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0.001 μ 級一瞬即得：日本 Sagawa 佐川 DF-02 數字水平法摩擦系數儀

發布時間： 2025-12-22　　點擊次數： 12次

薄膜、箔材、藥包鋁塑袋的摩擦系數（COF）一旦失控，下游就會出現走膜跑偏、開袋卡頓，甚至包裝線停機。傳統“滑塊-拉繩"方案需要 30 s 采樣、人工讀數，且低速段數據被鋼絲繩彈性吞噬。日本 Sagawa 佐川推出 DF-02，用“數字水平法"把靜/動摩擦系數測試壓縮到 1 s，分辨率 0.001，重復性 ≤ 0.002。本文基于公開性能資料，拆解其如何在一秒內給出 μ 級可信值。
一、產品定位：把 COF 測試做成“一鍵稱重"
測試范圍 0.001–0.999，覆蓋超爽滑 BOPP（μ ≈ 0.15）到高阻滑 EVOH（μ ≈ 0.55）；
單點測試時間 1 s，可嵌入 600 包·min?1 的 VFFS 在線反饋；
數字水平法：無需外力牽引，利用臺面 0–12° 伺服傾角與重力分量自動計算 μ = tanθ，消除拉繩彈性及傳感器漂移；
結果輸出：μstatic、μkinetic、曲線、SD 一并打包，支持 EtherNet/IP 與 MES 對接。
二、數字水平法原理：讓重力做“拉力機"
傾角伺服軸
0.01° 分辨率光柵盤，轉速 180°·s?1，0–12° 升降耗時 80 ms；角度誤差 ±0.003°，折合 μ 誤差 ±0.00005。
高幀頻 MEMS 六維傳感
位于滑塊底部，采樣率 2 kHz，實時記錄沿斜面加速度 a；當 a ≥ 0 瞬間，tanθ = μstatic；當 a 進入穩態，tanθ = μkinetic。
滑塊自校準
滑塊質量 200 g ± 5 mg，內置溫度補償應變梁，每次下臺前自動清零，消除因手汗、粉塵帶來的 ±0.001 漂移。
1 s 算法流程
0 ms → 臺面水平清零
80 ms → 達到臨界角 θmax 停止
120 ms → MEMS 識別 a ≥ 0，鎖定 θs
300 ms → 滑塊勻速 30 mm，鎖定 θk
1000 ms → 輸出 μstatic、μkinetic、RSD
三、硬件結構：A4 桌面體積
臺面 120 × 120 mm，陽極氧化鋁 Ra 0.4 µm，符合 GB/T 10006 要求；
磁吸式滑塊，居中誤差 ±0.1 mm；
整機 2.6 kg，可 24 V 直流供電，嵌入包裝機支架無需風冷；
外殼 IP54，酒精擦拭即可，滿足 GMP 區域要求。
四、現場表現：0.001 μ 級重復性
試樣：23 µm BOPP 煙膜，溫度 23 ℃，RH 50 %
方法：連續 30 次上/下臺面循環
結果：
μstatic 均值 0.183，3σ 0.0018；
μkinetic 均值 0.164，3σ 0.0015；
與 ASTM D1894 牽引法對比，偏差 0.002，R2 = 0.998。
產線反饋：DF-02 嵌入 VFFS 后，COF 超限報警提前 30 m 膜長，廢品率由 0.8 % 降至 0.1 %。
五、水平法 vs 牽引法 —— 數字水平法優勢
無拉繩：消除鋼絲繩 0.5 N 彈性空白，低速段數據完整；
無傳感器漂移：利用重力常數 g 與角度 θ 計算，μ 值可溯源至角度基準；
1 s 完成：牽引法需 30 s，DF-02 節拍縮短 30×，可直接對接閉環控制；
維護極簡：無絲杠、無伺服電機牽引機構，年度維護僅更換臺面保護膜。
六、結語
當包裝線速度沖向 600 包·min?1，摩擦系數測試必須“快、準、無接觸"。Sagawa DF-02 用數字水平法把“傾角-重力"做成可溯源的 0.001 μ 級測量，在 1 s 內給出 μstatic、μkinetic 及離散度，讓 COF 從“實驗室慢指標"升級為“線旁快閉環"。對于追求零停機、零廢膜的薄膜、箔材、藥包企業，它既是 QA 的“數字天平"，也是降低 0.5 % 材料浪費的“隱形產線"。

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