• Jaws • L’asse delle ganasce è considerato come indipendente, nel senso che non è correlato strettamente al master attraverso una camma ma è comunque sincronizzato al FilmPull.
I movimenti di apertura/chiusura avvengono con le massime accelerazioni compatibili con la meccanica.
L’asse ha anche il compito di mantenere “in pressione” controllata le ganasce durante la fase di saldatura.
Questo avviene aprendo l’anello di posizione del controllo del moto e forzando un piccolo valore di tensione all’ingresso del drive.
I drive impiegati, per piccoli valori di riferimento, funzionano a coppia costante in condizione di rotore bloccato.
La pressione di saldatura è regolata inoltre da molle regolabili (pretensionate) che funzionano da supporto per le ganasce.
• NipRoller • Il nip roller è controllato da un Pid software che cerca di mantenere costante la tensione (misurata dalle celle di carico) sul film.
La sua funzione è quella di “spingere” il film in modo da alleggerire il carico del FilmPull.
L’anello di controllo tiene conto anche della velocità di trascinamento del film.
• Nastrino • Il nastrino non è un asse nel senso stretto del termine, funzionando ad anello aperto con un segnale di comando in velocità del drive proporzionale alla velocità di traino del film.
ciclo di funzionamento della macchina
L’esame di tutti i particolari relativi al ciclo di funzionamento della macchina richiederebbe molte pagine descrittive e molti grafici.
La descrizione qui riportata (Figura 2) ha lo scopo di illustrare le relazioni tra i movimenti principali della macchina in una situazione di funzionamento in produzione senza sincronismo con fotocellula.
Si presume che la macchina sia abilitata e sia stato premuto il pulsante start.
Le tracce (1) e (2) rappresentano, rispettivamente, il segnale comando scarico e la risposta bilancia.
La macchina confezionatrice è sempre Master rispetto alla bilancia sempre Slave.
Il fronte di discesa del comando scarico (fisicamente l’apertura del relé del relativo contatto pulito) è il momento (A) in cui il controllo verifica la presenza del segnale comando scarico.
In questo caso il segnale è presente e quindi si può iniziare la lavorazione.
Dopo un certo ritardo programmabile (ritardo caduta prodotto) si inizia la fase di traino.
L’asse FilmPull accelera fino al raggiungimento della velocità di regime.
Sulla traccia (4) si visualizza il conteggio encoder dell’asse FilmPull: quanto film è stato effettivamente trainato.
In coincidenza con la partenza del traino, ma con un certo ritardo (ritardo discesa carrello), inizia il movimento (in sincrono con il FilmPull) dell’asse UpDown.
L’istante B è molto importante perché rappresenta la raggiunta velocità di sincronismo dell’UpDown rispetto al FilmPull.
Il movimento di chiusura delle ganasce inizia invece contemporaneamente alla partenza del film.
La chiusura delle ganasce avviene con una accelerazione opportunamente calcolata in modo da essere sicuri che si raggiungerà la chiusura nell’istante B (o subito dopo).
La chiusura delle ganasce deve avvenire prima dell’arrivo del prodotto all’interno della busta (le ganasce fungono anche da “sostegno” per l’impatto che il prodotto in caduta potrebbe avere sulla busta).
Le ganasce rimangono chiuse per il tempo di saldatura impostato dall’operatore, alla fine di detto tempo si riaprono.
Il movimento dell’asse che sostiene le ganasce si deve invertire (C) solo nel momento in cui le ganasce sono aperte: questo è particolarmente importante nel caso di buste “panciute”.
La traiettoria di ritorno è calcolato in modo tale da riportare l’asse Up/Down in posizione di “home” prima della fine della busta in corso (D).
Elettronica
La parte elettronica/elettrotecnica della macchina può essere così suddivisa:
• Motori • Sebbene le prestazioni dinamiche richieste dai movimenti principali della macchina sono tali da giustificare ampiamente l’uso di motori brushless, non avendo vincoli particolari di pesi e di ingombri si è riusciti, utilizzando opportuni accorgimenti, a impiegare con successo motori asincroni.
I motori relativi ai moti più importanti sono costruiti sulla base di una personalizzazione di un modello di serie.
Questo ha portato ad avere un motore con una caratteristica di coppia “quasi rettangolare” con un fattore di sovraccarico 2-3.
• Drive • Di conseguenza alla scelta di motori asincroni segue la scelta dei relativi drive.
Volendo ottenere delle prestazioni dinamiche al limite delle possibilità dei motori ca si sono presi in considerazione drive che hanno la possibilità di funzionare come vettoriali ad anello aperto.
Inoltre, avendo scelto un sistema di controllo assi con pilotaggio bipolare (±10 V) per il segnale di comando di velocità, si è dovuto trovare un drive compatibile.
Infatti, la maggior parte dei drive per motori ca accetta segnale di comando unipolare come riferimento di velocità, seguito da una coppia di segnali digitali che rappresentano la direzione di rotazione.
Ultime, ma non meno importanti, sono state le considerazioni relative ad affidabilità, disponibilità e prezzo.
Confortati da positive precedenti esperienze, la scelta è caduta sulla famiglia F4C della Keb.
• Elettrotecnica • Sulla macchina sono presenti alcuni teleruttori e relé per il comando di alcuni componenti.
La parte di potenza dei termocontrolli è realizzata con relé statici “zero-crossing” pilotati da segnali cc.
Sono presenti inoltre alcune elettrovalvole per il comando della parte pneumatica.
• Sensori • I sensori più importati sono quelli di posizione.
Si sono impiegati encoder ottici (uno per ogni asse controllato ad anello chiuso) e una fotocellula per la sincronizzazione con la tacca del film.
Sono presenti anche Rtd Pt 100 per il controllo della temperatura.
Il sistema di controllo, per la sua importanza viene trattato in un paragrafo a parte.