Nowoczesne systemy napędowe w tekturnicy

MASZYNY I URZĄDZENIA
N ow oc z esn e s y s t e my n a p ę d o w e w t e kt u r n i cy
The Lat est Dr ive S y s t e ms i n Cor r u ga t i n g Ma c h i ne
S TA N I S Ł A W K . M U S I E L A K , J E R Z Y G . K A S P R Z Y K
Nowoczesne maszyny oraz całe linie produkcyjne w coraz
The latest machines and entire production lines use mechatronic
większym stopniu wykorzystują systemy mechatroniczne. Istotą
systems more and more often. Introduction of electronic solutions
mechatroniki jest wprowadzanie rozwiązań elektronicznych oraz
and information technologies to mechanical engineering is the
informatyki do układów mechanicznych, co przyczynia się do
essence of mechatronics, contributing to the fact that borderlines
zacierania granic między tymi dyscyplinami nauk technicznych.
between these fields are disappearing. On the other hand, syner-
Jednocześnie efekt synergiczny współdziałania tak różnych dys-
gies of such different disciplines contribute to crucial improvement
cyplin przyczynia się do istotnego wzrostu jakości proponowanych
in quality of new solutions. The article shows trends in drive sys-
rozwiązań. W artykule przedstawiono tendencje występujące
tems based on mechatronics dedicated to corrugating machines.
w technice napędów tekturnic z zastosowaniem systemów mecha-
Due to a complexity of this subject, the authors discus only two
tronicznych. Z uwagi na złożoność tematyki, autorzy, dla przykładu,
modules used in the corrugating machines, which have a crucial
omawiają tylko dwa moduły występujące w tekturnicy, mające
effect on quality of a final product. They include a rotary cutter
istotny wpływ na jakość produktu końcowego. Są to przekrawacz
and an automatic endless stacker for production of accordion fold
rotacyjny oraz moduł automatycznej układarki bezkońcowej (au-
board. These two machines are used as final units in the produc-
tomatic endless stacker), służący do produkcji tektury w formie
tion of corrugated board, however their principle of operation is
składanki harmonijkowej. Obie maszyny występują jako ostatni
completely different. The cutter cuts board sheets into segments
moduł w procesie produkcji tektury, lecz ich zasada działania
of fixed length and stacks them, whereas the stacker makes the
jest całkowicie odmienna. Przekrawacz tnie wstęgę tektury na
board concertinaed and stacks it. This technology has been used
arkusze o zadanej długości, które następnie układane są w stos,
in corrugating machines for over 20 years, however today it is in its
natomiast układarka zagina tekturę w harmonijkę i układa w stos.
heyday due to new technical solutions. The article presents basic
Ta technologia stosowana była w tekturnicach już od ponad 20
solutions used in drive control systems of both machines without
lat, jednak obecnie przeżywa ponowny rozkwit, ze względu na
using complicated mathematical formulas. The authors show high
nowe rozwiązania techniczne. Omówiono podstawowe rozwią-
dynamics of these solutions and their unquestionable advantage
zania stosowane w układach sterowania napędów obu maszyn
connected with the fact that they are easy to be programmed. The
bez użycia skomplikowanej formy matematycznej. Wskazano na
authors present resultants of research works carried out on the
dużą dynamikę tych rozwiązań oraz na niewątpliwą zaletę, jaką
rotary cutter and the automatic endless stacker. As publications
jest łatwość ich programowania. Przedstawiono wyniki prac
on this subject are very rare, the authors considered it appropriate
badawczo-wdrożeniowych przeprowadzonych na przekrawaczu
to present them to larger circle of specialists.
rotacyjnym oraz układarce bezkońcowej („harmonijkowej”).
Keywords: corrugating machine, cutter, drive, positioning, cam,
Ponieważ publikacje na ten temat są niezmiernie rzadkie, więc
accordion fold board
autorzy uznali za celowe przedstawienie tych rozwiązań szerszemu
gronu inżynierskiemu i naukowemu.
Słowa kluczowe: tekturnica, przekrawacz, napęd, pozycjonowanie,
krzywka, karton składany harmonijkowy
Mgr inż. S.K. Musielak, BHS Corrugated Maschinen- und Anlagenbau GMBH, Paul-Engel-Str. 1, 92729 Weiherhammer, Niemcy; dr hab. inż. J.G.
Kasprzyk, prof. Politechniki Śląskiej, Politechnika Śląska, Instytut Automatyki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013
363
MASZYNY I URZĄDZENIA
W p r o w a d ze n i e
Dotyczą one:
Napędy elektryczne występują w niemal każdej dziedzinie
- przekrawacza rotacyjnego (cut-off), w którym dzięki zastosowa-
przemysłu. Ze względu na zastosowanie nowoczesnych podze-
niu nowoczesnych napędów uzyskano poprawę dokładności cięcia
społów energoelektronicznych, obecne napędy elektryczne maszyn
oraz powtarzalności dla uciętych arkuszy;
zdecydowanie odbiegają od rozwiązań spotykanych jeszcze kilka,
- automatycznej układarki bezkońcowej (automatic endless stac-
czy kilkanaście lat temu. Przede wszystkim silniki prądu stałego
ker), w której wykorzystanie systemów MC umożliwiło rozwiązanie
(DC) są zastępowane przez silniki prądu zmiennego (AC) z odpo-
problemu skomplikowanych trajektorii ruchu maszyny.
wiednimi dla zastosowania przemiennikami częstotliwości. Dzięki
wprowadzeniu techniki mikroprocesorowej do układów sterowania
No wo czes n e s y s temy n a pędo we
napędami rozwiązania takie stają się coraz bardziej technicznie
Serwonapędy
zaawansowane, przejmując wiele funkcji wykonywanych dotych-
Napędy prądu stałego są skomplikowane konstrukcyjnie i drogie,
czas przez sterowniki programowalne. W szczególności dotyczy to
wymagają również stałego serwisowania, ze względu na szczotki
serwonapędów, stosowanych głównie w układach wymagających
i komutator w silnikach. Dlatego od dawna trwały prace nad zna-
wykonywania dynamicznych, a jednocześnie precyzyjnych ruchów
lezieniem rozwiązań alternatywnych, które byłyby znacznie tańsze
obrotowych. Przykładami rozwiązań z zakresu sterowania ruchem
w produkcji i utrzymaniu, a jednocześnie odwzorowywały działanie
Motion Control (MC) są m.in. serwonapędy firmy B&R ACOPOS (1),
napędów z silnikami szczotkowymi prądu stałego. Rozwiązaniem
czy koncepcja Generic Motion Control, łącząca funkcje pozycjonowa-
stały się trójfazowe asynchroniczne silniki klatkowe, które jednak ze
nia, sprzęgła, profilu krzywkowego, sterowania numerycznego CNC
względu na swoje wady, takie jak np. obniżony moment startowy
oraz funkcji typowych dla robotyki (2), 9400 HighLine firmy LENZE
czy udar prądu rozruchowego, wymagają bardzo złożonych układów
(3), SIMOTION Siemensa (4), Kinetix firmy Allen-Bradley (5) i wiele
sterowania. Rozwój elektroniki i stworzenie nowych algorytmów
innych. Rozwiązania te wypierają klasyczne elementy mechaniczne
sterowania, w szczególności wprowadzenie przemienników często-
i przyczyniają się do tworzenia systemów tańszych, łatwiejszych
tliwości (falowników) ze sterowaniem wektorowym spowodowały,
w pracach serwisowych i bardziej niezawodnych. Struktury takich
że silniki te stały się podstawowym elementem napędów.
systemów mogą być oparte na połączeniu sterownika PLC z ukła-
Kolejnym krokiem było wprowadzenie silników synchronicznych
dami MC lub na samodzielnej pracy zintegrowanego z napędem
z magnesami trwałymi, wykorzystywanych przede wszystkim
układu MC. W tym drugim przypadku rozbudowuje się możliwości
w serwonapędach. W przypadku napędów typu High Performance
programowania takich systemów, czego przykładem jest platforma
(7) stosowane są specjalne układy regulacji i pozycjonowania,
programowania układu pozycjonowania Application Template firmy
oparte na technikach MC (8). Istotne jest tu dopasowanie napędu
Lenze, która umożliwia znaczną redukcję czasu potrzebnego na
do dynamiki maszyny, czyli odpowiednie przekazanie momentu
zaprojektowanie systemu.
w układzie silnik napędowy – maszyna.
Wykorzystanie możliwości nowoczesnych układów napędowych
Przykład takiego układu sterowania dla napędu przekrawacza
w tekturnicy spowodowało spadek kosztów, przy jednoczesnym
w linii tekturnicy przedstawiono na rysunku 1. Zastosowano tu
wzroście jakości produkowanej tektury mimo znacznego wzrostu
układ regulacji kaskadowej, będący typowym rozwiązaniem dla
prędkości roboczych tekturnic. Najnowsza tekturnica firmy BHS
serwomechanizmów (8). Układ ten składa się z trzech pętli sprzę-
Corrugated umożliwia realizację procesu produkcji z prędkością
żenia zwrotnego z regulatorami P dla położenia oraz PI dla prędkości
450 m/min.
i prądu (momentu elektromagnetycznego silnika). Aby uzyskać
W dalszej części artykułu przedstawiono nowe rozwiązania
w dwóch modułach tekturnicy.
zmniejszenie błędu pozycjonowania oraz czasu regulacji zastosowano dodatkowe sterowanie z wyprzedzeniem (feed forward) (9). Dla
układu regulacji prędkości jest to sterowanie typu FFV (Feed Forward
Velocity), w którym pozycja zadana xs jest różniczkowana numerycznie i dodawana do wartości zadanej obliczonej przez regulator
położenia. Dla sterowania momentem wprowadzono układ FFT (Feed
Forward Torque), w którym dodatkowy moment jest proporcjonalny
do drugiej pochodnej xs i dodawany do wartości zadanej prądu,
obliczanej przez regulator prędkości. Opóźnienie Td 1 reprezentuje
tu własności dynamiczne przekładni mechanicznej, a Td 2 moment
mechaniczny maszyny.
Porównując napędy starszego typu, oparte na silnikach asyn-
Rys. 1. Układ regulacji kaskadowej przekrawacza rotacyjnego
364
chronicznych, z napędami wykorzystującymi silniki synchroniczne
widać zalety tych drugich. Współczynnik sprawności dochodzi
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013
MASZYNY I URZĄDZENIA
w nich do 95%, a temperatury pracy nawet do 125°C. Posiadają
one bardzo duży współczynnik przeciążenia – ich przeciążalność jest
2-5 razy większa niż silników asynchronicznych przy pracy zrywnej.
Przykładem jest tu omówiony w dalszej części wyrzutnik braków
w przekrawaczu rotacyjnym, w którym napęd osiąga prędkość 450
m/min w czasie zaledwie kilkudziesięciu milisekund z bardzo dużą
precyzją pozycji i jej powtarzalnością.
Na ogół układy sterowania w serwonapędach mają strukturę
modułową (10), są programowalne w pewnym zakresie oraz wyposażone w przyjazne systemy, np. interfejs użytkownika (HMI).
Rys. 2. Zasada elektronicznej krzywki (electronical cam)
Cechują się:
(Za uprzejmą zgodą firmy Lenze)
- złożonym układem kontrolno-pomiarowym,
- bardzo dokładną regulacją w odniesieniu do sygnałów referencyjnych,
- doskonałą powtarzalnością,
Przy modelowaniu ruchu szczególną rolę odgrywają fazy przejściowe, takie jak zatrzymanie napędu, jego ponowny start oraz
zbliżanie się do celu.
- możliwością regulacji różnych typów silników,
Trajektorie można także generować na podstawie zasad geome-
- bardzo dobrymi parametrami kinematycznymi,
trycznych, które pozwalają na poprawienie dynamiki w aplikacjach
- dużą dynamiką pozycjonowania,
narażonych na zwiększone wibracje. Istnieje też możliwość łączenia
- niskim zużyciem energii elektrycznej,
powyższych technik wielomianów i metod geometrycznych, dzięki
- ochroną systemów mechanicznych.
czemu można uzyskać dokładny rozkład trajektorii na poszczególne
odcinki (tzw. funkcje sklejane) (12) oraz wyznaczyć optymalne
Krzywki elektroniczne
prędkości i przyspieszenia (13, 14). W celu uzyskania specyficznej trajektorii ruchu stosowano
Profile generowane przez elektroniczną krzywkę przedstawiono na
dotychczas krzywki mechaniczne (jak widać po lewej stronie ry-
rysunku 3.
sunku 2). W układzie takim nie ma możliwości zmiany trajektorii,
ponieważ jest ona ściśle zależna od kształtu elementu krzywkowego
Wybrane moduły tekturnicy
umieszczonego na obracającym się wale. W nowszych rozwiąza-
Nowoczesne maszyny do produkcji tektury posiadają szerokości
niach dąży się do zastąpienia mechanicznego sterowania trajektorią
robocze 1600-3350 mm, co dla prędkości 400 m/min oznacza wy-
przez odpowiednie sterowanie elektroniczne (rys. 2 – strona prawa).
produkowanie ponad 1300 m²/min, albo 78.000 m² tektury w czasie
W systemie krzywki elektronicznej trajektorie są zaimplementowane
1 h. Produkowane tektury osiągają maksymalną gramaturę do 3000
w sterowniku serwonapędu, dzięki czemu można uzyskać dowolny
g/m2. Tekturnica jest linią produkcyjną składającą się z wielu modu-
profil, a nawet zmieniać go dynamicznie w trakcie ruchu. Oznacza
łów (rys. 4). Długość jej może osiągać wartości do 150 m przy masie
to, że już podczas wykonywania trajektorii dokonuje się nowych
dochodzącej do 500 t. Pobór mocy elektrycznej tekturnicy mieści
obliczeń, które mogą być uaktywnione w odpowiednim czasie. Oczy-
się w zakresie 800-1200 kW. Ze względu na złożoność tekturnicy
wiście, pozostają tu ograniczenia wynikające z dynamiki maszyny
w prezentowanej publikacji ograniczono się do omówienia tylko
oraz samego układu napędowego. Istotną cechą tych rozwiązań jest
dwóch modułów występujących w końcu linii produkcyjnej. Są to
przetwarzanie informacji liniowej (zasadniczo jest to stała prędkość
kątowa napędu głównego) w trajektorię nieliniową (11).
Model ruchu opisany jest zazwyczaj wielomianem piątego
stopnia, aczkolwiek spotyka się także rozwiązania z wielomianami
wyższych stopni, które pozwalają uzyskać bardziej złożone profile
dzięki większej liczbie stopni swobody. W układzie takim oblicza
się numerycznie prędkość oraz przyspieszenie na podstawie znajomości pozycji:
pozycja: y = f(x) = A0 + A1x + A2x2+ A3x3+ A4x4+ A5x5
prędkość y’ = f’(x) = A1+ 2A2x+ 3A3x2+ 4A4x3+ 5A5x4
przyspieszenie y’’ = f’’(x) = 2A2+ 6A3x+ 12A4x2+ 20A5x3,
gdzie x oznacza czas a A0 jest wartością początkową położenia.
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013
Rys. 3. Profile zmian wartości zadanej układu
365
MASZYNY I URZĄDZENIA
przekrawacz rotacyjny, którego zadaniem jest cięcie przesuwającej
• wykorzystanie maksymalnej dynamiki układu napędowego,
się wstęgi tektury na odcinki o zadanej długości, oraz automatyczna
• obniżenie masy bezwładnościowej elementów rotacyjnych
układarka bezkońcowa, która układa wstęgę tektury w stos w formie
harmonijkowej (rys. 5). Oczywiście, nie oznacza to, że pozostałe
moduły tekturnicy nie podlegają dalszym udoskonaleniom i modyfikacjom.
Przedstawione w następnych rozdziałach rozwiązania dotyczą
przekrawacza niemieckiej firmy BHS Corrugated z Weiherhammer,
przekrawacza,
• wprowadzenie szybkiego systemu wyrzutu odpadów (opartego
na systemie serwo/cam),
• pomiar temperatury łożysk przekrawacza,
• możliwość zastosowania nowej serii enkoderów położenia
noża,
należącej do wiodących firm w tej dziedzinie produkcji. Opisano
• zastosowanie przemysłowej magistrali100 MHz,
przekrawacz rotacyjny o prędkości roboczej do 450 m/min z za-
• poprawa diagnostyki przekrawacza,
stosowaniem napędów bezpośrednich AC firmy Lenze (15) oraz
• badania dokładności przekrawacza podczas cięcia bez tektury.
krzywki elektronicznej (cam) w podzespole wyrzutnika. W module
Zastosowanie silników AC o mocy 2x79 KW, przy maksymalnej
układarki system napędowy oparty jest na najnowszej generacji
prędkości obrotowej 545 min-1 i prądzie znamionowym 164 A,
krzywek elektronicznych. Rozwiązanie to umożliwia prowadzenie
umożliwiło uzyskanie większych prędkości roboczych w stosunku do
procesu układania w harmonijkę w sposób automatyczny, co za-
dotychczasowych rozwiązań (rys. 6 – kolorem czerwonym oznaczo-
pewnia redukcję personelu, obniżkę kosztów produkcji tektury oraz
no prędkości osiągane dla nowego napędu). Podniesienie prędkości
zmniejsza liczbę reklamacji.
przekrawacza umożliwia, w przypadku produkcji arkuszy tektury
o różnych formatach, osiągać wyższe prędkości średnie w cyklu
Przekrawacz rotacyjny
produkcyjnym. Jednocześnie z wykresu widać, że szczególnie „trud-
Przekrawacz rotacyjny i sposób jego sterowania zostały szcze-
ny”, z punktu widzenia osiągów, jest przedział formatów w zakresie
gółowo opisane w pracach (16). Kolejne cele, jakie postawiono przy
wymiarowym 1200-1900 mm. W badaniach tych uzyskano również
projektowaniu nowego systemu przekrawacza obejmowały:
bardzo dobre wyniki dokładności i powtarzalności cięcia tektury.
• osiągnięcie maksymalnych prędkości dla zadanych formatów
cięcia poprzez zastosowanie falownika Lenze 9400,
Zaprojektowano także nowy system wyrzutu braków. Dotychczas
stosowany był system z napędem pneumatycznym. Tymczasem
zastosowanie serwosilnika oraz generowanie trajektorii na bazie
elektronicznej krzywki pozwoliło na bezproblemowe uzyskiwanie
wysokich dokładności pozycji oraz powtarzalności. Jest to bardzo
ważne, gdyż w przypadku błędów dochodziłoby do tworzenia
Rys. 4. Linia do produkcji tektury i zaznaczone dwa moduły końcowe:
przekrawacz rotacyjny (cutoff) oraz automatyczna układarka bezkońcowa
(automatic endless stacker)
Rys. 6. Zależności uzyskiwanych prędkości roboczych od formatu cięcia
dla przekrawaczy o różnych mocach napędu
Rys. 5. Tektura w postaci składanki harmonijkowej
366
Rys. 7. Układ napędowy przekrawacza o prędkości 450 m/min oraz
wyrzutnik braków
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013
MASZYNY I URZĄDZENIA
się natychmiastowego zatoru
(tzw. „paper jam”), a tym
samym zatrzymania tekturnicy.
Maksymalne prędkości, jakie
osiągnięto, to 450 m/min. Na
uwagę zasługuje generowanie
takiego rodzaju trajektorii, która
dzięki łagodnemu przejściu
między fazami „stopu” i „wyrzutu” arkusza chroni podzespoły mechaniczne. Wyrzutnik
braków pr zedstawiono po
prawej stronie rysunku 7. Natomiast po lewej stronie widać
Rys. 8. Ręczne wspomaganie operacji przy produkcji składanki harmonijkowej bezkońcowej
Rys. 9. Schemat ideowy automatycznej układarki bezkońcowej
przekrawacz doświadczalny,
a czerwonym obramowaniem oznaczono falownik firmy Lenze.
Układarka bezkońcowa
Składanka harmonijkowa stanowi doskonały materiał do opakowań oraz zabezpieczeń elementów o kształtach nieregularnych,
cechujących się także dużymi wymiarami, jak np. opakowania dla
przemysłu meblarskiego, samochodowego czy dla produktów
nietypowych. Produkcja tektury w formie składanki bezkońcowej
(fanfold) jest znana od dawna. Samą metodę i jej udoskonalenia
Rys. 10. Przebieg trajektorii ruchu w module składającym tekturę
patentowano wielokrotnie (17-19). Produkcja taka, choć niezmiernie
ciekawa, jest niestety bardzo trudna do automatyzacji, stąd często
operacja układania jest wspomagana ręcznie (rys. 8). Wadą takiego
rozwiązania jest stosunkowo mała prędkość, możliwość produkcji
tylko jednej wstęgi tektury równocześnie, stosunkowo zła jakość
stosu i oczywiście konieczność obsługi ręcznej.
W BHS Corrugated opracowano całkowicie zautomatyzowany
system do układania tektury w stos w pełnym procesie produkcyjnym. Rozwiązanie to chronione jest patentem firmy (20). System
umożliwia równoległą produkcję tektury w sposób klasyczny, tj.
z cięciem na arkusze, oraz składanki harmonijkowej bezkońcowej.
Największe wyzwanie w konstrukcji maszyny stanowił problem
Rys. 11. Układy napędowe automatycznej układarki bezkońcowej
zmiany formatów. Ze względu na dużo różnych asortymentów
w produkcji zakładów przetwórczych istnieją ograniczenia liczby
formatów. W przypadku stosowania metody produkcji JIT (JustIn-Time), wielu producentów nie posiada odpowiednich przestrzeni
magazynowych, dlatego jednorazowo zamawia mniejsze ilości
tektury. Wiąże się z tym konieczność częstej zmiany formatów, co
jest bardzo uciążliwe. W zastosowanym rozwiązaniu funkcje zmian
formatów i rodzaje produkcji zostały zaimplementowane w systemie sterowania tekturnicy i produkt w postaci składanki może być
dostarczany do firm o dowolnej długości i szerokości do 2800 mm,
w zależności od zapotrzebowania rynku.
Automatyczna układarka składa się z następujących podzespołów
(rys. 9):
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013
Rys. 12. Automatic Endless Stacker w firmie Conyers w USA
367
MASZYNY I URZĄDZENIA
- zgniatacza tektury (perforator – creaser),
oraz klasyczne napędy elektryczne składające się z silnika AC oraz
- modułu składającego (folding unit),
sprzęgła i przekładni.
- modułu cięcia składanej wstęgi (cutting and separating unit),
- stołu transportującego na wyjściu (lifting table and evacuation).
Przewiduje się dalsze badania, które będą dotyczyły opracowania
metod, umożliwiających poprawę obecnie stosowanych algorytmów
Nietrywialne generowanie trajektorii (rys. 10) zrealizowano przy
sterowania napędami przekrawacza. Celem jest zmniejszenie ilości
wykorzystaniu oprogramowania Cam Designer Professional firmy
pobieranej energii elektrycznej oraz zastosowanie silników Torque
Lenze. Obrys jednostki składającej (folding unit ) wyznacza linia
Motor. Oprócz tego prowadzone są prace nad udoskonaleniem
niebieska. Składaną tekturę oznaczono kolorem brązowym.
systemu diagnostycznego, który mógłby być zaimplementowany
Na rysunku 11 przedstawiono układ sterowania modułu składającego, zrealizowanego na bazie systemu high-line 9400 firmy
Lenze.
Prędkość linii produkcyjnej może dochodzić do 200 m/min,
natomiast zmiana formatów może odbywać się z prędkością do 70
m/min. Prędkość maksymalna produkcji uzależniona jest od takich
parametrów jak: liczba wstęg produkowanych równolegle, ich
szerokość, długość formatu po nagniocie oraz rodzaj i właściwości
stosowanych papierów. Obecnie jako standardową przyjęto długość
1150 mm, natomiast długość minimalną 900 mm a maksymalną
1300 mm. Liczba możliwych wstęg może dojść do 6. Najkrótsze
dopuszczalne zlecenie może wynosić 50 m. Na rysunku 12 przedstawiono wykonany egzemplarz maszyny dostarczonej do producenta
tektury w USA.
Podsumowanie
W pracy opisano dwa przykłady wykorzystania nowoczesnych
napędów w linii produkcji tektury falistej. Dzięki zastosowaniu rozwiązań mechatronicznych, a więc połączenia układów mechanicznych
i elektronicznych, a w szczególności implementacji zaawansowanych
technik programowania, można uzyskać znaczne skrócenie czasu
realizacji projektów oraz uzyskać produkt bardziej zaawansowany
technologicznie. Rozwiązania te umożliwiają oszczędność zarówno energii elektrycznej, jak i takich mediów, jak powietrze, dzięki
eliminacji systemów opartych o podzespoły pneumatyczne. Wiąże
się z tym nie tylko obniżka kosztów produkcji, ale także znacznie
prostsze serwisowanie maszyn. Nie bez znaczenia jest także to,
że korzystając ze standardowego oprogramowania producenta
napędów unika się często błędów wynikających z wprowadzania
nowych rozwiązań („błędów wieku dziecięcego”), które często
dotykają producentów maszyn. Oczywiście korzystanie z nowych
technologii nie oznacza, że powstające dzisiaj systemy są idealne.
Jak zawsze z wprowadzeniem nowych rozwiązań pojawiają się także
nowe problemy, które dotąd nie występowały (21).
Tuż przed ukończeniem niniejszego artykułu w BHS Corrugated
wdrożono w sklejarce typu MF (Modul Facer) silnik synchroniczny
o bardzo wysokim momencie rozruchowym (Torque Motor) (22),
eliminując tym samym jeden z ostatnich już systemów napędowych
prądu stałego w tekturnicy. Silniki typu Torque Motor są silnikami
synchronicznymi AC z magnesami trwałymi. Dzięki wytwarzaniu
dużego momentu silniki te mogą zastępować układy hydrauliczne
368
w sterowniku PLC i/lub komputerze zarządzającym cyklem produkcyjnym.
Literatura
1.Materiały firmy B&R: Perfection in Automation. Acopos Antriebe.
Produkte 2011.
2.Materiały firmy B&R: Perfection in Automation. Generic Motion
Control. Egelsberg, 2009.
3.Materiały firmy Lenze: Global Drive – Software Package – Cam.
Lenze Handbuch, 2011.
4.Materiały firmy Siemens: Motion Control – System SIMOTION.
Firmen Katalog, 2011.
5.http://ab.rockwellautom ation.com/motion-control/kinetix-6000servo-drive (maj 2013).
6.Materiały firmy Siemens: Direct Drives of higher dynamic performance and precision. Brochure, 2005.
7.Kozłowski K.: “Robot Motion and Control”, Springer Verlag, 2007.
8.Riefensthal U.: „Elektrische Antriebssysteme, Grundlagen, Komponenten, Regelverfahren, Bewegungssteuerung“. Vieweg + Teubner,
Wiesbaden 2010.
9.Pritschow G.: „Einführung in die Steuerungs-technik“, Hanser Verlag,
München 2006.
10.ABB Antriebstechnik. Grundlage der Motion Control Antriebe, Technische Anleitung Nr 9, ABB, 2007.
11.Kiel E.: „Antriebslösungen. Mechatronik für Produktion und Logistik“.
Springer VDI, 2007.
12.Nürnberger G.: “Approximation by Spline Functions”, Springer
Verlag, 1989.
13.Siemens: Applikation zur Antriebstechnik, Technologie CPU Materialvorschub für eine Presse auf Basis von statischen Kurvenscheiben,
2007.
14.Senderski A.: „Trajektorie wzorcowe dla napędu pozycyjnego ze
złożonymi ograniczeniami prędkości, przyspieszenia i zrywu”, II
Konferencja Sterowanie w Eneroelektronice i Napędzie Elektrycznym,
Łódź-Arturówek, 15-17 listopada 1995.
15.Gißler J.: „Elektronische Direktantriebe“, Franzis Verlag GmbH Poing,
2005.
16. Musielak S.K.: „Przekrawacz rotacyjny w tekturnicy”, Cz. 1-5: Przegl.
Papiern. 67, 1, 21 (2011), Przegl. Papiern. 67, 2, 81 (2011), Przegl.
Papiern. 3, 167 (2011), Przegl. Papiern. 67, 4, 245 (2011) , Przegl.
Papiern. 67, 5, 303 (2011).
17.Homer E.J.: “Method of Manufacturing Fanfold”, Patent nr 2272803,
10.06.1940.
18.Jornod E.: “Fanfold paper transport”, US Patent 4107700A,1976
19.Mc Intosh: “Stacing System for Fanfold paper and the like”, US
Patent 898418, 1978.
20.Grill M.: “Continuous Folding Process”, US Patent 2009/0298661
A1 2009 BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH Weiherhammer.
21.Musielak S.K.: „Optymalizacja zużycia energii w tekturnicy”, Cz. 2,
Przegl. Papiern. 68, 8, 471 (2012)
22.Klement J.: „Technologie der elektrischen Direktantriebe”, Expert
Verlag, 2009.
Artykuł recenzowany
PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 69 · CZERWIEC 2013