-Circuit Board Tester des Press-Typs sind in der Lage, Hochgeschwindigkeitsinspektionen durchzuführen und eignen sich für die Massenproduktion von Leiterplatten. Sie werden auch für Prüfvorrichtungen verwendet. Flying-Probe-Tester benötigen keine Prüfvorrichtungen und eignen sich für kleine Stückzahlen und hohe Stückzahlen von Leiterplatten und können feine Muster verarbeiten.

Zu den spezifischen Prüfpunkten gehören: kurze/offene Fehler in der Lötstelle, an der die Bauteile befestigt sind; Fehler aufgrund falscher Konstanten in Kondensatoren, Spulen, Widerständen usw.; Fehler bei fehlenden Bauteilen wie Kondensatoren, Spulen, Widerständen, Dioden und Transistoren; Anschlussfehler in ICs und Steckern; Fotokoppler und digitale Transistoren, Überprüfung der Funktionsweise von Fotokopplern, Digitaltransistoren und Zenerdioden.

Spezielle Tests können auch für die Bildprüfung von elektrisch nicht prüfbaren Bauteilen, die Prüfung von Adhäsionsfehlern (Lötstellen) bei SOPs und QFPs, einfache Funktionstests usw. verwendet werden.

Funktionsweise von In-Circuit Board Testern

In-Circuit Board Tester bringen Sonden an den gewünschten Stellen auf einer elektronischen Leiterplatte an und legen ein sehr kleines elektrisches Signal an, das von der Vorspannung während des normalen Betriebs getrennt ist, um die Konstanten und Funktionen von Bauteilen und Fehlern wie offenen oder kurzen Signalleitungen, einschließlich interner Durchkontaktierungen, zu extrahieren.

Das System verfügt über die interne Struktur, die für die reibungslose Durchführung verschiedener Arten von Prüfungen erforderlich ist, und besteht in der Regel aus einem Messabschnitt für die elektrische Prüfung, einem Abtastabschnitt für die Erfassung und Erkennung von Messleitungen, einem Abtastabschnitt, um die Messleitungen mit bestimmten Stellen auf der zu prüfenden Leiterplatte in stromführenden Kontakt zu bringen, und einem Steuerabschnitt für deren Steuerung. Das System besteht außerdem aus einer Steuereinheit zur Kontrolle dieser Teile.

Die Konstanten der elektronischen Bauteile werden anhand der Spannungs- und Stromwerte gemessen, wenn das Messsignal an die Abtasteinheit angelegt wird. Da elektrische Schaltungen im Allgemeinen Netzwerke bilden, ist es schwierig, die Konstanten einzelner Elemente zu messen. Viele In-Circuit Board Tester sind jedoch mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, um die Prüfgenauigkeit zu verbessern.

Weitere Informationen über In-Circuit Board Tester

1. Funktionen von In-Circuit Board Testern

Schutzfunktion
Diese Funktion isoliert elektrisch die Auswirkungen von Fehlern, die durch Ströme aufgrund von Parallelschaltungen entstehen.　

Phasentrennung
Wenn ein Wechselstromsignal an ein aus Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren bestehendes Schaltungsnetzwerk angelegt wird, entsteht eine Phasendifferenz zwischen dem Strom und der Spannung. Diese Phasendifferenz kann zur genauen Messung der Konstanten der einzelnen Elemente verwendet werden.

2. Flying Checker

Flying Checker sind eine Art von In-Circuit Board Tester und sind Prüfgeräte, die hauptsächlich eine Sonde einsetzen, um offene Kurzschlüsse in montierten Bauteilen auf einer Platine zu identifizieren. Ihre Inspektion dauert länger als die von herkömmlichen In-Circuit Board Testern, sie werden jedoch eingesetzt, wenn der Schwerpunkt darauf liegt, dass kein Programm oder keine Vorbereitung der Leiterplatte erforderlich ist.

Der auch als Flying Probe Checker bezeichnete Tester erstellt eine Netzliste aus Gerberdaten und verwendet diese Daten zur Prüfung von Unterbrechungen, indem er eine Sonde am Anfang und am Ende der Leiterplatte platziert. Ein Kurzschluss wird dann geprüft, indem eine Sonde zwischen einem Punkt dieses Netzes und einem benachbarten Netz angebracht wird.

Viele Typen von Flying Checkern wurden von den Bare-Board-Checkern abgewandelt und können nach der Montage als allgemeine In-Circuit-Tests verwendet werden. Bei der spezifischen Prüfmethode wird die Leiterplatte von beiden Seiten mit zwei oder vier Prüfspitzen eingespannt. Diese Prüfgeräte prüfen den Zustand der Leiterplatte auf Unterbrechung und Kurzschluss, wobei einige den elektrischen Durchgang prüfen und andere die C-Kapazität messen, um Kurzschlüsse aufzuspüren; im Allgemeinen kann die C-Kapazitätsmethode die Messzeit verringern.

3. Funktionstester

Funktionstester sind Prüfgeräte, die einem völlig anderen Zweck dienen als In-Circuit-Tester, die häufig zur Prüfung ähnlicher Leiterplatten im Leiterplattenherstellungsprozess verglichen werden. Während der Hauptzweck eines In-Circuit Board Testers darin besteht, den Bestückungszustand der Platine einschließlich der Bauteile zu prüfen, ob der Stromkreis offen oder kurzgeschlossen ist, wird ein Funktionstester verwendet, um zu prüfen, ob die Funktionen der Schaltung selbst, wie z. B. die Ein-/Ausgabefunktion, korrekt funktionieren.

Diese Funktionsprüfung wird in der Regel als Funktionstest bezeichnet, bei dem elektrische Signale, die in den Spezifikationen angegeben sind, an die Eingangsklemmen der zu prüfenden Platine angelegt werden und geprüft wird, ob die Ausgabe entsprechend den Spezifikationen erfolgt oder nicht. Weitere Tests werden an Bauteilen wie Schaltern und LEDs durchgeführt, die mit einem In-Circuit Board Tester nur schwer zu prüfen sind, sowie am Betrieb integrierter Schaltkreise und am Schreiben von Software für MCUs und verschiedene ICs.

Vergleicht man In-Circuit-Tests und Funktionstests, so ist der Funktionstest aus der Perspektive der Überprüfung der Produktfunktionalität wichtiger, und die meisten Produkte werden vorrangig auf Funktionstests geprüft.

Was ist ein Kugelgewindetrieb?

Ein Kugelgewindetrieb (englisch: ball screw) ist eine Form von Vorschubspindel, die eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt, um die Position eines Bauteils zu bewegen. Die Spindel und die Mutter werden durch Kugeln angetrieben. Wenn sich die Spindel und die Mutter relativ zueinander drehen, rollen die Kugeln in einem endlosen Zyklus. Der Gleitwiderstand zwischen Spindel und Mutter ist wesentlich geringer als bei herkömmlichen Trapezgewindetrieben.

Die Präzisionsgüte von Spindel und Kugel ermöglicht eine präzise Bewegung, was zu einer hohen Positioniergenauigkeit führt. Sie werden in Automobil-Lenksystemen und Präzisionswerkzeugmaschinen eingesetzt.

Anwendungen von Kugelgewindetrieben

Kugelgewindetriebe sind Maschinenelemente, die eine Rotationsbewegung, z. B. eines Motors, in eine lineare Bewegung umwandeln. Zu den Hauptanwendungen gehören der Transport und die Positionierung von Produkten und Komponenten, Halbleiterfertigungsanlagen, Industrieroboter und Werkzeugmaschinen. Da der Weg (Steigung) einer einzelnen Umdrehung eines Kugelgewindetriebs genau reproduzierbar ist, kann in Kombination mit Schrittmotoren eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht werden.

Je nach Genauigkeit werden die Kugelgewindetriebe für die Förderung und Positionierung der Güter ausgewählt.

In NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen werden Kugelgewindetriebe eingesetzt, um den Vorschubmechanismus zu konfigurieren und eine präzise Positioniergenauigkeit zu erreichen. Kugelgewindetriebe werden auch in Nahrungsmittelmaschinen, medizinischen Geräten, Robotern und Spritzgießmaschinen, Druckgeräten, Unterhaltungsgeräten sowie in Automobilen, Zügen und Flugzeugen, Halbleiterfertigungsanlagen und Prüfgeräten eingesetzt.

Funktionsweise der Kugelgewindetriebe

Ein Kugelgewindetrieb ist ein Maschinenelement, das aus einer Gewindespindel, einer Mutter und einer Kugel besteht, die eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung oder eine lineare Bewegung in eine Drehbewegung umwandelt. Bei diesem Bauteil kommt die Tribotechnik zum Einsatz, die es ermöglicht, eine Kugel zwischen Spindelwelle und Mutter zu platzieren und leicht abrollen zu lassen. Die gleitende Kontaktbewegung der Spindeloberfläche wird in eine rollende Kontaktbewegung umgewandelt. Da die Kugeln stufenlos umlaufen müssen, ist eine Rückführungskomponente erforderlich.

Es gibt verschiedene Arten von Rückführungssystemen, wie z. B. Rückführrohr, Endabweiser, Endkappe sowie Stück- und Rückführplatten, die je nach Größe und Präzision in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden. Bei der Verwendung von Kugelgewindetrieben ist eine Führungsschiene zur Führung der Mutter erforderlich. Die Führungsschienen nehmen neben der axialen Belastung der Mutter auch vertikale Lasten und Momente auf.

Die Gewindespindel wird mit einem hohen Maß an Genauigkeit bewegt, indem man die Länge der Steigung, d. h. den Betrag der Bewegung pro Mutterumdrehung, mit der Anzahl der Gewindestreifen kombiniert. Die Kugel wird mit Druck beaufschlagt, um das Spiel der Mutter zu eliminieren und eine hohe Positioniergenauigkeit ohne ungleichmäßige Drehung der Gewindespindel oder der Mutter zu erreichen.

Weitere Informationen zu Kugelgewindetrieben

1. Merkmale von Kugelgewindetrieben

Kugelgewindetriebe zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, die Drehbewegung einer Maschine in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Umgekehrt ist es auch möglich, eine lineare Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln. Das Drehmoment zum Antrieb der Spindelwelle kann im Vergleich zu einer herkömmlichen Spindel auf 1/3 oder weniger reduziert werden. Daher kann der Motor, der den Kugelgewindetrieb antreibt, kleiner und leichter gebaut werden.

Der Unterschied zwischen dem Anfahrreibungsdrehmoment und dem kinetischen Reibungsdrehmoment ist gering und Ruckgleiten kann vermieden werden, so dass Maschinen mit hoher Präzision gesteuert werden können. Muttern können durch die Verwendung von zwei Muttern oder durch die Verwendung von Kugeln mit einem größeren Durchmesser vorgespannt werden. Das Spiel wird eliminiert und die Steifigkeit erhöht, was zu einer besseren Steuerbarkeit führt.

Die Verschleiß- und Ermüdungslebensdauer des Kugelgewindetriebs lässt sich rechnerisch vorhersagen und erhöht so die Betriebssicherheit. Der Reibungskoeffizient an der Kontaktfläche zwischen Spindel und Mutter beträgt bei Gleitspindeln etwa 0,1-0,2, bei Kugelgewindetrieben dagegen 0,002-0,004. Daraus ergibt sich ein hoher Übertragungswirkungsgrad von mehr als 90 %.

Sie sind einfach zu handhaben und kostengünstig, da ihre Abmessungen und ihre Genauigkeit international genormt sind und in speziellen Fabriken in Massenproduktion hergestellt werden. Andererseits haben Kugelgewindetriebe den Nachteil, dass sie anfällig für Stöße sind. Da die gleitenden Teile in Punktkontakt stehen, neigen sie dazu, bei Stößen Dellen und andere Spuren zu hinterlassen. Außerdem können Fremdkörper, die in die gleitenden Teile eindringen, Fehlfunktionen und Ausfälle verursachen. Bei Verwendung als Gleitwelle in Werkzeugmaschinen muss eine Abdeckung oder ähnliches angebracht werden, um die Verunreinigung durch Späne zu verhindern.

2. Herstellungsmethoden der Kugelgewindetriebe

Kugelgewindetriebe können je nach Herstellungsverfahren in rollend und schleifend unterteilt werden.

Rollende Kugelgewindetriebe
Bei diesem Verfahren wird eine runde Stange unter Rotation gegen ein Werkzeug, das sogenannte Rollwerkzeug, gepresst, und die Gewinderillen werden durch plastische Verformung gebildet. Im Vergleich zum Schleifen ist der Genauigkeitsgrad tendenziell geringer.

Schleifende Kugelgewindetriebe
Bei diesem Verfahren wird eine Werkzeugmaschine, die Gewindeschleifmaschine, verwendet, um die Gewinderillen durch Schleifen zu formen. Da das Rundschleifen nach der Wärmebehandlung durchgeführt wird, ist die Oberfläche glatter als beim Walzen. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn eine hochpräzise Maschinensteuerung erforderlich ist, wie z. B. bei den Schlittenachsen kleiner Werkzeugmaschinen für Präzisionsgeräte.

Was ist ein 3D-Koordinatenmessgerät?

Ein 3D-Koordinatenmessgerät ist ein Gerät, das Oberflächenprofile im Submikronbereich messen kann.

Ein Submikrometer ist eine Größe unterhalb eines Mikrometers, wobei ein Mikrometer 1/1000stel eines Millimeters ist. 3D-Koordinatenmessgeräte können die Form eines Bauteils in drei Dimensionen erfassen und eine Vielzahl von Messungen durchführen.

Sie werden auch zur Messung der Oberflächenrauheit, Höhe und Dicke von elektronischen Bauteilen und Halbleitern eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit, hohe Auflösung und hohe Genauigkeit aus.

Es gibt auch verschiedene Typen von 3D-Koordinatenmessgeräten, je nach Installationsmethode und Messverfahren. Zu den Installationsmethoden gehören stationäre und tragbare Typen, während zu den Messmethoden berührende und berührungslose Typen, Laser Tracker und Layoutmaschinen gehören.

Anwendungen von 3D-Formmessgeräten

Die 3D-Koordinatenmessgeräte werden wie folgt eingesetzt:

1. Messung der Linienrauhigkeit

3D-Koordinatenmessgeräte können typische Oberflächenrauheitsparameter wie Ra, Rz usw. auf die gleiche Weise messen wie ein Tastschnittgerät für die Oberflächenrauheit.

2. Messung der Oberflächenrauhigkeit

Durch die Messung der gesamten Oberfläche können 3D-Koordinatenmessgeräte Welligkeiten und Stufen von Oberfläche zu Oberfläche mit hoher Genauigkeit messen. Beispiele hierfür sind die Bewertung der Welligkeit von Unterlegscheiben und die Messung von Endmaßstufen.

3. Ebene Messung

Sie werden zur Messung von Abständen zwischen zwei Punkten, Geraden, Kreismittelpunkten und verschiedenen anderen ebenen Messungen verwendet. Sie werden in allen Branchen eingesetzt, einschließlich der Medizintechnik, der Archäologie, der Gießerei und der Uhrenindustrie.

Funktionsweise von 3D-Koordinatenmessgeräten

Die meisten 3D-Koordinatenmessgeräte arbeiten mit Weißlichtinterferometrie. Die Weißlichtinterferometrie ist eine Messmethode, bei der ein Weißlichtinterferometer verwendet wird. Lichtinterferenz ist ein Phänomen, das durch Unterschiede in der Entfernung des Lichts von der Oberfläche eines Objekts zu einem bestimmten Punkt verursacht wird. Optische Interferometer nutzen dieses Phänomen, um z. B. den Zustand von Oberflächenunregelmäßigkeiten zu messen.

Durch die Interferenz des Lichts entsteht ein Streifenmuster, das auf den durch die Unebenheiten der Probenoberfläche verursachten optischen Wegunterschied zurückzuführen ist. Die Anzahl dieser Streifen zeigt die Unebenheit der Probenoberfläche an. In der Praxis wird ein Objektiv mit einem eingebauten Referenzspiegel, einer so genannten Interferenzlinse, verwendet. Weißes Licht wird auf den Referenzspiegel und die Objektivlinse eingestrahlt. Das Interferenzsignal wird von einer Kamera beobachtet, während die Objektivlinse auf und ab bewegt wird.

Einige Modelle sind auch mit einem hochempfindlichen CMOS ausgestattet, einem Halbleiter, der das durch die Linse einfallende Licht in elektrische Signale umwandelt. Der CMOS-basierte Festkörper-Bildgeber ermöglicht es, das externe Bild gleichzeitig mit der Geometrie zu erfassen, sodass Oberflächenbeobachtung und Messung gleichzeitig durchgeführt werden können. Der Inhalt der Analyse wird in Daten umgewandelt, z. B. in ein 3D-Modell, das in CAD angezeigt werden kann.

Weitere Informationen zu 3D-Koordinatenmessgeräten

1. Funktionen

Die heute auf dem Markt befindlichen 3D-Koordinatenmessgeräte nutzen die neueste Technologie, um beliebige Messungen zu ermöglichen, die früher unmöglich waren. Die dreidimensionalen Koordinaten eines bestimmten Punktes von einem virtuellen Ursprung aus sind mit herkömmlichen Messinstrumenten wie Messschiebern und Mikrometern nur schwer zu bestimmen.

Auch Messungen mit virtuellen Punkten und virtuellen Linien sowie geometrische Toleranzen sind mit anderen Messgeräten äußerst schwierig zu messen, 3D-Koordinatenmessgeräte können dies bewerkstelligen. Seit kurzem können Prototypen in 3D gelesen und 3D-Objekte mit einem 3D-Drucker erstellt werden, um die Form des Prototyps auf die gleiche Weise zu prüfen wie das eigentliche Produkt.

2. Herausforderungen und Lösungen für 3D-Koordinatenmessgeräte

Die Effizienz der Messarbeit hat sich durch die hochpräzise Messtechnik der 3D-Koordinatenmessgeräte und die erhöhte Verarbeitungsgeschwindigkeit der Messdaten drastisch verbessert, aber es gibt auch Probleme wie die folgenden.

• Hohe Kosten für die Installation.
• Großer Installationsraum und hohe Wartungsanforderungen.
• Die begrenzte Größe des 3D-Koordinatenmessgeräts selbst schränkt die Größe der zu messenden Objekte ein.

Zur Lösung dieser Probleme wurden 3D-Koordinatenmessgeräte mit Knickarm entwickelt. Die ursprünglich für Hersteller von Armprothesen und Beinprothesen entwickelten transportablen 3D-Koordinatenmessgeräte sind heute im Einsatz.

Die Möglichkeit, den Arm nach dem Willen des Messenden zu bewegen, hat das Spektrum der durchführbaren Messungen noch erweitert. Die Einführung der berührungslosen, laserbasierten Messung hat auch die Vermessung großer Objekte ermöglicht.