تتعاون شركتان ألمانيتان بنجاح في مجال تكنولوجيا القياس منذ سنوات عديدة من أجل التمكن من اختبار تكنولوجيا التخميد الصناعي بدقة في مجال المعلمات الديناميكية للمشاريع الخاصة بالعملاء. ويقدمان هنا رؤى حول تعاونهما.

في العديد من عمليات الإنتاج المؤتمتة، يتم استخدام ممتصات الصدمات الصغيرة والصناعية كمكونات هيدروليكية فعالة وغير حالية للتباطؤ أو الكبح الدقيق لقوى الكتلة من أجل زيادة الإنتاجية والسلامة. توفر شركة ACE Stoßdämpfer GmbH مجموعة واسعة من عناصر الماكينات هذه في شكل أنواع ذاتية الضبط وقابلة للتعديل لمجموعة متنوعة من التطبيقات، مما يتيح للمصممين تغطية نطاقات القوة الأكثر شيوعًا بمكونات الشركة القياسية.

تلعب المستشعرات وعمليات المحاكاة دورًا عندما يرغب المهندسون في تحديد خصائص التخميد الفعلية لأنواع ممتصات الصدمات ACE المعنية بدقة لتطبيقاتهم المحددة مسبقًا للتطبيقات الحساسة بشكل خاص. وينطبق هذا في حالات خاصة في مجالات الأتمتة والمناولة وكذلك لتباطؤ قوى الكتلة العالية بشكل غير عادي على أدوات الماكينات أو الطاولات الدوارة. إذا كانت منحنيات التخميد المحددة من قبل الشركة المصنعة غير كافية للتطبيق ولفريق مشروع العميل، فإن مهندسي ACE الاستشاريين يستخدمون مرافق الاختبار الداخلية للتحقق من المحاكاة النظرية من التصميمات مع المكونات القياسية في الممارسة العملية والتحقق من صحتها.

تقنية التخميد المختبرة على أجهزة اختبار السقوط ومنضدة الاختبار

يتم استخدام اثنين من أجهزة اختبار السقوط في لانغنفيلد، المقر الرئيسي لشركة ACE Stoßdämpfer GmbH الألمانية، وهي عضو في مجموعة Stabilus. يغطي الأول قوى الكتلة من 130 كجم إلى 500 كجم مع أقصى ارتفاع للسقوط يبلغ 1500 مم. وتؤدي اختبارات السقوط التي يتم إجراؤها وفقًا لقوانين الجاذبية إلى سرعات قصوى للصدمات تبلغ 4.8 م/ث (v = √2*g*h) وطاقات حركية تبلغ حوالي 6000 نيوتن متر (m*g*h). أما جهاز اختبار السقوط الثاني فهو مناسب للكتل من 3 كجم إلى 350 كجم مع أقصى ارتفاع للسقوط يصل إلى 1500 مم، حيث يتم قياس سرعات تصادم تصل إلى 5.5 م/ث تقريبًا وطاقات تصل إلى 5150 نيوتن متر تقريبًا. بالإضافة إلى خيارات اختبار الجاذبية هذه لامتصاص الصدمات في نهاية حركة المحاور الخطية العمودية، يتيح حامل الاختبار الخاص أيضًا إجراء اختبارات خطية أفقية. يعمل المحرك على تسريع الكتل من 20 كجم إلى 100 كجم إلى سرعات تصل إلى 3.5 م/ث تقريبًا.

في مثال عملي يتم فيه تثبيت محاور عالية الدقة وخالية من الاحتكاك في نظام مناولة يتم تأمينه في المواضع النهائية في ثلاثة محاور (X، Y، القطب المركزي) بواسطة ممتصات صدمات صغيرة، يقوم المهندسون في ACE أولاً باختيار أنواع المخمدات المناسبة للمحور المعني من النطاق القياسي. ونظراً لأن المحاور شديدة الحساسية قد يتم تحميلها بقوى قصوى محددة فقط في حالة حدوث تصادم، تقوم ACE بتنفيذ تصميمات نظرية محددة لكل من ممتصات الصدمات الصغيرة المختارة باستخدام برنامج محاكاة في الخطوة الثانية. تتم محاكاة كل نمط ثقب على حدة، أي عدد وحجم فتحات الخانق داخل المخمّد، على الكمبيوتر من أجل تحسين تطور القوة، أي منحنى القوة-الإزاحة. يمكن للمهندسين بعد ذلك التحقق من صحة عمليات المحاكاة النظرية من خلال أخذ القياسات على المحور الخطي باستخدام عينات اختبار معدة بشكل مناسب في الاختبارات الخطية على منضدة الاختبار. في تطبيق الاختبار هذا، يمكن تعديل الكتلة المتحركة إلى بضعة غرامات ويمكن مطابقة سرعة الصدم تقريبًا مع تفاوت 0.02 م/ث لكل حالة محددة. إذا اجتازت عينات الاختبار الاختبارات، يتم استخدام نتائج القياس لإنتاج السلسلة الصغيرة المطلوبة.

تتحقق تقنية القياس من صحة نتائج المحاكاة والاختبار

سواءً تم اختبار مكونات ACE في المحاور الخطية الرأسية أو الأفقية، تستخدم الشركة نظام قياس الإزاحة بالليزر لتحديد حركة التخميد ومستشعرات القوة لتحديد قوة الدعم الفعلية لجميع مناضد الاختبار. تتعاون الشركة مع شركة Burat & Klein Datentechnik GmbH، ومقرها في ميكينبيرن في منطقة بحيرة كونستانس، منذ عام 2004. بينما يتم توصيل أجهزة الاستشعار المختلفة ومحولات الإزاحة المختلفة بنظام قياس يسمى MultiMessBOX، والذي يتم تكييفه بدقة مع نقطة الاختبار المعنية، ويمكن تقييم البيانات المحددة في كل عملية اختبار باستخدام برنامج MessMax® المبرمج بواسطة شركة Burat & Klein. كما هو موضح في نموذج الحالة، يتيح برنامج MessMax® إمكانية تركيب المنحنى الذي تم قياسه أثناء الاختبار الحقيقي مع المنحنى النظري المحدد على الكمبيوتر وبالتالي التحقق من صحة النظرية عمليًا. يورج كوكمان، مهندس من قسم البحث والتطوير في شركة ACE، يعلق على ذلك: "في التطبيق المذكور، تمكنت شركة Burat & Klein من تزويدنا ببرنامج تقييم خاص يمكننا من خلاله مقارنة ثلاثة معلمات وتصدير النتائج تلقائيًا إلى برنامج Excel حسب الحاجة. في هذه الحالة، يتم تقييم وفحص قوة الدعم القصوى ومسافة التخميد القصوى وكذلك الطاقة، أي المساحة تحت منحنى القوة-الإزاحة، والتحقق منها."

على مدى السنوات القليلة الماضية، اكتسبت شركة ACE خبرة واسعة في هذا المجال من تكنولوجيا القياس وتقييم النتائج التي تم الحصول عليها بفضل العدد المتزايد من عمليات التحقق التي يطلبها العملاء. ومن اللافت للنظر أن عمليات المحاكاة لا تُظهر سوى انحرافات مئوية صغيرة جدًا مقارنةً بنتائج القياس الفعلية في الممارسة العملية. وبالتالي فإن عمليات المحاكاة التي تجريها شركة ACE دقيقة للغاية بفضل تقنية القياس التي تستخدمها شركة بورات وكلاين.