La cellule de pesée à six axes d’Interface mesure les forces simultanément sur trois axes mutuellement perpendiculaires et trois couples simultanés autour de ce même axe. Six ponts complets fournissent une sortie mV / V sur six canaux indépendants. Lorsqu'il est utilisé avec l'acquisition / amplificateur de données à huit canaux de l'entreprise (modèle BX8) avec interface PC USB, il simplifie l'analyse des données.

Tendances 2020 des capteurs de mesure de force

Jusqu’à il y a environ 10 ans, l’industrie des essais et mesures de force était assez peu imaginative. Il avait développé une manière standard de construire des cellules de charge analogiques, des transducteurs de couple et d’autres appareils, et cela a fonctionné pendant de nombreuses années. Cependant, alors que la plupart du reste du monde technologique évoluait et que les mégadonnées changeaient la façon de travailler des ingénieurs et des fabricants, cette technologie analogique de mesure de force séculaire s’est démarquée sans aucun moyen d’améliorer la collecte de données ou de la rendre plus efficace.

La révolution numérique a poussé les fabricants de cellules de pesage à regarder autour d’eux et à réfléchir à la façon dont les clients développent leurs produits et au fonctionnement des usines et des lignes de production. Voici quelques-unes des tendances que les entreprises de mesure de force doivent suivre ou risquent de disparaître.

Capteurs multiaxes

L’avènement des capteurs multi-axes est né de la demande de plus de données. Les mégadonnées et les nombreux avantages des données et des informations de qualité ont permis aux fabricants d’équipements d’origine de réaliser que la collecte de plus d’informations pendant les phases de conception et de test du développement peut conduire à des produits de meilleure qualité fabriqués plus efficacement et à moindre coût.

Les capteurs multiaxes mesurent plusieurs forces et moments simultanément avec un seul capteur de cellule de charge. Ils sont équipés de plusieurs ponts qui mesurent avec précision la force appliquée dans une direction avec une diaphonie minimale à partir d’une poignée d’autres axes. Ils sont disponibles sous forme d’appareils à trois ou six axes et de capteurs de force à torsion axiale. Ces appareils mesurent les forces simultanément sur trois axes mutuellement perpendiculaires, les capteurs de force à six axes mesurant également le couple autour de ces axes. En outre, de nombreux fabricants de mesure de force proposent plusieurs systèmes d’acquisition de données et d’amplificateurs, qui rendent la représentation graphique, la journalisation et l’affichage des données assez faciles pour quiconque, expérimenté ou non.

La cellule de pesée à six axes d’Interface mesure les forces simultanément sur trois axes mutuellement perpendiculaires et trois couples simultanés autour de ce même axe. Six ponts complets fournissent une sortie mV / V sur six canaux indépendants. Lorsqu’il est utilisé avec l’acquisition / amplificateur de données à huit canaux de l’entreprise (modèle BX8) avec interface PC USB, il simplifie l’analyse des données.

L’un des avantages les plus importants des capteurs multi-axes est qu’ils peuvent améliorer les conceptions et réduire les coûts tout en attirant l’attention sur des défauts jusque-là inaperçus dans le développement de produits. Par exemple, dans le passé, les conceptions de chaises étaient prototypées et testées afin que les fabricants puissent répondre aux normes spécifiques de résistance et de sécurité des meubles. La plupart de ces tests comprenaient des tests de résistance pour une utilisation continue; il mesurerait des cycles d’humains de différents poids assis à plusieurs reprises puis debout pendant des heures.

Les capteurs de cellule de charge plus anciens mesurent la force dans le temps dans une direction, mais cela ne raconterait pas toute l’histoire. En fait, si un cycle de test a échoué alors que tout était normal, cela peut être dû à une charge sur un axe qui n’a pas été surveillée, comme une force de flexion. Avec des capteurs multi-axes, les laboratoires et les ingénieurs peuvent prendre en compte et mesurer des charges non identifiées auparavant.

Avec des capteurs de charge multiaxes, les installations de test et les fabricants de meubles voient plus de données de qualité supérieure que jamais auparavant. Cela permet d’accélérer les processus de conception et de test et d’identifier rapidement les défauts de construction. Il aide également à éliminer les problèmes de conception excessive. Avec les capteurs multiaxes, les OEM peuvent fabriquer des chaises plus légères et plus résistantes avec moins de matériau car ils disposent de plus de données sur la construction globale et les forces appliquées à la chaise. L’élimination des matériaux inutiles réduit les coûts et accélère encore le développement.

Les cellules de pesage multiaxes conviennent bien à plusieurs industries, notamment l’aérospatiale, la robotique, l’automobile et les soins de santé (orthopédie et biomécanique). Par exemple, les capteurs multi-axes peuvent être utiles lors du raffinement des conceptions prothétiques. Automobile les ingénieurs les utilisent dans des souffleries et les militaires les utilisent pour déterminer le centre de gravité d’un avion.

La cellule de charge sans fil à liaison de tension WTSTL en acier inoxydable à partir de l'interface peut transmettre sans fil jusqu'à 600 mètres (ligne de visée claire) à un écran portable ou à une station de base USB. Il est disponible dans des capacités allant de 11K lbf à 220K lbf (5 à 100 tonnes métriques).La cellule de charge sans fil à liaison de tension WTSTL en acier inoxydable à partir de l’interface peut transmettre sans fil jusqu’à 600 mètres (ligne de visée claire) à un écran portable ou à une station de base USB. Il est disponible dans des capacités allant de 11K lbf à 220K lbf (5 à 100 tonnes métriques).

Numérisation

La numérisation des capteurs de force est une autre tendance qui a changé la façon dont les OEM collectent et mesurent les données. Beaucoup ont fortement investi dans une électronique numérique plus avancée pour produire efficacement plus de données (numériques).

Cela a été accompli en incluant des capteurs numériques dans les cellules de charge et les transducteurs de couple. Avec ces nouveaux capteurs, les connexions entre les capteurs de force, les capteurs de couple et les récepteurs peuvent toutes être effectuées numériquement. Cela élimine la plupart du câblage lors de l’utilisation de nombreuses cellules de charge.

Par exemple, mesurer la force et les charges sur un avion prenait autrefois des centaines de cellules de charge installées le long du fuselage. Aujourd’hui, chaque cellule de pesée n’a pas besoin d’un fil dédié transportant ses signaux vers le récepteur. Au lieu de cela, les cellules de charge ne sont pas attachées à un seul câble qui transportait les données vers le récepteur, ce qui économise du temps et de l’argent.

Une autre innovation majeure soutenue par la mesure de force numérisée est l’IoT (ou Industrie 4.0). L’objectif de ces programmes est de créer des réseaux sur lesquels équipements, machines et ordinateurs partagent des données et des informations pour prendre des décisions autonomes. L’IoT / Industrie 4.0 est sans doute la tendance dominante dans la mesure de la force, sans parler de l’ensemble de l’industrie manufacturière et de l’ingénierie.

L’exploitation des données volumineuses (numériques) permettra aux organisations de surveiller à distance les actifs et, grâce à l’Industrie 4.0 et l’IoT, d’ouvrir la porte à une analyse holistique de la chaîne de valeur, selon le cabinet de conseil BearingPoint. Les OEM amélioreront la production et réduiront les temps d’arrêt. L’IoT rend l’automatisation plus facile et plus importante avec des machines prenant des décisions en une fraction de seconde sur la base de données en temps réel. L’industrie 4.0 nous fournit non seulement des usines intelligentes, mais collecte également des données pour faciliter la prise de décision en matière de gestion et d’ingénierie.

Avec la mesure de force connectée au réseau, les OEM auront plus de contrôle sur les tests et le développement de produits. L’équipement sera doté de cellules de charge et de transducteurs de couple pour suivre les performances et la fiabilité, ce qui permettra aux OEM de prédire plus précisément quand les machines ont besoin d’entretien. Et si quelque chose ne va pas sur la chaîne de montage, les données collectées sur la machine révèlent où la panne s’est produite. Tout cela signifie que la production devient plus efficace avec beaucoup moins de temps d’arrêt, ce qui fait gagner du temps aux ingénieurs et de l’argent aux fabricants.

La cellule de pesée sans fil 50k série 1200WTS disponible à partir de l'interface envoie des données jusqu'à 600 mètres et peut gérer des charges de 300 à 100K lbf (1,5kN à 450kN). Il fonctionne pendant 300 heures sur deux piles AAA.La cellule de pesée sans fil 50k série 1200WTS disponible à partir de l’interface envoie des données jusqu’à 600 mètres et peut gérer des charges de 300 à 100K lbf (1,5kN à 450kN). Il fonctionne pendant 300 heures sur deux piles AAA.

Sans fil

La collecte de données sans fil est de plus en plus utilisée pour les mesures de force. Par exemple, l’industrie aérospatiale utilise des capteurs de cellules de charge compatibles Wi-Fi pour mesurer les forces de levage qui maintiennent un avion au niveau pendant l’entretien. Dans ces situations, plus de 20 vérins maintiennent l’avion en position. Il est difficile d’avoir des kilomètres de fils reliant les cellules de charge sur chaque prise aux appareils de collecte de données et aux ordinateurs. Tous ces appareils sont plus exposés à risques de défaillance et de dommages pendant les tests lorsque des fils sont impliqués.

Pour résoudre ces défis, les fournisseurs de mesure de force proposent des capteurs de force et des capteurs de couple connectés Bluetooth et Wi-Fi. Ces capteurs réduisent la dépendance aux fils et facilitent la connexion des données et des résultats à plusieurs machines via un réseau IoT.

Un autre avantage des technologies sans fil est qu’elles offrent aux ingénieurs de test plus de flexibilité dans la façon dont ils effectuent les tests de force et de couple. Avec les capteurs sans fil, les tests peuvent être effectués pratiquement de n’importe où sur le terrain et les données peuvent être visualisées en temps réel sur un appareil mobile. Les données peuvent également être facilement retransmises à un laboratoire ou à une installation de production pour un examen plus approfondi.

Le Wi-Fi et le Bluetooth peuvent créer des réseaux connectés et réduire le besoin de câbles, tout en rendant les environnements de test et de mesure plus flexibles. Les installations de fabrication et de distribution peuvent se développer sans être gênées, car les gestionnaires des installations n’ont pas besoin de connecter tous les équipements avec des fils lors de l’ajout d’espace de l’usine. La communication sans fil est essentielle pour l’industrie 4.0.

Miniaturisation

La tendance à faire des composants de plus en plus petits est omniprésente depuis plusieurs années dans toutes les industries. Vous le voyez dans les téléphones portables, les automobiles et même les avions. Les consommateurs veulent plus de technologie et de capacités dans un appareil de même taille ou plus petit. Chaque équipementier OEM essaie de réduire la taille, le poids et la puissance (SWaP) d’une manière ou d’une autre.

En mesure de force, la réduction de SWaP, l’ajout de capacités et l’expansion de la collecte de données sont tous aidés par des capteurs plus petits. Les OEM veulent en fin de compte simplifier les tests en utilisant moins d’appareils connectés aux bancs d’essai ou aux produits et beaucoup moins de câblage. Ils souhaitent également que le moins d’appareils possible collectent les mêmes données pour réduire les coûts et rationaliser les tests.

Un nombre important d’OEM veulent des capteurs de force encore plus petits qu’ils peuvent installer en permanence dans les produits qu’ils vendent. Cela leur permettrait de collecter des données de force et de couple sur les produits passant par une utilisation réelle. Dans le même temps, les fabricants installent des capteurs sur leurs produits pour déterminer la durabilité et planifier la maintenance. Les capteurs sans fil plus petits sont plus faciles et moins coûteux à installer. Alors que de plus en plus de réseaux industriels sont créés pour partager des données de meilleure qualité, de plus en plus de capteurs seront ajoutés à ces machines.

L’innovation dans les capteurs de force pour répondre aux besoins d’une industrie de l’ingénierie et de la fabrication en évolution est inévitable. Les capteurs multiaxes, la numérisation, les connexions sans fil et la miniaturisation sont les technologies sur lesquelles nous nous concentrons maintenant et dans un avenir proche. Les OEM qui ont besoin de produits et de services de mesure de force ont besoin de fournisseurs expérimentés et compétents pour suivre les changements.

Keith Skidmore est directeur régional des ventes chez Interface.

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