一、引言
隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展,柔性印刷電路板(FPC)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。在一些特殊環(huán)境如戶外通信設(shè)備、汽車電子及航空航天等領(lǐng)域,F(xiàn)PC 需要具備耐寒耐濕熱的特性,這就對用于加工它們的折彎機(jī)提出了更高的要求。為了確保耐寒耐濕熱 FPC 折彎機(jī)能夠在各種惡劣條件下穩(wěn)定、精確地工作,對其綜合性能進(jìn)行全面、科學(xué)的測試至關(guān)重要。
二、環(huán)境模擬測試
(一)低溫環(huán)境測試
溫度范圍設(shè)定:根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用場景,確定需要測試的低溫范圍,例如 - 40℃至 0℃。使用專業(yè)的低溫試驗箱,將折彎機(jī)整體置于其中,確保設(shè)備各部分均能受到低溫環(huán)境的影響。
性能指標(biāo)監(jiān)測:在低溫環(huán)境下,啟動折彎機(jī),觀察其啟動時間是否正常。測試折彎機(jī)的動力系統(tǒng),如電機(jī)、液壓泵(若有)在低溫下的扭矩輸出是否滿足要求,可通過連接扭矩傳感器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。檢查折彎機(jī)的傳動部件,如絲杠、導(dǎo)軌等,在低溫環(huán)境下的潤滑性能是否良好,有無卡頓現(xiàn)象,可通過在傳動部件上安裝位移傳感器和壓力傳感器,監(jiān)測其運(yùn)動的平滑性和摩擦力變化。
材料適應(yīng)性評估:觀察 FPC 材料在低溫折彎過程中的表現(xiàn)。檢查折彎后 FPC 的物理特性,如是否出現(xiàn)脆裂、分層等現(xiàn)象,可通過顯微鏡觀察和材料拉伸試驗來評估。同時,監(jiān)測折彎模具與 FPC 材料在低溫下的接觸特性,確保模具不會因低溫而損壞 FPC 材料表面。
(二)濕熱環(huán)境測試
環(huán)境參數(shù)設(shè)置:設(shè)定溫度范圍為 40℃ - 60℃,相對濕度為 90% - 95% 的濕熱環(huán)境。利用濕熱試驗箱將折彎機(jī)置于其中,模擬高溫高濕的實(shí)際工況。
電氣與控制系統(tǒng)檢查:在濕熱環(huán)境下,持續(xù)運(yùn)行折彎機(jī),監(jiān)測其電氣系統(tǒng)的絕緣性能。使用絕緣電阻測試儀定期檢測電氣線路與設(shè)備外殼之間的絕緣電阻值,確保其不低于安全標(biāo)準(zhǔn)。檢查控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,觀察顯示屏是否有模糊、死機(jī)等現(xiàn)象,通過發(fā)送各種控制指令,檢測控制系統(tǒng)對指令的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性是否受到濕熱環(huán)境的影響。
防銹與耐腐蝕驗證:檢查折彎機(jī)的金屬部件,如機(jī)身、折彎模具、傳動部件等在濕熱環(huán)境下的防銹和耐腐蝕能力。在測試前后,對關(guān)鍵金屬部件進(jìn)行外觀檢查,并可采用稱重法或電化學(xué)腐蝕測試法評估金屬部件的腐蝕程度。觀察設(shè)備的防護(hù)涂層是否有起泡、剝落等現(xiàn)象,以及密封件是否能有效防止?jié)駳馇秩朐O(shè)備內(nèi)部。
三、折彎精度測試
(一)角度精度測試
測試樣本準(zhǔn)備:選取不同厚度、材質(zhì)和層數(shù)的 FPC 樣品,每種樣品準(zhǔn)備多份。在樣品上標(biāo)記出需要折彎的位置和目標(biāo)角度。
折彎操作與測量:將 FPC 樣品放置在折彎機(jī)上,按照設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行折彎操作。使用高精度的角度測量儀,如激光干涉儀或電子角度規(guī),測量折彎后的實(shí)際角度。對于每個樣品,在不同位置進(jìn)行多次折彎并測量,計算角度誤差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。對比不同類型 FPC 樣品在相同折彎條件下的角度精度差異,分析影響因素,如 FPC 材料的彈性模量、厚度不均勻性等對角度精度的影響。
(二)尺寸精度測試
標(biāo)記與測量點(diǎn)確定:在 FPC 樣品上標(biāo)記出關(guān)鍵的尺寸測量點(diǎn),如折彎線的長度、折彎處到邊緣的距離等。使用高精度的長度測量工具,如二次元影像測量儀或三坐標(biāo)測量儀。
數(shù)據(jù)采集與分析:在折彎前后,分別對 FPC 樣品的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行測量,記錄測量數(shù)據(jù)。計算折彎后尺寸與設(shè)計尺寸的偏差值,分析尺寸精度的變化情況。研究折彎機(jī)的壓力、速度、折彎模具等工藝參數(shù)對 FPC 尺寸精度的影響規(guī)律,通過調(diào)整工藝參數(shù),觀察尺寸精度的改善情況,確定工藝參數(shù)組合以滿足尺寸精度要求。
四、可靠性與耐久性測試
(一)連續(xù)運(yùn)行測試
測試時間設(shè)定:設(shè)定連續(xù)運(yùn)行時間,例如 1000 小時或根據(jù)實(shí)際需求確定。在正常的工作環(huán)境溫度和濕度條件下,讓折彎機(jī)持續(xù)運(yùn)行。
性能監(jiān)測與記錄:每隔一定時間間隔(如 1 小時),對折彎機(jī)的各項性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測,包括折彎精度、動力系統(tǒng)參數(shù)、電氣系統(tǒng)參數(shù)等。記錄監(jiān)測數(shù)據(jù),繪制性能隨時間變化的曲線。觀察設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行過程中是否出現(xiàn)故障,如機(jī)械部件的磨損、電氣元件的失效等。若出現(xiàn)故障,詳細(xì)記錄故障現(xiàn)象、發(fā)生時間和故障部位,分析故障原因,評估設(shè)備的可靠性。
(二)疲勞壽命測試
加載方案設(shè)計:根據(jù) FPC 折彎的實(shí)際工作應(yīng)力情況,設(shè)計疲勞加載方案。確定折彎的頻率、幅度和加載次數(shù)等參數(shù)。例如,設(shè)定折彎頻率為 10 次 / 分鐘,折彎幅度為 90°,加載次數(shù)為 100 萬次。
測試過程與監(jiān)測:使用專門的疲勞測試裝置,將 FPC 樣品安裝在折彎機(jī)上進(jìn)行疲勞加載測試。在測試過程中,實(shí)時監(jiān)測 FPC 樣品的折彎狀態(tài),如是否出現(xiàn)裂紋、斷裂等現(xiàn)象,可通過顯微鏡或無損檢測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。同時,監(jiān)測折彎機(jī)的關(guān)鍵部件,如折彎模具、傳動部件等的疲勞損傷情況,通過測量部件的應(yīng)變、硬度變化等指標(biāo)來評估疲勞壽命。根據(jù)測試結(jié)果,確定折彎機(jī)的疲勞壽命,為設(shè)備的維護(hù)和更換周期提供依據(jù)。
五、電氣與控制系統(tǒng)測試
(一)電氣安全性測試
接地電阻測試:使用接地電阻測試儀,測量折彎機(jī)的接地電阻值,確保其不大于規(guī)定的安全值(如 4Ω)。檢查接地線路的連接是否牢固,有無松動、腐蝕等現(xiàn)象。
漏電保護(hù)測試:模擬漏電情況,觸發(fā)折彎機(jī)的漏電保護(hù)裝置,檢查其是否能迅速切斷電源,保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全。測試漏電保護(hù)裝置的動作電流和動作時間是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
電氣絕緣測試:使用絕緣電阻測試儀,對電氣系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行絕緣電阻測試,包括電機(jī)、控制器、電纜等。確保絕緣電阻值在規(guī)定的范圍內(nèi),防止電氣短路和觸電事故的發(fā)生。
(二)控制系統(tǒng)功能測試
指令響應(yīng)測試:通過上位機(jī)或操作面板向折彎機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)送各種控制指令,如啟動、停止、速度調(diào)整、角度設(shè)定等。監(jiān)測控制系統(tǒng)對指令的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性,確保指令能夠及時、正確地執(zhí)行。
數(shù)據(jù)采集與處理測試:檢查控制系統(tǒng)對傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理能力。例如,監(jiān)測溫度傳感器、壓力傳感器、角度傳感器等的數(shù)據(jù)采集頻率和精度,以及控制系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)的處理算法是否正確,能否根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整折彎機(jī)的工作狀態(tài)。
程序存儲與調(diào)用測試:編寫多個不同的折彎程序,存儲在控制系統(tǒng)中。然后隨機(jī)調(diào)用這些程序,檢查折彎機(jī)是否能按照程序設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的折彎操作。測試控制系統(tǒng)的程序存儲容量和存儲穩(wěn)定性,確保在長時間使用過程中程序不會丟失或出錯。
六、安全性能測試
(一)防護(hù)裝置有效性測試
安全門測試:檢查折彎機(jī)的安全門是否安裝有安全開關(guān)。當(dāng)安全門打開時,測試折彎機(jī)是否能立即停止運(yùn)行。使用模擬裝置觸發(fā)安全開關(guān),檢查其可靠性和靈敏度。觀察安全門的關(guān)閉力是否適中,既不會因關(guān)閉力過大而對操作人員造成傷害,也不會因關(guān)閉力過小而導(dǎo)致安全門關(guān)閉不嚴(yán)。
緊急制動測試:在折彎機(jī)運(yùn)行過程中,按下緊急制動按鈕,測量從按下按鈕到折彎機(jī)停止的制動距離和制動時間。檢查緊急制動系統(tǒng)是否能在任何工作狀態(tài)下(如高速運(yùn)行、滿載運(yùn)行等)都能可靠地制動,確保操作人員在緊急情況下的人身安全。
(二)操作安全性測試
誤操作檢測:模擬操作人員的各種誤操作情況,如同時按下多個相互沖突的操作按鈕、在錯誤的時間調(diào)整工藝參數(shù)等。檢查折彎機(jī)的控制系統(tǒng)是否具備誤操作檢測和防護(hù)功能,能否及時發(fā)出警報并阻止誤操作的執(zhí)行。
人機(jī)工程學(xué)評估:評估折彎機(jī)的操作界面和操作流程是否符合人機(jī)工程學(xué)原理。檢查操作按鈕的位置、形狀、大小和標(biāo)識是否便于操作人員識別和操作。觀察操作人員在操作過程中的姿勢是否舒適,是否容易疲勞,確保操作人員在長時間操作過程中的工作效率和安全性。
七、結(jié)論
耐寒耐濕熱 FPC 折彎機(jī)的綜合性能測試是一個復(fù)雜而系統(tǒng)的工程,需要從多個方面進(jìn)行全面、深入的評估。通過環(huán)境模擬測試、折彎精度測試、可靠性與耐久性測試、電氣與控制系統(tǒng)測試以及安全性能測試等一系列測試方法,可以全面了解折彎機(jī)在耐寒耐濕熱環(huán)境下的性能表現(xiàn),為設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計、質(zhì)量控制、維護(hù)保養(yǎng)以及安全操作提供有力的依據(jù)。只有確保折彎機(jī)具備良好的綜合性能,才能滿足現(xiàn)代電子工業(yè)對耐寒耐濕熱 FPC 加工的嚴(yán)格要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,推動相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。在實(shí)際測試過程中,應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)備型號、應(yīng)用場景和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),制定詳細(xì)、科學(xué)的測試方案,并嚴(yán)格按照測試規(guī)范進(jìn)行操作,確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。