إعادة التفكير في قياس القوة لاختبار التعب وما بعده

لا ينبغي أبدا الاستخفاف بقرار شراء قطعة من معدات القياس. سواء كنت ترغب في شراء مؤشر إسقاط أو آلة قياس إحداثيات بملايين الدولارات تتطلب عدة توقيعات للموافقة ، فإن نتيجة قياس مراقبة الجودة لا يمكن أن تكون جيدة إلا مثل المعدات المستخدمة في القيام به. يجب مقاومة البحث الانعكاسي عن أقل سعر أو رقم طراز مألوف حتى يتم إجراء تقييم شامل لتحدي اختبار الجودة والحلول المتاحة. لا يمكن أن يكون هذا صحيحا أكثر من شراء معدات لقياس مقدار القوة المطلوبة للكسر أو التمزق أو التشغيل أو تحقيق هدف مراقبة الجودة فيما يتعلق بالخواص الميكانيكية لمادة أو جزء.

يشير قياس القوة إلى قياس قوة الضغط أو الشد. ترتبط الصناعة ارتباطا وثيقا ولكن لا ينبغي الخلط بينه وبين الوزن واختبار المواد، وهي مليئة بتطبيقات قياس القوة. تشمل الأمثلة النموذجية تحديد قوة ختم التغليف ، وإزالة طرف الأسلاك ، وتنشيط المفتاح ، وقوى الربيع. التجسيد الأكثر شيوعا لقياس القوة - مقياس القوة في كل مكان - تعود أصوله منذ عدة عقود. بعد أن تطور من مقياس وزن زنبركي بسيط ، يمكن أن يكون مقياس القوة المحمول اليوم دقيقا ومتقدما مثل آلة اختبار الشد بحجم الخزانة منذ سنوات.

يتم ربط مقاييس القوة اليوم بمنصات اختبار نمت أيضا في التطور. عادة ما يحرك الرأس المتقاطع الذي يعمل بالمسمار مقياس القوة لأعلى ولأسفل لإنتاج قوة ، وينعكس عند اكتمال الاختبار. يمكن لوحدة التحكم في حامل الاختبار تنظيم معدل السرعة ، وإيقاف المحرك عند حدوث حمل محدد ، أو مسافة ، أو كسر عينة ، وتدوير الرأس المتقاطع ، وقبول الأوامر من جهاز كمبيوتر. مثلما تقدم الابتكار في الحوسبة الشخصية بسرعة ، كذلك تقدمت قدرة أنظمة قياس القوة على تقديم إجابات مفيدة وفعالة من حيث التكلفة لأسئلة مراقبة الجودة. قلبت هذه الإجابات المفاهيم السابقة حول الشكل الذي يجب أن يبدو عليه جهاز اختبار الشد أو الضغط.

يبدأ تحديد ما إذا كانت معدات قياس القوة يمكن أن تساعد مهندس مراقبة الجودة أو الباحث على تلبية معيار ISO أو ASTM أو معيار تم تطويره داخليا بفحص شامل لمتطلبات المعيار. ضع في اعتبارك بعض المعلمات الأساسية النموذجية لإجراء الاختبار القياسي:

عند مقارنة هذه المعلمات بإمكانيات أداة قياس القوة ، قد يصبح من الواضح في العديد من التطبيقات أن النظام الذي يتكون من حامل اختبار ومقياس قوة ومقابض مناسبة وبرنامج جمع البيانات يمكن أن يفي بالتطبيق.

يمكن برمجة حامل الاختبار الآلي ليعمل بمعدل محدد من السرعة ويمكن تزويده بمقياس داخلي لقياس الإزاحة. يمكن لمقياس القوة عرض قيم الذروة والوقت الحقيقي بمستوى مقبول دوليا من الدقة ، وتتوفر بسهولة العديد من المقابض والتركيبات القياسية. في كثير من الحالات ، يتم تصنيع التركيبات المخصصة لتعكس مجموعة كبيرة ومتنوعة من أشكال وأحجام العينات.

يلتقط برنامج جمع البيانات قراءات الذروة أو قراءات القوة المستمرة للقوة مقابل الوقت أو القوة مقابل جدولة الإزاحة والرسم. تتوفر أدوات الحسابات الإحصائية والتصدير وإعداد التقارير بشكل شائع في حزم البرامج الأساسية. في التطبيقات الأبسط ، يمكن استخدام الطابعة لطباعة النتائج والإحصاءات الأساسية. يمكن التحكم في بعض حوامل الاختبار بواسطة برنامج الكمبيوتر للمساعدة في تقليل تأثير المشغل وزيادة إنتاجية الاختبار وتحسين جمع البيانات.

في تطبيقات نوع OEM ، يمكن أن يكون قياس القوة بديلا قابلا للتطبيق لأنظمة الحصول على البيانات التناظرية. يمكن أن يصبح مقياس القوة مكونا لا يتجزأ من خلال ربط نقطة ضبط المقياس ، والمدخلات / المخرجات الرقمية ، ومفتاح القدم ، والمدخلات / المخرجات التناظرية مع وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC). يتضمن أحد الأمثلة على ذلك قيام شركة تصنيع إلكترونيات بربط جزأين بمادة لاصقة. للإعداد الصحيح للمادة اللاصقة ، يلزم وجود قوة محددة لفترة زمنية محددة. تتم مراقبة المقياس من أجل إيقاف صحافة العميل عند الوصول إلى القوة. يتضمن تطبيق آخر دمج مقياس القوة في آلة اختبار سحب الخياطة ، لاستخدامها في منشأة إنتاج الأجهزة الطبية.

يمكن أيضا دمج أنظمة الاختبار القائمة على الحامل في أنظمة كاملة ، على سبيل المثال كمحطة اختبار في خط إنتاج تسخير الأسلاك. يمكن للاتصالات التسلسلية بين حامل الاختبار ومقياس القوة و PLC تشغيل الحامل تلقائيا وجمع البيانات وإيقاف خط الإنتاج إذا تم اكتشاف عينة غير مطابقة.

يمكن أن تكون المعايرة عملية بسيطة. عادة ما يكون الجزء الوحيد من نظام قياس القوة الذي يتطلب المعايرة هو مقياس القوة نفسه. عندما يحين موعد استحقاقها ، تتم إزالتها من منصة الاختبار ونقلها إلى المختبر ، حيث يتم استخدام الأوزان الميتة أو خلية الحمل الرئيسية للمعايرة إلى النطاق الكامل وعدة نقاط بينهما. لذلك ، ليس من الضروري أن يسافر فني المعايرة إلى محطة الاختبار لمعايرتها.

في جميع أنحاء هذه الأمثلة ، تم استخدام أدوات قياس القوة في الحالات التي قد يكون فيها ، في الماضي ، بديلا أكثر تكلفة هو الخيار الافتراضي. ومع ذلك ، على الرغم من التقدم التكنولوجي ، فإن اختبار المواد يتولى من حيث يتوقف قياس القوة. يكشف اختبار المواد عن ثروة من المعلومات العلمية حول الخواص الميكانيكية للمادة أو المكون أو التجميع ، وكان لا يقدر بثمن للصناعة والبحث والمؤسسات التعليمية. من خلال مزيج من البرامج المتطورة وقياس الانحرافات الصغيرة جدا ، اكتسب مختبرو المواد مكانهم في مختبرات مراقبة الجودة في جميع أنحاء العالم.

عادة ما تكون دقة قياس انحراف أنظمة قياس القوة ودقتها خشنة جدا بالنسبة للقياسات الموثوقة ، مما يعني أن تطبيقات مثل اختبار الشد للصلب واختبار ضغط غسالات الزنبرك الصلبة تصبح صعبة. في مثل هذه الحالات ، يعد اختبار المواد المزود بمقياس التمدد وبرامج التحليل أمرا ضروريا. يمكن لمثل هذه البرامج التقاط منحنى الإجهاد مقابل الإجهاد للمساعدة في توصيف المواد وتحديد الميزات المهمة تلقائيا مثل معامل يونغ وقوة الخضوع. بالنسبة للتطبيقات الأكثر تخصصا التي تتطلب حساب المعاملات الخاصة بالصناعة ، غالبا ما تكون برامج اختبار المواد قادرة على توفير مثل هذه النتائج.

مع التطور يأتي منحنى التعلم ، وهذا هو السبب في أن مختبري المواد تم استخدامه تقليديا من قبل محترفين مدربين في بيئة من نوع المختبر. لا يمكن لمعدات قياس القوة أن تحل محل جهاز اختبار المواد ، ولكن عادة ما يكون لها واجهة أبسط ، مما يعكس قدراتها الأكثر تركيزا. بالنسبة للعديد من الشركات ، هناك حاجة إلى تعايش معدات قياس القوة ومعدات اختبار المواد - ربما اختبار المواد لاختبار المواد الواردة ، ونظام قياس القوة لقياس المكون النهائي أو التجميع.

في بيئة التصنيع التنافسية اليوم ، أصبح من المهم تحليل تطبيقات الاختبار وقدرات الأجهزة المتاحة بعناية. يمكن أن يؤدي تثقيف نفسك حول قدرات وقيود معدات قياس القوة إلى توجيه قرارات الشراء بشكل أفضل. يمكن أن يترجم تحسين مثل هذه القرارات إلى انخفاض تكاليف المعدات والصيانة ، وتقليل وقت تدريب المشغل ، وإنتاجية أسرع.

• ضع في اعتبارك أن نتيجة قياس مراقبة الجودة لا يمكن أن تكون جيدة إلا مثل المعدات المستخدمة في تنفيذها.

• يبدأ تحديد ما إذا كانت معدات قياس القوة يمكن أن تساعد في تلبية معيار ISO أو ASTM أو معيار مطور داخليا بفحص شامل لمتطلبات المعيار.

• بالنسبة للعديد من الشركات ، هناك حاجة لمعدات قياس القوة واختبار المواد