伺服全自动插拔力试验机

一、 核心工作原理

伺服全自动插拔力试验机其核心工作原理可以概括为“力-位移-电"的闭环控制与测量。

1. 驱动与运动： 高性能的伺服电机在控制系统指令下，驱动精密滚珠丝杠或同步带，带动装有夹具的横梁或测试平台做匀速、精确的直线运动。

2. 力量感应： 在运动过程中，连接器样品（公端和母端）开始接触、插入或分离、拔出。这个过程中产生的反作用力（即插拔力）被一个高精度的负荷传感器实时捕捉。

3. 信号转换与采集： 负荷传感器将力信号转换成电信号，传输给控制器和数据采集卡。

4. 数据处理与显示： 控制器和配套的专业测试软件对采集到的电信号进行处理、分析和计算，实时在电脑屏幕上绘制出“力-位移曲线图"，并自动记录下插入力、最小插入力、平均插拔力、拔出力等关键数据。

二、一台标准的伺服全自动插拔力试验机通常包含以下几个核心部分：

1. 机械结构框架： 高刚性的机台，确保测试过程中的稳定性和精度。

2. 伺服驱动系统： 包括伺服电机、驱动器、精密滚珠丝杠。负责提供平稳、精确、可调速的运动。

3. 测力系统：

• 负荷传感器： 核心传感元件，其精度和量程直接决定测试结果的准确性。

• 信号放大器： 对传感器传来的微弱信号进行放大。

4. 控制系统：

• 工业级控制器（如PLC或专用运动控制卡）： 接收软件指令，精确控制伺服电机的运动。

• 电脑与专业测试软件： 这是机器的“大脑"。用户通过软件设置测试参数（速度、行程、次数等），并实时监控测试过程、分析数据和生成报告。

5. 夹具系统： 用于装夹待测样品。通常采用模块化设计，可根据不同形状和尺寸的连接器快速更换相应的治具（如气动夹具、手动夹具、定制工装等）。

6. 安全保护装置：

• 紧急停止按钮

• 软件限位与硬件限位开关

• 过载保护

• 安全光栅（可选）

三、 主要特点与优势

1. 高精度与高重复性： 伺服电机和负荷传感器的组合，确保了力值和位移的测量精度高，测试结果可靠、可重复。

2. 全自动化： 可编程设定测试次数（如寿命测试可达数十万次）、速度、停留时间等，实现无人值守的连续自动化测试，极大提高效率。

3. 数据丰富直观： 不仅能给出峰值力，更能提供完整的力-位移曲线，帮助工程师分析插拔过程中的力变化细节，发现潜在问题（如卡顿、异响）。

4. 操作简便： 现代软件通常具有图形化界面，易于设置和操作。测试数据和曲线可自动保存，并生成标准化的测试报告（PDF， Excel格式）。

5. 测试功能强大：

• 插拔力测试

• 插拔寿命测试

• 恒定拉压力测试

• 线材拉扭测试（需配备相应夹具）

6. 宽范围测试能力： 通过更换不同的负荷传感器和夹具，可以测试从几克力（如精密FPC连接器）到数百牛顿（如汽车高压连接器）的广泛产品。

   四、 主要应用领域

• 消费电子： USB-C、Lightning、HDMI、板对板连接器、电池连接器、耳机插孔等。

• 汽车工业： 汽车线束、各种车载电子连接器、高压连接器。

• 医疗设备： 医疗连接器、导管接头等。

• 航空航天： 高可靠性航空插头。

• 家电行业： 各种电源接头、信号接头。

五、 典型测试流程

1. 样品与夹具准备： 将公端和母端连接器分别安装到上下夹具中，并确保对中。

2. 软件设置：

• 选择测试模式（如插拔力测试、寿命测试）。

• 设置测试参数：测试速度、测试行程、测试次数、回程速度等。

3. 开始测试： 点击软件“开始"按钮，机器自动运行。

4. 数据采集与分析： 软件实时绘制曲线并记录数据。

5. 结果判定与报告： 测试完成后，软件自动计算并显示结果。用户可设定上下限，软件会自动判定OK/NG。最后，生成并导出测试报告。

六、 选型要点

在选购伺服全自动插拔力试验机时，需重点关注以下几点：

1. 力值量程： 根据您测试产品的大预期力值，选择合适的负荷传感器（如5N, 50N, 200N, 500N等）。

2. 测试速度范围： 确保机器的速度范围能满足您的测试标准要求。

3. 行程： 机器的大行程应大于您测试所需的大移动距离。

4. 精度等级： 关注力值精度和位移精度，通常力值精度应达到±0.5%以内。

5. 软件功能： 确认软件是否易于使用，功能是否满足您的数据分析和报告需求。

6. 夹具兼容性： 确认供应商能提供或定制您所需产品的专用夹具。

7. 品牌与售后服务： 选择信誉良好的品牌，并确保其能提供及时的技术支持和校准服务。

总结来说，伺服全自动插拔力试验机是现代制造业中的质量控制和研发工具。它通过高精度、自动化的方式，将连接器的机械性能量化，为产品的可靠性设计提供了坚实的数据基础。