Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в автоматических термоусадочных линиях

---

Автоматические термоусадочные линии

Автоматическая термоусадочная машина непрерывного принципа действия SmiPack — универсальная упаковочная машина, позволяющая полностью автоматизировать процесс упаковки товаров в пленку. Оборудование отличается высокой производительностью и поэтому применяется на предприятиях массового производства.

В качестве упаковочного материала в автоматических машинах используется термоусадочная полиолефиновая или однослойная полиэтиленовая пленка в намотке полурукав.

Процесс резки упаковочного материала и его последующая запайка. Проблема контроля положения сваривающего ножа

Принцип работы сваривающего ножа

Сваривающий нож – это механизм, который одновременно выполняет два действия: разрезает упаковочный материал и запаивает его края для создания герметичной упаковки. Этот процесс требует высокой точности, особенно при работе с термоусадочными пленками или другими тонкими материалами, которые легко деформируются.

Неточное позиционирование сваривающего ножа в автоматической термоусадочной линии может привести к ряду серьёзных проблем, влияющих как на качество продукции, так и на производительность всей линии.

---

Возможные последствия неточного позиционирования сваривающего ножа

1. Некачественная резка упаковочного материала

• Если сваривающий нож неправильно спозиционирован, он может неточно разрезать упаковочный материал. Это может привести к неполному разрезанию или переразрезанию упаковки, что приведёт к браку. Например, упаковка может оказаться разрезанной не в нужном месте, что нарушит её целостность и функциональность.

2. Неполная или дефектная запайка

• Термоусадочная плёнка должна быть плотно запаяна для создания герметичной упаковки. Если нож расположен неправильно, это может привести к тому, что края упаковки не будут запаяны должным образом, что снизит защитные свойства упаковки (например, продукт может подвергнуться воздействию воздуха, влаги или других внешних факторов). При неправильном позиционировании ножа края упаковки могут не полностью соприкасаться или быть недостаточно нагретыми, что приведёт к неполной герметизации. Продукт в такой упаковке будет подвержен быстрой порче, что критично для продуктов питания и медицинских товаров.

3. Увеличение количества брака

• Неточная резка и запайка могут привести к постоянному браку упаковки, что увеличит потери материалов и продукции. Это не только повлияет на себестоимость производства, но и снизит общую производительность линии, так как потребуется больше времени на замену бракованной упаковки

Значимые участки автоматической термоусадочной линии

4. Остановка производственной линии

• Если сваривающий нож не позиционируется точно, система может выявить сбой и остановить линию для предотвращения дальнейшего повреждения упаковки или механизма. Остановки линии влияют на общую производительность и могут вызвать задержки в производстве.

5. Ускоренный износ оборудования

• Постоянная неточность в работе ножа может привести к износу механических частей оборудования. Неправильно установленный нож будет работать с чрезмерной нагрузкой, что может привести к быстрому износу режущих лезвий, направляющих и других элементов машины.

6. Повышенные эксплуатационные расходы

• Из-за брака и необходимости повторного запуска линии возрастают расходы на материалы, электроэнергию и рабочее время. Это негативно сказывается на общей рентабельности.

7. Нарушение внешнего вида упаковки

• Неточная резка может привести к неровным краям упаковки или смещению запайки, что негативно скажется на внешнем виде продукта. Это особенно важно для товаров, где эстетика упаковки влияет на восприятие бренда и решения потребителей о покупке.

Неточность позиционирования сваривающего ножа в автоматической термоусадочной линии может вызвать множество проблем, начиная от ухудшения качества упаковки и увеличения количества брака и заканчивая остановкой линии и повышенными затратами на ремонт. Чтобы избежать этих последствий, необходимо обеспечить высокую точность контроля и автоматизировать процесс позиционирования с помощью таких инструментов, как датчики линейного положения.

---

Роль и использование датчиков линейного положения в механизме сваривающего ножа

Датчики линейного положения используются для точного отслеживания движения ножа. Их основная задача — измерение положения ножа в режиме реального времени и передача этих данных в систему управления машиной. Благодаря этим данным машина может корректировать движение ножа, обеспечивая точность операций резки и запайки.

Датчики линейного положения могут измерять:

• Начальное и конечное положение, а также текущую абсолютную координату ножа, чтобы гарантировать, что нож возвращается в исходную точку после каждой операции.
• Текущую скорость движения ножа, что помогает синхронизировать его с движением упаковочного материала на конвейере.
• Момент контакта ножа с материалом, что позволяет точно определить начало и конец операции резки, а также позволяет рассчитывать время запайки.

Преимущества использования датчиков линейного положения

Датчик линейного положения в автоматической термоусадочной линии – очень важный и незаменимый элемент для обеспечения бесперебойности работы, точности выполнения операций и получения на выходе качественной упаковки.

---

Потенциометрический или магнитострикционный датчик, что же выбрать? В чем разница?

В автоматических термоусадочных линиях чаще всего применяются потенциометрические датчики линейного положения с выдвижным штоком. Последнее время чаще встречаются датчики от бренда Novotechnik серии TEX, LWH и др. В данных случаях отличным решением является замена на потенциометрические датчики линейного положения серии MSI-LWH. Потенциометрические датчики серии MSI доказали, что это лучшее сочетание цена/качество. Также неоспоримым преимуществом является поддержание постоянного наличия всех серий и их версий в наличии на складе.

Потенциометрический датчик. Как выглядит и как работает?

Потенциометрический датчик линейных перемещений – датчик, который следит за положением различных узлов и передает информацию на контроллер.

Потенциометр работает по принципу переменного резистора со схемой подключения делителя напряжения.

Потенциометрический датчик (потенциометрический преобразователь) — датчик, входным сигналом которого является перемещение контакта, а выходным — сопротивление, которое можно измерить.

Место установки потенциометрического датчика линейного положения в автоматической термоусадочной линии

Потенциометрический датчик линейного перемещения – надежный прибор, обычно не доставляет проблем. Но и у него есть срок службы. Со временем усики ползунка, которые замыкают пластины, изнашиваются. Ухудшается контакт. Как итог:

• нестабильные, плавающие показания;
• в некоторые моменты контакт полностью пропадает.

В подобной ситуации контроллер не может правильно интерпретировать результаты: выдает ошибку или дает неправильные команды, что сказывается на качестве. Попытка починить устройство и подогнуть усики не дает результата или решает проблему только на короткое время. В подобной ситуации рациональное решение – сразу заменить датчик.

Существует множество конструкций датчиков, что позволяет выбрать подходящий вариант для каждой задачи. ООО «МультиСистемная Интеграция» предлагает следующие конструкции потенциометрических датчиков линейных перемещений:

• профильные,
• с выдвижным штоком,
• с двумя проушинами,
• с возвратной пружиной.

Максимальная измеряемая длина у потенциометрических датчиков линейного перемещения до 2500 мм. Сопротивление предоставляется на выбор: 1, 5, 10 и 20 кОм.

Потенциометрические датчики линейного перемещения MSI-LWH

Основные преимущества датчиков линейного перемещения потенциометрического типа:

• простота конструкции,
• малые габариты и вес, компактность,
• стабильность характеристик,
• возможность работы на переменном и постоянном токе,
• устойчивость к электрическим и магнитным помехам,
• выгодная стоимость.

Недостатки потенциометрических датчиков:

• наличие шумов,
• подверженность электроэрозии под действием импульсных разрядов,
• присутствует скользящий контакт, а контактный способ измерения снижает срок службы прибора в сравнении с бесконтактными сенсорами.

---

Магнитострикционные датчики. Преимущества. Как это работает?

В качестве альтернативы потенциометрическим датчикам положения можно рассмотреть магнитострикционные (бесконтактные) датчики положения. Для механизма сваривающего ножа отлично подойдет серия профильных датчиков MSI-P и MSI-PB.

Магнитострикционные датчики линейного положения MSI превосходят конкурентов по характеристикам, обеспечивают точность и надежность в самых трудных условиях, что приводит к превосходным показателям для наших клиентов.

Магнитострикция – как это работает

Датчики серии MSI-P и MSI-PB имеют профиль вдоль которого перемещается магнит. Поле магнита взаимодействует с полем волновода в той координате, в которой находится магнит, в результате чего образуется ультразвуковая волна, которая детектируется чувствительным элементов в головке датчика. Разница во времени между импульсом тока, который создает магнитное поле во всём волноводе датчика, и принятым импульсом ультразвуковой волны пропорционально координате магнита.

Электроника датчика позволяет проводить точное измерение координаты. Данная технология измерения является очень надежной и обеспечивает высокую точность и повторяемость.

Преимущество технологии

• Бесконтактная – позиционный магнит не имеет механической связи с волноводом датчика, таким образом решается сразу же 2 проблемы:
  • отсутствует механический износ,
  • нет жесткого требования к параллельности относительно датчика и контролируемого узла, отклонение может достигать до 10 мм.
• Абсолютная – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо от того, в какой момент времени происходит измерение.
• Высокое разрешение – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
• Устойчивость к ударам и вибрациям – позволяет применять датчики в механизмах, которые эксплуатируются в тяжёлый условиях. Сенсорный элемент датчика восприимчив только к ультразвуку с определённой длинной волны. Таким образом другие механические колебания не влияют на измерения.
• Точный принцип измерения – обеспечивается за счёт скорости распространения ультразвуковой волны в волноводе, её значение является постоянной.

Недостатки технологии

• Высокие температуры – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры свыше 85°C заявленные характеристики в датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.

Длительное воздействие высоких температур, приводит к размагничиванию позиционных магнитов.

• Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками вблизи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, из-за чего показания датчика не будут соответствовать действительности.

Магнитострикционный эффект

Датчики линейного положения серии MSI-P и MSI-PB

Преимущества датчиков:

• Являются абсолютными – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо от того, в какой момент времени происходит измерение.
• Обладают высоким разрешением (16 Бит) – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
• Измеряемая длина от 50 до 5000 мм с шагом 5 мм – позволяет использовать датчики в оборудовании различных габаритах.
• Высочайшая точность: линейность лучше 0,01% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет определить точную координату перемещаемого магнита.
• Повторяемость лучше 0,001% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет каждый раз показывать одно и то же значение в заданной точке.
• Надежная конструкция – профиль датчика изготовлен из алюминия, его форма сделана таким образом, чтобы обеспечить удобный и простой монтаж. Датчик может быть смонтирован в любом положении, дополнительные аксессуары расширяют области и сферы применения.

Можно заказать дополнительно аксессуары:

• Магниты – не имеют физической связи с датчиком и могут быть установлены с зазором от профиля до 10 мм.
• Магнитная каретка, которая имеет магнитное соединение, за счет чего датчику не страшны люфты механизмов.

• Разные типы подключения – для каждого интерфейса.

Подключение MSI-P и MSI-PB

• Датчики серии MSI являются прямой (полноценной) заменой датчиков Temposonics и Balluff обеспечивая идентичный уровень точности, надежности и производительности, и становясь предпочтительным выбором для инженеров и специалистов.
• Датчики имеют широкий спектр интерфейсов, таких как Analog, START/STOP, SSI, PROFIBUS, CAN, EtherCAT и другие.

Достигнутый эффект и новые возможности с датчиками линейного положения серии MSI

Потенциометрические и магнитострикционные датчики линейного положения/перемещения серии MSI играют важную роль в уменьшении брака и количества дефектов в производимой продукции и сокращении экономических потерь в производстве за счёт бесперебойности работы.

В данной статье мы раскрыли тему важности точного позиционирования сваривающего ножа. Данный элемент является небольшой, но очень важной составляющей в общем процессе упаковки изделий. Без его корректной работы невозможно отладить работу остальных систем автоматической термоусадочной линии.

Команда компании ООО “МультиСистемная Интеграция” – всегда готова помочь в трудной ситуации. Подбор замены любого бренда на датчики нашего производства. Доступен индивидуальный заказ от 1 шт.

Наилучшее решение в текущей ситуации – обратиться в компанию ООО “МультиСистемная Интеграция”. Мы поддерживаем наличие многих позиций на складе, а сроки производства и поставки датчиков приятно вас удивят. Всё это значит, что наш клиент вовремя получит свой заказ, что позволит оперативно заменить вышедший из строя датчик, а также своевременно пополнить ЗИП на складе. Следовательно, качество производства останется на высоком уровне, снизится простой оборудования и связанные с ним издержки.

Не первый год мы помогаем в подборе и замене зарубежных брендов на датчики серии MSI. Также реализовываются проекты по интеграции и установке датчиков в новое оборудование .
Сотрудники компании ООО “МультиСистемная Интеграция” всегда готовы помочь с подбором и предложить замену вышедшему из строя датчику по многочисленным характеристикам.