Применение потенциометри­ческих и магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в ТЕРМОПЛАСТ­АВТОМАТАХ

---

Термопластавтоматы. Что это? И при чем тут датчики линейных перемещений?

В настоящее время значительное количество изделий из полимерных материалов (пластмасс) изготавливается методом литья под давлением. Для получения пластмассовых изделий методом литья под высоким давлением применяют разные виды инжекционных литьевых машин. Это самое востребованное оборудование для переработки пластика и различных термопластов: полиамида, полистирола, полиолефинов, полиэфиров, полифениленоксидов. Данный метод позволяет сразу получить деталь заданных размеров и практически любой геометрии. Литью находят применение главным образом при производстве изделий из термопластов. Оборудование для переработки термопластов называется термопластавтомат (ТПА).

ТЕРМОПЛАТАВТОМАТ (ТПА) – автоматизированная инжекционно-литьевая машина, применяемая для изготовления деталей из термопластов, полимерных материалов методом литья под высоким давлением.

Разновидности инжекционно-литьевого оборудования

В основном они отличаются друг от друга компоновкой агрегатов, способом подачи расплава в литьевую форму, способом запирания частей литьевой формы, типом привода механизмов. Суть технологии заключается в подаче расплавленного пластика в пресс-форму под давлением. Давление создается для компенсации усадки полимера после его охлаждения. Для охлаждения пресс-форм, заполненных расплавом пластика, обычно применяют чиллеры, аппараты для охлаждения жидкости.

Инжекционно-литьевые машины выпускаются в горизонтальном, вертикальном и угловом исполнении.

Горизонтальные машины с вертикальными разъемными формами и горизонтальным впрыском наиболее удобны и функциональны. Отличаются высокой производительностью.

Вертикальные имеют горизонтальные разъемные формы и вертикальный впрыск. Используются в производстве небольших деталей, в том числе с армирующими элементами.

На станках с угловым расположением узлов создаются крупногабаритные изделия сложных форм, которые невозможно производить в обычных машинах. Бывают с горизонтальным узлом впрыска и вертикальным разъемом пресс-форм, или вертикальным впрыском и горизонтальным разъемом формы.

Из чего состоит термопластавтомат?

Термопластавтомат состоит из пяти основных компонентов: станина, узел смыкания, узел впрыска, гидравлическая система и электрическая составляющая.

Узел смыкания состоит из трех плит: неподвижной, подвижной и задней.

Запирание пресс-формы осуществляется за счет движения подвижной плиты и натяжения четырех колонн. Узел смыкания с помощью электрического или гидравлического механизма замыкает пресс-форму перед впрыскиванием в него полимерного сырья.

Узел впрыска и модуль пластификации состоит из материального цилиндра (по которому осуществляется подача и плавление полимерного материала), шнека, наконечника, ленточного нагревателя и запорного кольца. Движение узла впрыска осуществляется с помощью гидромотора и двух гидроцилиндров. Предназначен для расплава и подачи сырья под высоким давлением в литьевые пресс-формы.

Гидравлическая система состоит из насосов, регулирующих и распределительных клапанов, силовых цилиндров, выталкивающего привода, удаляющего готовые изделия из пресс-форм и сервопривода. Сервопривод управляет движением гидромотора и создает нужное давление и скорость.

Электрическая система состоит из контроллера, панели управления, электрических компонентов и датчиков. Управление сервоприводом осуществляется с помощью серводрайвера. Автоматический узел управления, позволяет устанавливать рабочие параметры литья и контролировать весь технологический процесс.

Датчики линейных перемещений в термопластавтоматах.

При литье под давлением, датчики линейных перемещений применяются на трех осях ТПА:

• для впрыска пластика;
• управление инжектором;
• закрытие формы.

Непрерывный мониторинг движения пресс-формы защищает ее. Машина может реагировать даже на малейшие воздействия и последующие отклонения от нормального хода закрытия пресс-формы. Мониторинг может применяться как к закрытию, так и к открытию пресс-формы. С использованием датчиков линейных перемещений у вас есть возможность мониторинга даже малейших движений и, как следствие, оптимальной защиты вашей пресс-формы.

Магнитострикционный датчик Temposonics в Термопластапвтомате SUMITOMO shi DEMAG Systec 50/370-200 до замены.

Расположение линейного датчика смыкания на цилиндре, позволяет более точно отслеживать перемещение подвижной плиты на последних миллиметрах смыкания, что дает возможность аккуратно настраивать «защиту» любой устанавливаемой пресс-формы.

Отсутствие точности и контроля перемещения пресс-формы приводит к ее разрушению и образованию брака

Точность работы термопластавтомата во многом зависит от датчиков, которые отслеживают положение подвижной плиты, шнека, толкателей и иногда каретки (узла впрыска). Если датчики линейных перемещения передают некорректные показания, возможен брак при литье и работа на ТПА становится невозможной. Решить проблему поможет замена датчика линейного перемещения с последующей калибровкой.

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

В термопластавтоматах чаще всего применяют два типа датчиков линейных перемещений:

• потенциометрические
• магнитострикционные

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 — напряжение, которое можно снять с этого контакта.

Потенциометрический датчик линейного перемещения – надежный прибор, обычно не доставляет проблем. Но и у нее 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.

Максимальная измеряемая длина у потенциометрических датчиков линейного перемещения до 2500 мм. Сопротивление предоставляется на выбор: 1, 5, 10 и 20 кОм. Одним из самых часто используемых потенциометрических датчиков линейных перемещений в ТПА – является профильный датчик из металлического корпуса с выдвижным штоком. Это датчики серии MSI-LWH. У данной модели с задней стороны разъем для подключения. Возможны и другие модификации.

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. Недостатки в основном исходят из принципа работы:

• погрешность в работе за счет нагрузки;
• сравнительно небольшой коэффициент преобразования;
• высокий порог чувствительности;
• наличие шумов;
• подверженность электроэрозии под действием импульсных разрядов;
• присутствует скользящий контакт, а контактный способ измерения снижает срок службы прибора в сравнении с бесконтактными сенсорами;

В качестве альтернативы потенциометрическим датчикам положения можно рассмотреть бесконтактные датчики положения.

Магнитострикционные датчики линейных перемещений

Точные бесконтактные измерения положения с высокой повторяемостью и линейностью достигаются благодаря отсутствию износа на любой из частей сенсорных элементов. К таким датчикам относятся датчики серии MSI-P и MSI-PB.

К достоинствам таких устройств можно отнести:

• Высокая чувствительность;
• Небольшое энергопотребление;
• Абсолютное измерения перемещений;
• Отсутствие механически изнашиваемых частей;
• Долговечность использования;
• Простота в эксплуатации;
• Надежность;
• Преимущественно, компактные размеры;
• Высокий коэффициент преобразования;
• Небольшой вес;
• Помехозащищенность;
• Наличие крепежных элементов в комплекте;
• Мгновенное формирование сигнала;
• Взаимозаменяемость с многими популярными брендами европейских и американских производителей.

Полная совместимость с каретками Balluff:

Но наравне с вышеуказанными плюсами существуют минусы, к ним можно отнести:

• Высокая температура – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры свыше 85°C заявленные характеристики в данных датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.
• Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками вблизи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, тем самым показания датчика не будут соответствовать действительности.

Поскольку в ТПА нет таких высоких температур и внешних магнитных полей, оба вышеуказанных недостатка могут НЕ УЧИТЫВАТЬСЯ при выборе магнитострикционного датчика.

Кто-то скажет, что сюда можно отнести их высокую стоимость, но учитывая их огромный список преимуществ, в сравнении с другими датчиками линейного перемещения, цена не так уж и высока. Ко всему у датчиков ООО «МультиСистемная Интеграция» – очень широкий выбор конструкций и интерфейсов. Есть серии с урезанным функционалом, без потери качества, но по очень выгодной стоимости.

Магнитострикция: лучший выбор для вашего оборудования

Потенциометрические датчики линейных перемещений не подходят в качестве решения для обратной связи в высокоскоростном оборудовании по обработке пластика, главным образом из-за высокой подверженности износу скользящих контактов и низкой производительности.  Именно использование скользящих контактов ограничивает стандартный срок службы. А это значение может быть легко достигнуто за короткое время, особенно с высокопроизводительными машинами, отличающимися коротким временем цикла. Измерительная система в датчиках перемещений для таких машин, которые используются в производстве и обработке пластмасс и полимеров должна исключать частые ошибки в работе и простой оборудования.

Лучшим решением является использование магнитострикционных датчиков линейных перемещений. Благодаря бесконтактному методу измерений они отличаются высокой надежностью, не изнашиваются, не требуют технического обслуживания и обеспечивают длительный срок службы.

Но если у вас нет высоких требований к износоустойчивости датчиков линейных перемещений и замена датчика в оборудовании не сопряжена с высокими расходами из-за простоя оборудования во время замены, то потенциометрический датчик будет для вас выгодным решением. Потенциометрические датчики от компании ООО “МультиСистемная Интгерация” совместимы с многими Европейскими аналогами, как например Gefran или Novotechnik.

---

Магнитострикционные датчики идеально подходят для данной области применения

Датчики линейного положения ООО «МультиСистемная Интеграция» обеспечивают высокую надежность, абсолютное измерение положения, измерение скорости перемещения, более высокую точность, прецизионную повторяемость измерений, производительность, долгий срок службы и большую безопасность для механизмов и оборудования по производству пластика, сокращая время производственного цикла и обеспечивая высокое качество продукции

В технологическом процессе литья под давлением такие характеристики позволяют реализовать высокоскоростное управление механизмами. При этом сократить расходы и значительно улучшить производственный процесс.

Мы постоянно улучшаем нашу продукцию, расширяем ассортимент, уменьшаем затраты и поддерживаем конкурентное превосходство. Вам нужны решения, которые подойдут к вашему оборудованию, обеспечивая точность и воспроизводительность, при этом выгодные по соотношению цены и качеству. Специалисты ООО «МультиСистемная Интеграция» помогут Вам сделать выбор, для оптимального решения, подходящего конкретно для вашей задачи.

Обращайтесь к нашим специалистам и партнёрам за консультацией и помощью в выборе технического решения, наиболее оптимального для вашей задачи.