Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Pneumatická kapovací jednotka
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Pneumatická kapovací jednotka

Olepovačky hran jsou stroje používané v dřevoprůmyslu na lepení dřevěných, plastových nebo kovových hran na panely, ze kterých se poté vyrábí nábytek. Kapovací jednotka upravuje především nadbytečné části těchto lepených hran na začátku a na konci panelu. Je tedy podstatnou součástí k zajištění vysoké přesnosti koncové úpravy řezu tak, aby byla zachována také celková kvalita a konečná úprava celého panelu.

Operacemi obecně prováděnými na dřevěném panelu jsou broušení, kterým se sjednotí strana, na niž se následně nalepí hrana, dále lepení, oříznutí horní i spodní přesahující hrany, ořez přední a zadní části hrany a další dokončovací operace. Účelem je, aby na konci byl panel esteticky co možná nejjednotnější.

Nové řešení regulace pohybu

Kapovací jednotka se obvykle skládá z nože na přesné řezání, který je umístěn v úhlu 90° od přesahující hrany. Podávání panelů do stroje je prováděno kontinuálně rychlostí až 30 m.min-1. Ořez hrany musí být proveden během posuvu panelu strojem tak, aby neomezoval celkovou produktivitu. Cílem nového řešení bylo získat systém, jenž může být regulován za účelem zvýšení produktivity nebo zlepšení kvality. Rychlost kapovací jednotky, která se pohybuje podél panelu a odřezává hrany vpředu a vzadu, musí být regulovatelná na základě rychlosti posuvu panelu. Obecně platí, že čím je vyšší produktivita, tím vyšší je rychlost, kterou musí stroj opracovávat panely, a to na úkor kvality.

Zatímco v minulosti se regulace mohla provádět pouze po diskrétních krocích, současná potřeba je mít k dispozici kontinuální kontrolu.

Ovládání pohybu

Nově implementovaná kapovací jednotka se skládá z vysoce výkonného proporcionálního ventilu, který ovládá pohybový profil pneumatického válce, k němuž je připojen ořezávací systém. Implementovaný systém je regulován na základě rychlosti pásu dopravujícího panely, aby obsluha už nemusela provádět složitá nastavování. Řídicí systém ventilu automaticky reguluje tlakový profil generovaný tak, aby přenášel pohybový profil i sílu vyvíjenou ořezávací jednotkou na dřevěný panel.

Cyklus kapovací jednotky

Během posuvu panelu proporcionální ventil řídí pneumatický válec, který pomalu přiblížil kapovací jednotku k ořezávané hraně (jak vzadu, tak vpředu). Jakmile se jednotka dostane ke hraně, pohybuje se stejnou rychlostí posuvu jako panel, přitom udržuje konstantní přítlačnou sílu na panel (takovou, aby umožnila čistý a přesný ořez), nastavitelnou prostřednictvím změny tlaku proporcionálního ventilu. Poté se aktivuje další pneumatický válec, který ovládá nůž, jenž provádí ořez nadbytečných částí hrany. Rychlost přiblížení musí být taková, aby nedocházelo k odskokům a nárazům (které by byly na úkor kvality ořezu), zatímco síla generovaná kapovací jednotkou musí být taková, aby neměla vliv na pohyb dřevěného panelu. Po provedení ořezu vpředu a vzadu musí být kapovací jednotka (čelní) rychle oddálena, aby nezadržovala další posuv panelu. V této fázi ventil působí na maximum své dynamiky a zatahuje hlavní válec v co možná nejkratším čase. Ventil navíc řídí optimálním způsobem tlumení válce, aby nedocházelo k odskokům a nárazům na konci chodu (tím eliminuje nutnost externích decelerátorů a zvyšuje životnost akčních členů). Po zatažení se nůž znovu nastaví do aktivní polohy a je připraven pro následující ořez. Jakmile se panel posune mimo pracovní prostor, pneumatický válec je udržován pod tlakem v poloze start. To dovoluje opakování opracování v nejkratším čase.

Cyklus se aktivuje příslušným snímačem, který detekuje přítomnost panelu, ale jednotlivé fáze jsou prováděny v sekvenci bez jakkoli zpětné vazby. Je to z důvodů použitých velmi krátkých časů cyklu (několik setin milisekund) a z důvodu nutnosti maximálního snížení nákladů. Implementovaný algoritmus koreluje rychlost posuvu panelů vpřed s hlavními parametry kapovací jednotky tak, aby zásah provozovatele do celkových parametrů byl omezen na minimum a aby se optimalizovala kvalita zpracování za jakýchkoli podmínek.

V každém případě je obsluze ponechána možnost provést jemné regulace, především:

  • zvýšit/snížit uchopovací sílu panelu;
  • nastavit měkkost fáze přibližování;
  • prodlužovat/zkracovat fázi přibližování kopírovacího zařízení vpředu i vzadu;
  • prodloužit/zkrátit dobu trvání ořezu (změna času vstupu ořezávačky);
  • zvýšit/snížit tlumicí působení během fáze chodu.

Srdce systému představuje algoritmus a vysoce výkonný proporcionální ventil Camozzi LRPD pro řízení tlaku. Ventil umožňuje změnou tlaku pneumatického válce řídit jeho pohybový profil ve fázích zrychlení a zpomalení, ale také ve fázi, kdy je síla konstantní.

Servoventily LRPD spojují v jediném tělese řídicí akční člen, řízení regulace a snímač tlaku. Propojují tlak, elektrické napětí a příslušné ovládací hodnoty. Řízení tlaku servoventilů s uzavřeným okruhem zaručuje velmi vysokou přesnost pohybu i nastavení. Snímač tlaku zabudovaný do ventilu měří stávající tlak. Tento signál se zpracovává v řídicí desce PID, která ovládá servoventil.
 


Cyklus ořezu hrany.

Princip fungování ventilu

Rotující cívka je uváděna do pohybu miniaturizovaným motorem a řízena v úhlové poloze prostřednictvím zabudované elektroniky. Tímto způsobem je dosahováno vysoké dynamiky ovládání se zanedbatelnou hysterezí. Díky tomuto systému lze dosáhnout frekvencí přes 70 Hz a dob odezvy, které se pohybují v rozsahu od 1 ms do 5 ms (od 0 % do 100 % rozsahu regulace). Linearita a opakovatelnost dosahují hodnot pod 1 %.

Dvě technologie: elektrická, nebo pneumatická?

Tato aplikace byla tradičně vždy pneumatická, s použitím různých ventilů on/off, které regulují průtok vzduchu a vhodným způsobem tak ovládají kinematiku. Nároky na flexibilitu a zvýšení produktivity stroje vyžadují možnost kontinuálním způsobem řídit hlavní parametry pohybového profilu tak, aby bylo možné vhodně nastavovat produktivitu a kvalitu podle nároků uživatele a zpracovávaného materiálu.


Camozzi LRPD a princip fungování ventilu.

V daném případě přesunul požadavek na flexibilitu pozornost směrem ke dvěma technologiím: elektrické a proporcionálně pneumatické. První uvažované řešení předpokládalo použití elektrických akčních členů, u nichž bylo možné rychle řídit požadovaný pohybový profil. Konečná volba se však nakonec přesunula směrem k pneumatickému řešení, jež zaručuje značně vyšší poměr výkon/náklady oproti elektrickému řešení, a to i při menším objemu výroby. Spotřeba vzduchu tohoto bloku je oproti zbytku stroje zanedbatelná a také při analýze systému z hlediska životního cyklu (kdy se uvažuje spotřeba elektrické energie, spolehlivost a náklady na údržbu) je pneumatické řešení výhodnější.

Fabio Giacobbi

fgiacobbi@camozzi.com

//www.camozzi.cz/cs/camozzigroup/automation/camozzi/camozzi-cz/home

 

Další články

Zpracování dřeva
Automatizace, regulace
Pneumatické prvky/ kompresory

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky













Sledujte nás na sociálních sítích: