Maîtriser le contrôle de tension dans le traitement de bande : composants essentiels expliqués

Contrôle de tension dans le traitement de bande – Composants clés
Récemment, Flexible Packaging a eu l'opportunité d'interviewer Mark Breen de Dover Flexo Electronics New Hampshire. Sure Controls est heureux de partager cette excellente information. Si vous êtes au Wisconsin, Sure Controls est votre ressource de référence pour les besoins en traitement de bande. Nous comprenons à la fois l'art et la science. Notre équipe d'ingénieurs a une expérience industrielle ainsi que plusieurs années d'expérience en gestion de comptes.

Qu'est-ce que le contrôle de tension ?

Le terme « contrôle de tension » appliqué au traitement des matériaux fait référence au contrôle dynamique de la tension sur une bande tirée à travers la zone de traitement d'une machine. La tension est créée soit par un dispositif de tension tirant (généralement un rouleau nip entraîné, un rouleau de contact ou un enrouleur) sur la bande à une extrémité (comme dans une zone de réenroulement ou intermédiaire), soit en augmentant la traînée à l'autre extrémité (avec un frein, un embrayage ou un entraînement régénératif, comme dans une zone de dévidage).

Systèmes en boucle ouverte

Dans un système de contrôle en boucle ouverte, la tension de la bande est mesurée par un dispositif, comme un capteur de tension, puis mise à disposition pour affichage sur un indicateur ou un autre type d'affichage. L'opérateur de la machine regarde la tension mesurée sur l'indicateur et effectue ensuite des ajustements manuels sur un dispositif de tension pour amener la tension réelle de la bande proche de la valeur désirée.

Systèmes en boucle fermée

Dans un système en boucle fermée, la variable de processus (la tension de la bande dans notre cas) dans une zone particulière du processus est mesurée plusieurs fois par seconde. La sortie du contrôleur vers le dispositif de tension est ajustée à un taux de boucle constant en réponse au signal d'erreur généré lorsque le contrôleur compare la valeur de tension mesurée à la référence désirée (point de consigne).

Quelle est la différence entre un système à capteur/cellule de charge et un système à danseur ?
Dans un système à danseur, le contrôleur commande au rouleau danseur (sur lequel passe la bande mobile) de se déplacer en réponse à un changement de position. Bien que le changement de position initial soit le résultat d'un changement de tension de bande, le contrôleur ne mesure pas la tension ni ne réagit aux changements de force aussi directement qu'un système à capteur.
Si la tension augmente, le danseur change de position, déplaçant un capteur, généralement un potentiomètre, et signalant au contrôleur de réduire ou d'augmenter le couple pour permettre au danseur de revenir à sa position d'origine. Si la tension diminue, la séquence inverse se produit. Les danseurs sont en réalité des contrôleurs de position, pas des contrôleurs de tension. L'avantage principal du système est sa capacité d'accumulation de bande, dont les schémas à capteurs de tension sont dépourvus. Un système à danseur peut être plus tolérant aux variations de vitesse créées par des rouleaux hors ronde ou des démarrages et arrêts fréquents, mais les danseurs ont certains inconvénients. Comparés aux systèmes à capteurs de tension, ils sont coûteux à concevoir, construire et installer. Ils sont difficiles à concevoir correctement et sont sujets aux erreurs causées par la masse, l'amortissement et le frottement. Ils ne peuvent pas afficher la tension ni compenser les petits mais significatifs transitoires de tension dans le processus.
Dans un système à capteur de tension, des capteurs de force spécialement conçus (capteurs de tension) mesurent la tension réelle de la bande dans le processus de conversion. Les capteurs sont généralement utilisés par paires, un installé à chaque extrémité d'un arbre de rouleau guide ordinaire.
Quels sont les composants/pièces courants qui tombent en panne dans un système de contrôle de tension pour le traitement de bande ? Les convertisseurs devraient-ils envisager de stocker ces pièces pour prévenir la perte de productivité due aux pannes ?
En raison de la nature statique de la plupart de ces produits, étant donné qu'ils sont boulonnés au châssis de la machine et subissent généralement un traumatisme physique minimal durant leur durée de vie, nous voyons très peu de véritables pannes de produits sur le terrain. Les composants ayant la durée de vie la plus courte sont ceux aux points de frottement et d'usure. Les roulements dans les capteurs, par exemple, qui tournent avec l'arbre du rouleau guide dans le cas de capteurs à arbre vivant, peuvent s'user avec le temps et devoir être remplacés après quelques années. De plus, les plaquettes de frottement des freins pneumatiques sont des articles consommables qui doivent être remplacés selon un calendrier de routine en fonction des niveaux de demande de l'application.
En dehors des plaquettes de frein de rechange, il n'y a pas de composants que nous recommandons à nos clients de stocker, sauf peut-être un ou deux capteurs de rechange en cas de besoin rare de remplacement d'urgence pour panne.

Disons que vous avez un vieux matériel de contrôle de tension qui semble fonctionner correctement. Quand quelqu'un devrait-il envisager de le remplacer ?

C'est une question déroutante pour nous. Bien que nous aimions vendre de nouveaux produits, notre mission envers nos clients est de leur fournir un équipement et une solution totale qui dureront de nombreuses années sans besoin de remplacement. Le seul vrai moteur pour un convertisseur ou un imprimeur de mettre à niveau un vieux système de contrôle de tension qui fonctionne bien est sa préférence personnelle. Deux raisons de mettre à niveau seraient : 1) Les nouveaux dispositifs électroniques de contrôle et d'indication de tension ont des ensembles de fonctionnalités avancées qui pourraient être attrayants, comme des interfaces graphiques plus faciles à utiliser avec écrans tactiles ; et 2) Tout type de garantie qui accompagne l'achat de nouvel équipement.
Comme pour les appareils électroniques grand public, à mesure que les microprocesseurs rétrécissent et deviennent plus puissants, le nombre de fonctionnalités et d'avantages réalisables dans un seul dispositif électronique industriel augmente aussi. Lorsqu'un nouveau contrôleur de tension avec une technologie plus avancée, un ensemble de fonctionnalités plus large et une empreinte plus petite devient disponible sur le marché à un prix raisonnable, les utilisateurs peuvent souvent justifier la mise au rebut d'un contrôleur plus ancien sur une base coûts/bénéfices.
La vérité est que beaucoup de nos clients sont heureux de rester avec leur vieil équipement s'il fonctionne bien. Nous avons des milliers de contrôleurs, indicateurs et capteurs de tension sur des machines à travers l'Amérique du Nord qui fonctionnent régulièrement en production industrielle depuis deux, voire trois décennies.