MSR165微型沖擊記錄儀協(xié)助機床、工件、生產(chǎn)優(yōu)化

　　作者：Daniel Klein / Gabriela Zumkehr，Saarland大學 / MSR Electronics

　　譯者：張子揚，廣州虹科電子科技有限公司

　　案例學習：費森尤斯醫(yī)療公司(Fresenius)用瑞士MSR165沖擊記錄儀改進工件載體設計

　　作為一款只有拇指般大小的微型設備，MSR165數(shù)據(jù)記錄儀廣泛應用在與物理、電氣測量技術有關的諸多領域內(nèi)，并能夠記錄如三軸加速度、氣壓、濕度、溫度、光照強度以及多種電信號。下面將介紹MSR165振動記錄儀在工業(yè)上的應用案例，證明這種微型數(shù)據(jù)采集與記錄設備強大的功能與實用性。

　　費森尤斯醫(yī)療公司(Fresenius)所研制的腹膜透析系統(tǒng)，可以以極其溫和的方式來為患者做血液凈化。按照相關法規(guī)，這些高度復雜的電子醫(yī)療設備需要的特殊塑料導管必須在潔凈室內(nèi)進行研制和安裝。在進行安裝工作地生產(chǎn)設備上，這些在工件載體上運輸?shù)膶Ч苁怯蒔ET材料制造的。然而，由于機械應力的長期存在，在工件載體運輸過程中磨損跡象出現(xiàn)，因此，有必要提出開展一個全新、更耐用的設計決議。

　　對動態(tài)機械應力的精確記錄

　　堅固并可靠：MSR165數(shù)據(jù)記錄儀在數(shù)控車床的刀具轉盤上測量振動數(shù)據(jù)。最初，新樣式的工具載體的研發(fā)是在一系列廣泛測量之后由Daniel Klein在他的學士論文中提出的，Daniel Klein是Saarland大學高分子材料分部的一名學生。最初是將工廠車間數(shù)據(jù)和載荷測量作為對現(xiàn)有解決方案進行分析和評估的基礎，通過有限元法(FEM)將這些數(shù)據(jù)進行評估并轉換成為拉伸應力。當前工件載體在適用性方面所提供的信息，也為開發(fā)一種更為優(yōu)秀的解決方案提供了基礎數(shù)據(jù)。在這種情況下對動態(tài)機械應力的測量，哪種工件載體能夠承受，瑞士生產(chǎn)的MSR165 B8THPA數(shù)據(jù)記錄儀用螺絲固定在圖一所示的工件載體上就像其他運送導管的工件載體一樣 - 投入到實際機器的生產(chǎn)周期來進行一系列的測量。

　　加速度數(shù)據(jù)采樣率可達1600Hz

　　MSR165系列記錄儀實際是一個數(shù)據(jù)采集/存儲系統(tǒng)，能夠獨立地進行長時間的測量工作，并將采集的數(shù)據(jù)保存到機身內(nèi)存以及內(nèi)置的SD存儲卡上。當前型號都配備了一個高分辨率、高靈敏度的三軸加速度傳感器。憑借著嬌小的身材(39 x 23 x 72毫米， 重約64 g)并且能夠記錄3軸加速度，使得MSR165記錄儀能夠滿足費森尤斯醫(yī)療公司的應用需求。

　　這些傳感器技術全部集成到一個電鍍、防水的鋁合金外殼內(nèi)。最終，這款強大的記錄儀能夠實現(xiàn)每秒記錄高達1600個加速度(沖擊、振動)數(shù)據(jù)，并具備13位分辨率。同時也能記錄溫度、濕度、壓力、光強等數(shù)據(jù)。內(nèi)置存儲器能夠存儲超過200萬個測量點，足夠測量超過10000次的沖擊。如果您有更大容量的存儲需求，采用選購的microSD卡 (≥4 GB)，將記錄儀的內(nèi)存容量擴展到1?000?000?000個測量參數(shù)。MSR165滿足很多工程師測試頻率超過1 kHz的沖擊測量領域的要求，最大可測量加速度的范圍達+ / -15g—用戶最常使用的測量范圍。

　　就像g-analysis時常需要“沖擊事件”的歷史信息，該記錄儀在事件發(fā)生之前便可記錄32個測量值。因此，用戶不僅獲知知道振動事件的發(fā)生，還能夠清楚地知道振動事件在三軸上面的具體變化軌跡。

　　通過記錄儀機身內(nèi)置的900 mAh容量鋰聚合物電池，在合適的測量頻率下，MSR165記錄儀可連續(xù)進行超過6個月的加速度監(jiān)測任務。

　　揭示：磨損源于沖擊加速度

　　由于塑料導管的緊湊設計在原則上的獨立性質(zhì)和持續(xù)耐壓能力，在該情況下研究工件載體時用記錄儀分析其最大沖擊負載是綽綽有余的。這樣，工件載體的加速度趨勢在加工機械晃動過程中進一步顯示出來，然后，經(jīng)過一系列的測試能夠被準確識別到。

　　這里測得的加速度數(shù)據(jù)集中在+/-2g的范圍內(nèi)(如下圖所示)。振動和沖擊這些之前被相機鏡頭忽視的信息，現(xiàn)在通過MSR165記錄儀能夠準確檢測到。最終憑借著MSR數(shù)據(jù)記錄儀協(xié)助操作過程中動態(tài)加載的精確量化。就這樣，從現(xiàn)在起，這些問題是可以避免的，例如由磨損現(xiàn)象導致的維修工作在未來可通過對新的工件載體進行優(yōu)化設計來實現(xiàn)改進。

　　MSR165數(shù)據(jù)記錄儀可記錄一系列的物理量參數(shù)，其中就包括加速度的測量，且在三軸上均可實現(xiàn)高達1600Hz的采樣率。在這此的案例中，這樣一款只有拇指般大小的數(shù)據(jù)記錄儀被安裝在工件載體上用來測試后者在生產(chǎn)機械工作周期中所承受的機械應力。