إعادة النظر في قياس القوة لاختبار التعب وما بعده

لا ينبغي أبدًا اتخاذ قرار شراء قطعة من معدات القياس باستخفاف. سواء كان شراء مؤشر هبوط أو آلة قياس إحداثيات بملايين الدولارات تتطلب عدة توقيعات للموافقة، فإن نتيجة قياس مراقبة الجودة يمكن أن تكون جيدة فقط مثل المعدات المستخدمة في تنفيذها. يجب مقاومة البحث بشكل انعكاسي عن أقل سعر أو رقم طراز مألوف حتى يتم إجراء تقييم شامل لتحدي اختبار الجودة والحلول المتاحة. هذا يمكن’يكون الأمر أكثر صحة من شراء معدات لقياس مقدار القوة المطلوبة للكسر أو التمزيق أو التشغيل أو تحقيق هدف مراقبة الجودة فيما يتعلق بالخصائص الميكانيكية لمادة أو جزء منها.

يشير قياس القوة إلى قياس قوة الضغط أو الشد. ترتبط الصناعة ارتباطًا وثيقًا بالوزن واختبار المواد، ولكن لا ينبغي الخلط بينها، فهي مليئة بتطبيقات قياس القوة. تتضمن الأمثلة النموذجية تحديد قوة ختم التغليف، وإزالة أطراف الأسلاك، وتنشيط المفتاح، وقوى الزنبرك. التجسيد الأكثر شيوعًا لقياس القوة—مقياس القوة في كل مكان—تعود أصولها إلى عقود عديدة مضت. بعد أن تطور من ميزان زنبركي بسيط، يمكن أن يكون مقياس القوة المحمول اليوم دقيقًا ومتقدمًا مثل آلة اختبار الشد بحجم الخزانة منذ سنوات مضت 

يتم ربط مقاييس القوة اليوم بمواقف الاختبار التي نمت أيضًا من حيث التطور. عادة، يقوم رأس متقاطع مثبت بمسمار بتحريك مقياس القوة لأعلى ولأسفل لإنتاج قوة، ثم ينعكس عند اكتمال الاختبار. موقف اختبار’يمكن لوحدة التحكم في الكمبيوتر تنظيم معدل السرعة، وإيقاف المحرك عند حدوث حمل محدد، أو مسافة، أو استراحة عينة، ودورة التقاطع، وقبول الأوامر من جهاز الكمبيوتر. وكما أن الابتكار في مجال الحوسبة الشخصية قد تطور بسرعة، كذلك الحال بالنسبة لقدرة أنظمة قياس القوة على تقديم إجابات مفيدة وفعالة من حيث التكلفة لأسئلة مراقبة الجودة. لقد قلبت هذه الإجابات المفاهيم السائدة سابقًا حول الشكل الذي يجب أن يبدو عليه جهاز اختبار الشد أو الضغط.

إن تحديد ما إذا كانت معدات قياس القوة يمكن أن تساعد مهندس مراقبة الجودة أو الباحث على تلبية معايير ISO أو ASTM أو المعايير المطورة داخليًا يبدأ بفحص شامل لمتطلبات المعيار. ضع في اعتبارك بعض المعلمات الأساسية النموذجية لإجراءات الاختبار القياسية:

عند مقارنة هذه المعلمات بقدرات أداة قياس القوة، قد يصبح من الواضح في العديد من التطبيقات أن النظام الذي يتكون من منصة اختبار، ومقياس قوة، ومقابض مناسبة، وبرنامج جمع البيانات يمكن أن يلبي الطلب 

يمكن برمجة منصة الاختبار الآلية لتعمل بمعدل سرعة محدد ويمكن تزويدها بمقياس داخلي لقياس الإزاحة. يمكن لمقياس القوة عرض قيم الذروة والوقت الحقيقي بمستوى دقة مقبول دوليًا، وتتوفر العديد من المقابض والتركيبات القياسية بسهولة. في كثير من الحالات، يتم تصنيع التركيبات المخصصة لتعكس التنوع الكبير في أشكال وأحجام العينات.

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

في تطبيقات نوع OEM، يمكن أن يكون قياس القوة بديلاً قابلاً للتطبيق لأنظمة الحصول على البيانات التناظرية. يمكن أن يصبح مقياس القوة جزءًا لا يتجزأ من خلال ربط المقياس’نقطة الضبط، المدخلات/المخرجات الرقمية، ومفتاح القدم، والتناظرية مع وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC). يتضمن أحد الأمثلة قيام شركة مصنعة للإلكترونيات بربط جزأين بمادة لاصقة. من أجل الإعداد الصحيح للمادة اللاصقة، يلزم استخدام قوة محددة لفترة زمنية محددة. تتم مراقبة المقياس من أجل إيقاف العميل’اضغط عند الوصول إلى القوة. يتضمن التطبيق الآخر دمج مقياس القوة في آلة اختبار سحب الغرز، لاستخدامه في منشأة إنتاج الأجهزة الطبية 

يمكن أيضًا دمج الأنظمة القائمة على منصة الاختبار في أنظمة كاملة، على سبيل المثال كمحطة اختبار في خط إنتاج مجموعة الأسلاك. يمكن للاتصالات التسلسلية بين منصة الاختبار، ومقياس القوة، وPLC تشغيل الحامل تلقائيًا، وجمع البيانات، وإيقاف خط الإنتاج في حالة اكتشاف عينة غير مطابقة 

يمكن أن تكون المعايرة عملية بسيطة. عادةً ما يكون الجزء الوحيد من نظام قياس القوة الذي يتطلب المعايرة هو مقياس القوة نفسه. وعندما يحين موعدها، تتم إزالتها من منصة الاختبار ونقلها إلى المختبر، حيث يتم استخدام الأوزان الساكنة أو خلية التحميل الرئيسية للمعايرة على نطاق كامل وعدة نقاط بينهما. ولذلك، ليس من الضروري أن يسافر فني المعايرة إلى محطة الاختبار لمعايرتها 

خلال هذه الأمثلة، تم استخدام أدوات قياس القوة في الحالات التي كان فيها البديل الأكثر تكلفة في الماضي هو الاختيار الافتراضي. ومع ذلك، على الرغم من التقدم التكنولوجي، فإن اختبار المواد يتولى المهمة 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 بالنسبة للمؤسسات الصناعية والبحثية والتعليمية. من خلال مجموعة من البرامج المتطورة وقياس الانحرافات الصغيرة جدًا، اكتسب مختبرو المواد مكانتهم في مختبرات مراقبة الجودة في جميع أنحاء العالم 

أنظمة قياس القوة’ عادةً ما تكون دقة قياس الانحراف ودقة القياس خشنة للغاية بالنسبة للقياسات الموثوقة، مما يعني أن التطبيقات مثل اختبار الشد للصلب واختبار الضغط للغسالات الزنبركية الصلبة تصبح صعبة. في مثل هذه الحالات، يعد جهاز اختبار المواد المزود بمقياس التمدد وبرنامج التحليل أمرًا ضروريًا. يمكن لمثل هذه البرامج التقاط الضغط مقابل الإجهاد. منحنى الضغط للمساعدة في توصيف المواد وتحديد الميزات المهمة تلقائيًا مثل Young’معامل وقوة الخضوع. بالنسبة للتطبيقات الأكثر تخصصًا التي تتطلب حساب المعاملات الخاصة بالصناعة، غالبًا ما تكون برامج اختبار المواد قادرة على تقديم مثل هذه النتائج 

مع التطور يأتي منحنى التعلم، ولهذا السبب تم استخدام أجهزة اختبار المواد بشكل تقليدي من قبل متخصصين مدربين في بيئة تشبه المختبر. لا يمكن لمعدات قياس القوة أن تحل محل جهاز اختبار المواد، ولكنها عادةً ما تحتوي على واجهة أبسط، مما يعكس قدراتها الأكثر تركيزًا. بالنسبة للعديد من الشركات، هناك حاجة إلى وجود أجهزة قياس القوة ومعدات اختبار المواد معًا—ربما جهاز اختبار المواد لاختبار المواد الخام الواردة، ونظام قياس القوة لقياس المكون أو التجميع النهائي.

في اليوم’في بيئة التصنيع التنافسية، أصبح من المهم جدًا إجراء تحليل دقيق لتطبيقات الاختبار وقدرات الأجهزة المتاحة. إن تثقيف الشخص حول قدرات وقيود معدات قياس القوة يمكن أن يؤدي إلى توجيه قرارات الشراء بشكل أفضل. يمكن أن يؤدي تحسين مثل هذه القرارات إلى انخفاض تكاليف المعدات والصيانة، وتقليل وقت تدريب المشغلين، وزيادة الإنتاجية.

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

• تحديد ما إذا كانت معدات قياس القوة يمكن أن تساعد في استيفاء معايير ISO أو ASTM أو المعايير التي تم تطويرها داخليًا يبدأ بإجراء فحص شامل للمعيار’متطلبات 

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