Realizzazione Macchina A Taglio Continuo Per Carta, Cartone, Buste Di - vostri pareri al rigurado

[Akira]

Salve a tutti,

dovrei stilare un rapporto per la realizzazione di una macchina che deve eseguire il taglio in continuo. Grosso modo la macchina sarà costituita da un supporto di ingresso sul quale sarà montata una bobina di materiale (carta, cartone o buste e film in plastica), un banco sul quale scorrerà il prodotto (eventualmente sarà anche applicato collante o substrati di altri materiali) e poi il pezzo forte una stazione per il taglio a volo.

Per quest'ultima cosa avevo pensato a due rulli che montano due coltelli contrapposti disposti longitudinalmente al piano di lavoro. I rulli hanno un unico punto di incontro delle lame e quando queste si incontrano eseguiranno il taglio. Avevo pensato di far passare il prodotto attraverso questi rulli che inizialmente ruotano ad una valocità lenta nello stesso senso di marcia del prodotto senza però toccarlo. Quando il taglio deve essere eseguito i due rulli si sincronizzano in velocità alla velocità del prodotto ed eseguono il taglio, tornando poi subito alla velocità bassa per poter percorrere il resto del giro e ritrovarsi in posizione per il taglio successivo. Pensavo che sia il banco del prodotto che i rulli a coltello devono essere dotati di encoder (o di generatori di impulsi a pick-up) per poter conoscere la posizione precisa (o quasi) e che i rulli a coltello devono avere la posizione di zero (magari un proxy posto nel punto in cui si incontrano i due coltelli).

Vorrei realizzare il tutto nel massimo vantaggio economico, quindi avevo pensato a due inverter banali, uno per i coltelli (i due rulli saranno poi posti in accoppiamento meccanico ad ingranaggi tra di loro messi in movimento da un solo motore) ed uno per il banco di lavoro (trazione a rulli a pressione sul prodotto).

Vorrei usare un plc tipo omron della serie compatta oppure un unitronics che integra addirittura la funzione hmi.

Vorrei conoscere un vostro parere, magari qualche consiglio, qualche indicazione su sistemi già presenti in commercio.

Mi interesserebbe sapere anche se avete indicazioni per la realizzazione della parte meccanica di questo sistema a taglio continuo.

Grazie.

[ken]

Quello che vuoi realizzare esiste già e si chiama cesoia rotante o rotativa. si applica anche per il taglio di fogli di lamiera e altre cose provenienti da coil (bobina).

Mancano informazioni basilari quali la precisione che si vuole ottenere, la velocità del materiale, il tipo di motore che intendi utilizzare e di conseguenza il drive che utilizzerai per pilotarlo.

http://it.wikipedia.org/wiki/Cesoia_rotante

Il consiglio che ti do è quello di valutare la cosa in base alla quantità di macchine da produrre. Se è una ogni tanto allora esistono apparecchiature già collaudate che devi acquistare, applicare e basta. Se devi realizzare molti esemplari allora potresti studiarti il tuo sistema.

Personalmente utilizzerei prodotti già collaudati.

Ci sono diversi costruttori che hanno questo tipo di prodotti. Io conosco UNICO dove puoi scaricarti alcuni pdf che illustrano il sistema a grandi linee (PDF LINK).

Ho visto anche prodotti della rockwell automation e di altre case tipo gefran (Siei) e digitek

con plc compatti la vedo dura...

Aggiungo, per la meccanica scrivi cesoie rotanti su google e vedrai che di costruttori ne trovi

Modificato: 18 agosto 2009 da ken

[Livio Orsini]

Quoto in toto Ken

[Akira]

Allora, scusate avete ragione, mancano dei dati fondamentali.

Innanzi tutto la velocità del prodotto potrà variare da 0,1m/s fino diciamo a 2m/s, la dimensione minimima del taglio si aggira attorno ai 40-50mm fino a notevoli dimensioni come 3000-4000mm, la precisione è nell'ordine del millimetro, diciamo 1 o 2 millimetri di tolleranza rispetto al setpoint impostato.

Il motore che intendevo usare per il traino del prodotto sarebbe un motore asincrono trifase standard pilotato da inverter e per la lama rotante vorrei usare un motore passo-passo o qualcosa di simile allo smartstep della omron.

Ovviamente se per questi parametri mi dite che la soluzione non è idonea e serve necessariamente un brushless con tanto di servoazionamento allora la cosa la dovrò rivedere, non ho una diretta esperienza di questa applicazione e quindi vorrei sentire i pareri di gente più competente di me.

Grazie.

[ken]

Beh, è una tolleranza enorme. I sistemi che ti ho indicato (io vedo spesso girare UNICO per macchine taglio lamiera ma anche i concorrenti daranno le stesse tolleranze) danno decimi di tolleranza. Certo bisogna poi vedere come è fatto il sistema di misura.

Solitamente questo tipo di macchina è azionata da motori servo.

Anche il motore di traino (quello che da la velocità al materiale) deve essere un buon sistema. Più la velocità è precisa più la tolleranza è bassa (la velocità del materiale deve essere il più costante possibile durante la fase di taglio, lame ingaggiate).

Tutto sta a cosa voi spendere e a quali risultati vuoi ottenere.

Ricorda che queste macchine hanno bisogno di un'ottima meccanica ma anche la parte elettrica deve essere ottima per permettere alla meccanica di durare nel tempo. Sistemi mal regolati oltre a lavorare male rompono anche la meccanica a lungo andare.

Vedo molte macchine del genere e le lame si rompono più facilmente se la regolazione è carente in alcuni aspetti o non è all'altezza del compito che ha. Attenzione però io parlo di acciaio.

[Livio Orsini]

........variare da 0,1m/s fino diciamo a 2m/s, la dimensione minimima del taglio si aggira attorno ai 40-50mm ..........

In questa frase c'è molto, ma manca ancora molto. Velocità nassima con taglio minimo, momneto d'inerzia del gruppo di taglio riportato all'asse motore, sviluppo delle lame. Senza questi dati non si può calcolare lìaccelerazione richiesta e la coppia motrice necessaria, dati essenziali per dimensionare e scegliere il tipo di azionamento.

Particolare non insignificante. Per taglio "al volo" di carta e cartoncino le lame non sono diritte, ma si sviluppano secondo una spirale; in questo modo il taglio avviene come se fosse effettuato con una forbice, quindi senza strappi e sbavature.

[Akira]

Ritorno sull'argomento dopo il rientro dalle ferie.

Allora, Livio hai ragione, il fatto però è che io sono in fase di valutazione per la scelta della componentistica e non ho informazioni circa i dettagli della lavorazione tenendo anche conto che il prodotto da lavorare non è ancora ben definito dato che il cliente stà valutando le varie possibilità di mercato.

La precisione che si vuole ottenere dal taglio è +/- 2 mm (ma anche 3) rispetto al set impostato, il gruppo in movimento lo si vuole realizzare nella maniera più semplice possibile - ad esempio due lame rotanti contrappostre accoppiate meccanicamente tra loro o anche una sola lama con un tavolo di riscontro - il tutto dovrebbe rispondere al massimo criterio di economicità. Per questo pensavo anche ad un controllo a motore passo-passo o qualcosa di brushless economico. Per il PLC avrei pensato a OMRON (tipo CPM che permette anche di avere ingressi ed uscite veloci per pilotare un passo-passo generandone il treno di impulsi e gestendo le rampe) oppure anche un UNITRONICS della serie V350 che ha tutto integrato (HMI + PLC con I/O veloce).

Il mio ostacolo è realizzare la parte del controllo della lama rotante perchè non ho mai fatto cose del genere e quindi non ho esperienza in merito.

Grazie.

[Akira]

Pensavo con un collega alla possibilità di implementare il tutto con un motore sincrono trifase per la movimentazione del prodotto e con un altro sincrono trifase per la movimentazione della lama rotante. Dotando i motori di encoder e pilotandoli con classici inverter tipo i VLT della Danfoss, magari anche ad anello chiuso oppure ad anello aperto con controllo di posizione dal plc che, attraverso loop tipo pid, implementi il controllo di posizione per l'esecuzione del taglio.

per Livio... cosa intendevi per taglio "a frobice"?

Modificato: 7 settembre 2009 da Akira

[Livio Orsini]

per Livio... cosa intendevi per taglio "a frobice"?

Hai presente come lavora la forbice? Le lame per taglio di carta e cartoncino lavorano nel medesimo modo; in altri termini c'è un solo punto in cui le lame vengono in contatto con il materiale, questo lo si ottiene con un profilo elicoidale delle lame. La velocità di rotazione, sincrona con la velocità di avanzamento, fa si che il taglio risulti rettilineo e perpendicolare al foglio.

Se il formato fosse costante, basterebbe una sincronizzazione a rapporto fisso con l'avanzamento del materiale, usando rulli di sviluppo pari al formato, o aventi un preciso rapporto con il formato stesso.

Se questo non è possibile si deve implementare un controllo di taglio al volo. In altri termini le cesoie stanno ferme in una certa posizione ben precisa, raggiunta una certa lunghezza di materiale accelerano per raggiungere la velocità di sincronismo + x ed effettuano il taglio a misura.

La minima lunghezza di taglio dipende da molti parametri: massima accelerazione delle lame, sviluppo delle stesse, massima velocità di lavoro.

Ovviamente il sistema di controllo deve essere in grado di risolvere l'algoritmo di controllo in un tempo tale che permette il controllo punto per punto.

Se non hai esperienza in questo tipo di controlli ti conviene affidarti ad un costruttore specializzato. Tra i costruttori di azionamenti ce ne sono parecchi che offrono il pacchetto completo. In questo modo minimizzi i rischi e massimizzi i risultati

Modificato: 7 settembre 2009 da Livio Orsini

[Akira]

grazie delle dritte.

ciao