Uniwersalny system monitorowania naprężeń kolumn wtryskarek

Wielokrotnie zdarza się, że uszkodzenie (zerwanie) kolumny we wtryskarce uniemożliwia dalszą pracę przez dłuższy okres. Produkowany przez warszawską firmę Scorpio system monitorowania naprężeń kolumn pozwala skutecznie unikać takich przestojów.

Zamek kolanowy wtryskarek, dla którego głównie urządzenie jest przeznaczone, to klasyczny dźwigniowy układ mechaniczny. W stanie otwartym naprężenie na każdej z kolumn spinających układ jest zerowe. Przy zamykaniu jednak naprężenie to narasta stopniowo w miarę zmiany położenia elementów dźwigni kolana, aż do osiągnięcia pełnej zadanej siły zamykającej formę. W prawidłowo wyregulowanym układzie siła ta rozkłada się proporcjonalnie równo na każdą z czterech kolumn. W przypadku nieprawidłowym naprężenie na każdej z kolumn będzie inne - w skrajnych przypadkach prowadzi to do uszkodzenia/zerwania kolumny. Zadaniem urządzenia jest wychwycenie wszelkich nieprawidłowości mechanicznego układu zamykania i zapobieżenie jego uszkodzeniu.

Urządzenie składa się z jednostki głównej oraz czterech jednostek pomiarowych. Jednostka główna to centralny system procesorowy wyposażony w ekran LCD służący do sterowania pracą urządzenia oraz wizualizacji wyników jego pracy, układy pamięci pozwalające na długoterminowe składowanie wielu wyników pomiarów, oraz układy komunikacji z każdą z jednostek pomiarowych. Jednostka pomiarowa składa się z tensometru trwale zamontowanego na kolumnie maszyny (element pomiarowy), układu elektronicznego dokonującego pomiarów naprężeń zgodnie z komendami z jednostki głównej, procesora przetwarzania danych pomiarowych oraz układu komunikacji z jednostką główną.

Koncepcja urządzenia zakłada, że założone raz na daną maszynę, pracuje ono cały czas nieustannie analizując naprężenia, a co za tym idzie zagrożenia dla kolumn.Urządzenie samoczynnie synchronizuje się z maszyna podczas jej pracy w cyklu automatycznym lub półautomatycznym i w sposób cykliczny rejestruje żądane parametry. W przypadku stwierdzenia nierównomierności obciążenia kolumn przekraczającego zadany przez użytkownika zakres, urządzenie niezwłocznie informuje wizualnie użytkownika o zaistniałej sytuacji: pojawienie się koloru czerwonego na wyświetlaczu oznacza krytyczne przeciążenie przynajmniej jednej z kolumn. Pojawienie się koloru żółtego jest ostrzeżeniem o zbliżaniu się do przeciążeń krytycznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu można diagnozować system już z daleka: nie są istotne szczegóły informacji a pojawiający się kolor.

Funkcje urządzenia:

• nieustanne monitorowanie równomierności obciążenia kolumn,
• pomiar siły zamykającej formę wraz z jej rozkładem na każdą z kolumn,
• analiza przebiegu narastania naprężeń kolumn (wykres graficzny XY: polowy oraz liniowy, oraz słupkowy),
• analiza wpływu procesu wtrysku na naprężenia kolumn układu zamykania,
• możliwość regulacji mechanicznej układu zamykania w celu uzyskania równego rozłożenia obciążeń kolumn (naprężeń),
• możliwość identyfikacji nieprawidłowej mechanicznie formy (nierównoległej) i adaptacji do niej.

Dzięki takim funkcjom urządzenie praktycznie wyklucza jakąkolwiek możliwość zerwania kolumny we wtryskarce. Ciągły monitoring oraz długoterminowe składowanie wyników pomiarów umożliwia wychwycenie początków pojawienia się jakichkolwiek nieprawidłowości w pracy układu zamykania. Monitor pozwala diagnozować zużycie lub uszkodzenie elementów mechanicznych kolana (sworzni i tulei). Bardzo łatwe jest również dokonywanie przez użytkownika samodzielnej regulacji mechanicznej układu zamykania.

Ponadto, dzięki możliwości wizualizacji wpływu procesu wtrysku na naprężenia kolumn układu zamykania, możliwe jest uniknięcie uszkodzenia kolumn na skutek nieprawidłowego termicznego zbalansowania przepływu wtryskiwanego surowca podczas jego wtrysku do formy. Zjawisko to bywa niezmiernie trudno do zaobserwowania a jest wyjątkowo niebezpieczne dla układu zamykania.

Nieczęstym, choć zdarzającym się przypadkiem, jest zainstalowanie formy o utraconej równoległości płyt. O ile forma taka (teoretycznie i w pewnych granicach) mogłaby produkować wypraski, o tyle stanowi ona kolosalne zagrożenie dla układu zamykania maszyny: z definicji obciąża kolumny nierównomiernie, i to w znacznym stopniu (powyżej progu bezpieczeństwa). Monitor natychmiast ostrzega o nieprawidłowości w układzie zamykania oraz pozwala na wyregulowanie geometrii układu zamykania tak, by można było bezpiecznie produkować na takiej formie.

Zalety urządzenia:

• pełna samodzielność działań – nie wymaga jakiejkolwiek współpracy z układem sterowania diagnozowanej maszyny (brak ingerencji w układ sterowania) – instalacja monitora nie narusza ograniczeń gwarancyjnych;
• pełna uniwersalność – urządzenie może być zainstalowane na każdej wtryskarce z kolanowym układem zamykania, niezależnie od jej producenta bądź od siły maksymalnej zamykania (wielkości maszyny);
• przetwarzanie danych pomiarowych w bezpośredniej bliskości samego układu pomiarowego (tensometru) co pozwala uniknąć wpływu jakichkolwiek zakłóceń na wyniki pomiaru. Dopiero gotowe dane w postaci cyfrowej transmitowane są do jednostki głównej,
• każda z jednostek pomiarowych ma funkcję autozerowania, dzięki czemu urządzenie może pracować bez konieczności okresowych interwencji technicznych producenta lub serwisu;
• pomiar pracy/obciążenia kolumn jest ciągły (obejmuje min. 500 próbek pomiarowych na cykl) co pozwala na dynamiczną analizę poprawności pracy układu;
• elementy pomiarowe (tensometry) zamontowane są w sposób trwały, co uniemożliwia jakiekolwiek ich przesunięcie i utratę precyzji pomiaru.

Źródło: Scorpio