dockemira rekl pp4_10.cdr
download 
Reklamacja Transkrypt
kemira rekl pp4_10.cdr
MASZYNY I URZĄDZENIA Przekrawacz rotacyjny w tekturnicy Cz. 6 STANISŁAW K. MUSIELAK Cięcie tektury w przypadku realizacji procesu „preprint” Jest to szczególny przypadek pracy przekrawacza, kiedy na zewnętrzną warstwę tektury nanoszony jest wymagany nadruk, według systemu nazywanego powszechnie „preprint”. Taki system został uwzględniony w budowie i działaniu przekrawacza. Według rozwiązania BHS realizacja procesu „preprint” może przebiegać przy prędkościach roboczych tekturnicy do 350 m/min. Opanowanie technologii cięcia w systemie „preprint” wymaga szczególnie od personelu obsługi maszyny wiedzy i praktyki. Technologia ta nie jest stosowana w każdym zakładzie produkującym tekturę, jednak korzysta z niej coraz więcej zakładów. Na przykład, we Francji jej udział w łącznej produkcji tektury wynosi 50-70%. W realizacji procesu stosuje się trzy rodzaje znaczników: simpelx, duplex bądź triplex (czyli pojedynczy, podwójny i potrójny). Znaczniki typu triplex spotykane są najczęściej w USA. Liczba znaczników decyduje o niewrażliwości systemu na zakłócenia przypadkowe związane z fałszywym generowaniem impulsów przy rozpoznawaniu elementów (belek) nadruku (rys. 1). Pozycjonowanie głowicy sensora może być ręczne lub automatyczne – dla systemów bardziej zaawansowanych i droższych. Rozwiązanie automatyczne zapewnia znacznie mniejsze straty w produkcji. W tekturnicach mocno obłożonych zleceniami nakłady inwestycyjne na automatyzację procesu „preprintu” szybko się zwracają. Odczyt sygnału z głowicy sensora „preprintu” w rozwiązaniu firmy BHS odbywa się w czasie 1 ms. W przypadku zadrukowania tektury w systemie „preprint” głowica z sensorem dokonuje zsynchronizowania się z nadrukiem. Synchronizacja musi odbywać się szybko, ponieważ już po drugim cięciu powinno dokonać się zsynchronizowanie ze znacznikiem nadruku (rys. 2). Jest to szczególnie ważne przy bardzo dużej liczbie zmian zleceń. Na rysunku 3 pokazano dwa sensory identyfikacji. Rola sensorów jest bardzo istotna, a ich wybór często problematyczny. Również ważne jest zadanie tzw. okna. Przed pierwszym zsynchronizowaniem układu okno nie jest aktywne. Jego otwarcie następuje po synchronizacji ze znacznikiem. Jest to przedział Mgr inż. S.K. Musielak, BHS Corrugated Maschinen- und Anlagenbau GmbH, Paul-Engel-Str. 1, 92729 Weiherhammer, Niemcy, e-mail:[email protected] PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 67 · CZERWIEC 2011 Rys. 1. Rodzaje nadruków znacznika Rys. 2. Przykład schematycznego nadruku oraz znaczników i „okna” Rys. 3. Sensory znacznika tolerancji i dalsze poszukiwanie znaczników w tym zakresie jest ograniczone. Dzięki temu redukowane są błędy odczytu. Rozmieszczenie znaczników oraz przykłady wymiarowe pokazano na rysunku 4. 361 MASZYNY I URZĄDZENIA systemu kamery dla kontroli cięcia i położenia znacznika (rys. 6). Kamera zostaje zsynchronizowana z przekrawaczem w chwili cięcia tektury, co zapewnia: • wizualizację cięcia już dla pierwszego ciętego formatu, • szybką reakcję obsługi w przypadku fałszywego położenia znacznika. Rys. 4. Przykłady rozmieszczenia belek znaczników i ich umiejscowienia Przykład algorytmu pracy przekrawacza Dla lepszego zobrazowania procesu cięcia należy scharakteryzować uproszczony algorytm pracy przekrawacza. W chwili załączenia szaf sterowniczych i potwierdzenia poprzez system sterowania PLC, że są spełnione wszystkie procedury oraz warunki bezpieczeństwa, Rys. 5. Spotykane w praktyce nadruki (Przypadek pierwszy – bardzo skomplikowany ze względu na następuje – w przypadku przekrawacza niekorzystne położenie znacznika, pozostałe dwa – proste) z napędem prądu zmiennego – ładowanie baterii kondensatorów w układzie tzw. DC-Busu. Następnie przekrawacz wykonuje pierwszy obrót noży na potrzeby synchronizacji i czeka na gotowość do startu w linii produkcyjnej. Jeżeli nastąpiła również transmisja danych, system jest gotowy do pracy, ale warunkiem koniecznym jest posiadanie minimum dwóch zleceń produkcyjnych. Jeżeli tekturnica Rys. 6. Kontrola cięcia oraz kontrola położenia belek nadruku została uruchomiona i osiągnęła prędkość pomocniczą, to następuje dodatkowe zsynchronizowanie, Obszar po lewej stronie rysunku 4 przedstawia prawidłowe określane jako „pierwsze puste cięcie”. Oznacza to, że pierwsze położenie belek w oknie, natomiast po stronie prawej położenie cięcie jeszcze niepojawiającej się tektury zostało wykonane bez to jest niewłaściwe, a nadruk znacznika nieodpowiedni. kontaktu noży z tekturą. Do najważniejszych parametrów i czynników technologii Następnie odbywa się już proces cięcia. Układ PLC przekrawa„preprintu” należą: cza w czasie normalnej produkcji wybiera odpowiedni sensor refe• odległość głowicy od powierzchni tektury (zadrukowanego rencji linii produkcyjnej z rolki pomiarowej tektury lub enkoderów podłoża), wałów wejściowych. W przypadku zrealizowania i zmiany zlecenia • stosowanie filtrów (ze względu na kolor belek oraz zadrukooraz po rozdzieleniu tektury następuje przełączenie prędkości wanego podłoża), referencyjnej z koła pomiarowego lub systemu laserowego na • szerokość belek, przetworniki pomiarowe wałów wejściowych. Trwa to tak długo, • odległości między belkami, dopóki nie pojawi się przed przekrawaczem nowa tektura (sensor • szerokość okna. SRA). Procedura ta powtarza się. Jednakże, w zależności od Typowe wartości szerokości belek i odległości między nimi rodzaju zleceń, pracować może jeden przekrawacz, dwa, trzy to odpowiednio 5 mm i 5 mm. Niezachowanie takiej tolerancji albo wszystkie. Bardzo istotne jest, że przekrawacz przekazuje wymiarowej może doprowadzić do zakłóceń pracy przekrawacza. aktualne dane do systemu zarządzania produkcją (FDM – Host ). Przykłady nadruków przedstawiono na rysunku 5. Ważne jest również, że nawet w przypadku zakłócenia pracy jednej Proces produkcyjny z zastosowaniem „preprintu” nie należy do z jednostek przekrawacza możliwe jest dalsze funkcjonowanie łatwych i stawia obsłudze maszyny wiele dodatkowych wyzwań. w warunkach np. ograniczonej prędkości. Dotyczą one np. problemów cięcia skośnego albo „efektów W celu lepszego zobrazowania procesu przedstawiono spektra schodkowych” (1). długości ciętych formatów tektury (rys. 7) oraz spektra prędkości Praktycznym rozwiązaniem, pomagającym obsłudze szybko w okresie jednej zmiany (rys. 8). stwierdzić prawidłowość położenia sensora, jest zastosowanie 362 PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 67 · CZERWIEC 2011 MASZYNY I URZĄDZENIA Rys. 7. Spektra długości ciętych arkuszy tektury w czasie jednej zmiany Rys. 8. Zmiany prędkości roboczej przekrawacza w czasie jednej zmiany Wybrane przykłady pomiarów diagnostycznych Na szczególną uwagę zasługują dwa przykłady systemów pomiarowych, szczególnie ułatwiających prace diagnostyczne przekrawaczy: • ustawienie położenia encodera, • pomiar momentu w fazie oraz poza fazą cięcia. W przypadku, kiedy nastąpi uszkodzenie sensora położenia noża należy wymienić encoder, który musi mieć odpowiednie zsynchronizowanie z fizycznym położeniem wału nożowego. Tę procedurę wspomaga system regulacyjny. Dokładne położenie noża, szczególnie w fazie cięcia, może obserwować obsługa maszyny na ekranie monitora podczas procesu wizualizacji i istnieje możliwość skorygowania ewentualnych odchyleń pozycji noża. Pomiary momentu są niezbędne do zapewnienia prawidłowego ustawienia momentów oporowych zarówno w fazie cięcia, jak również poza nią. Obsługa przekrawacza, po montażu noży, może sprawdzić prawidłowość ich położenia. Zdarza się, że wartość momentu przejścia przez fazę cięcia jest za wysoka. Proces podlega wizualizacji w systemie SCADA- WIN_CCC. Pomiar ten dla przekrawacza BHS jest opcją. Podsumowanie Zamiarem autora tego sześcioczęściowego artykułu było przedstawienie wielu zagadnień technicznych i operacyjnych dotyczących przekrawacza rotacyjnego. Inne istotne powody to brak publikacji na temat przekrawaczy lub stosunkowo skromny zakres merytoryczny istniejących. PRZEGLĄD PAPIERNICZY · 67 · CZERWIEC 2011 Przekrawacz jest maszyną fascynującą, na temat której można jeszcze wiele napisać. Przedstawienie w sposób bardziej szczegółowy zagadnień technicznych związanych z budową i działaniem przekrawaczy przekracza możliwości publikacyjne, gdyż to bardzo obszerne zagadnienie. Wydaje się, że kompleksowe spojr zenie na pr zekrawacz daje zupełnie inny obraz tej ciekawej maszyny. W prezentowanym cyklu nie zostały omówione takie tematy, jak: mechanika przekrawacza, przypadki zakłóceń systemowych, zagadnienia obniżenia żywotności noży, pobór energii elektrycznej, czy pomiary wielkości elektrycznych lub mechanicznych przekrawacza, cięcie skośne, schodkowe, przyczyny niedokładności cięcia i inne. Zastanawiając się nad rozwojem przekrawaczy można oczekiwać istotnych zmian w napędach, układach regulacji i sterowania. Z pewnością nastąpi większe scentralizowanie napędu, sterownika plc oraz generatora profili – trajektorii, w jednym bloku systemowym, jakim jest przekształtnik – inteligentne servo. Dalszy rozwój będzie dotyczył ulepszania algorytmów cięcia wraz z optymalizacją poboru energii elektrycznej oraz zredukowania hałasu. Pożądanym efektem jest zredukowanie prac serwisowych do minimum, w warunkach inteligentnej formy identyfikacji zakłóceń elektrycznych oraz mechanicznych. Myślę, że podzielenie się moimi osobistymi doświadczeniami z przekrawaczami rotacyjnymi skłoni użytkowników tych maszyn do innego spojrzenia na nie. Literatura 1. Musielak S.: Efekty schodkowe w systemie preprint -1996 Materiały własne, niepublikowane. O Autorze Mgr inż. Stanisław Musielak jest absolwentem Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Studiował na Wydziale Automatyki i Informatyki. W latach 1977-1987 pracował w przemyśle papierniczym, specjalizując się w automatyzacji maszyn papierniczych. Od 1990 r. pracuje w niemieckiej firmie BHS Corrugated. Jest twórcą pierwszego systemu sterowania przekrawaczem rotacyjnym w firmie BHS (generowanie trajektorii). Od 20 lat zajmuje się tematyką dotyczącą konstrukcji napędów elektrycznych przekrawaczy rotacyjnych, a także układami sterowania PLC, zespołami elektronicznymi przekrawaczy, pomiarowymi układów oraz serwisem. Jest autorem 5 patentów oraz 7 publikacji. W ostatnich pięciu latach zajmuje się dodatkowo zagadnieniem drgań tekturnic. Od 2009 r. jest słuchaczem studiów doktoranckich w Politechnice Śląskiej w Gliwicach na Wydziale Automatyki i Robotyki. 363
