WARTO WIEDZIEĆ

Badania do 5kN – od ręcznych stanowisk testowych do automatyzacji

Jednokolumnowe testery siły występują w wielu różnych konfiguracjach. Wynika to z faktu, że wymagania użytkowników mogą być bardzo odmienne. Dla jednych zastosowań najważniejsza będzie prostota i niska cena urządzenia, dla innych – pełna automatyzacja, możliwość programowania przebiegu badania oraz szczegółowa analiza wyników.

Nie każdy proces wymaga takiego samego poziomu zaawansowania. W przypadku prostych kontroli jakości często wystarczy ręczne stanowisko wyposażone w podstawowy miernik siły. W bardziej wymagających zastosowaniach, gdzie konieczna jest powtarzalność parametrów, kontrolowana prędkość ruchu lub automatyczne zapisywanie danych, stosuje się urządzenia elektromechaniczne albo w pełni zautomatyzowane systemy badawcze.

Ta różnorodność konstrukcji sprawia, że jednokolumnowe testery siły mogą być dopasowane zarówno do potrzeb małych laboratoriów, jak i dużych przedsiębiorstw produkcyjnych. Użytkownik nie musi inwestować w najbardziej zaawansowane rozwiązanie, jeśli jego proces tego nie wymaga, ale jednocześnie ma możliwość wyboru urządzenia oferującego szerokie możliwości automatyzacji.

W praktyce można wyróżnić trzy podstawowe grupy jednokolumnowych testerów siły:

• ręczne stanowiska testowe z miernikiem siły,

• elektromechaniczne stanowiska testowe z miernikiem siły,

• automatyczne zmotoryzowane testery siły wykorzystujące cele obciążeniowe.

Każde z tych rozwiązań ma swoje zalety i znajduje zastosowanie w określonych warunkach pracy.

Ręczne stanowiska testowe – prostota, niezawodność i ekonomia

Najprostszym typem jednokolumnowego systemu badawczego jest ręczne stanowisko testowe wyposażone w miernik siły.

To rozwiązanie jest szczególnie popularne w zastosowaniach, w których nie jest wymagana dokładnie kontrolowana prędkość przemieszczania elementu wykonawczego. Operator sam steruje ruchem urządzenia, wykorzystując dźwignię lub ręczne pokrętło.

Miernik siły może być zamontowany na stałym lub regulowanym ramieniu testera, w zależności od wymagań konkretnego zastosowania. Regulacja położenia pozwala dostosować stanowisko do różnych rozmiarów próbek oraz rodzajów wykonywanych badań.

Największą zaletą takich urządzeń jest ich prostota. Brak rozbudowanych układów sterowania oznacza mniejszą liczbę elementów wymagających obsługi lub konserwacji. Dzięki temu ręczne stanowiska są rozwiązaniem trwałym, intuicyjnym i stosunkowo niedrogim.

Znajdują zastosowanie między innymi w:

• kontroli wejściowej materiałów,

• prostych testach wytrzymałościowych,

• badaniach porównawczych,

• kontroli jakości małych serii produkcyjnych.

Mimo swojej prostoty mogą być wyposażone w dodatkowe systemy pomiarowe. Wielu producentów oferuje możliwość montażu układów pomiaru przemieszczenia lub pozycji, dzięki czemu użytkownik otrzymuje nie tylko informację o wartości siły, ale również o zachowaniu próbki podczas całego procesu badania.

Elektromechaniczne stanowiska testowe – krok w stronę większej kontroli

Kolejnym etapem rozwoju technologicznego są elektromechaniczne stanowiska testowe. W tym przypadku ręczny napęd zostaje zastąpiony przez układ silnikowy, który umożliwia bardziej precyzyjne sterowanie ruchem.

Najważniejszą zaletą takiego rozwiązania jest możliwość regulacji prędkości wykonywania testu. Jest to szczególnie istotne w badaniach, w których wynik zależy nie tylko od wartości przyłożonej siły, ale również od szybkości jej narastania.

W elektromechanicznych testerach miernik siły jest zazwyczaj zamocowany na ramieniu napędzanym silnikiem. Operator może ustawić parametry pracy urządzenia tak, aby badanie przebiegało w sposób powtarzalny i zgodny z określoną procedurą.

Bardzo ważnym elementem tych systemów są regulowane mechaniczne wyłączniki krańcowe. Pozwalają one określić maksymalny zakres ruchu urządzenia, zabezpieczając zarówno tester, jak i badaną próbkę przed przypadkowym przekroczeniem dopuszczalnego zakresu.

Funkcja ta ma szczególne znaczenie podczas pracy z różnego rodzaju uchwytami i mocowaniami. Nieprawidłowo ustawiony zakres ruchu mógłby doprowadzić do kolizji elementów konstrukcyjnych, uszkodzenia próbki lub nawet uszkodzenia samego urządzenia.

Dodatkowym udogodnieniem jest możliwość współpracy z cyfrowym miernikiem siły. W takim układzie użytkownik może zaprogramować określoną wartość obciążenia, po której osiągnięciu tester automatycznie zatrzyma ruch.

Takie rozwiązanie zwiększa bezpieczeństwo pracy i pozwala wykonywać powtarzalne badania nawet przez mniej doświadczonych operatorów.

Automatyczne zmotoryzowane testery siły – inteligentne systemy badawcze

Najbardziej zaawansowaną grupę urządzeń stanowią automatyczne zmotoryzowane testery siły. Są to systemy, które łączą precyzyjny napęd, elektronikę pomiarową oraz oprogramowanie sterujące w jednym zintegrowanym rozwiązaniu.

W przeciwieństwie do klasycznych mierników siły wykorzystują one najczęściej cele obciążeniowe wyposażone w elektronikę pomiarową. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie bardzo dokładnych danych oraz ich automatyczne przetwarzanie.

Elektronika sterująca może być zamontowana na urządzeniu w różnych formach – jako zewnętrzny panel, tablet lub konsola sterująca, albo jako zintegrowany element obudowy testera.

Jedną z najważniejszych funkcji takich systemów jest możliwość programowania całych procedur badawczych. Operator może określić między innymi:

• sposób wykonania testu,

• prędkość ruchu,

• wartości graniczne,

• moment zakończenia badania,

• sposób zapisu danych.

Programy testowe mogą być przechowywane w pamięci urządzenia i zabezpieczone hasłem. Jest to szczególnie ważne w środowiskach produkcyjnych, gdzie konieczne jest zapewnienie powtarzalności procedur oraz ograniczenie możliwości przypadkowej zmiany ustawień.

Nowoczesne automatyczne testery wyposażone są również w interfejsy komunikacyjne, takie jak USB oraz wyjścia szeregowe. Pozwala to integrować je z systemami komputerowymi wykorzystywanymi w przedsiębiorstwach.

Wbudowany komputer może zapisywać wyniki badań, analizować dane oraz tworzyć wykresy przedstawiające przebieg pomiaru. Następnie informacje te mogą zostać eksportowane do zewnętrznych systemów akwizycji danych lub firmowych baz kontroli jakości.

Dzięki temu tester siły staje się nie tylko urządzeniem pomiarowym, ale również elementem cyfrowego systemu zarządzania jakością.