Come mantenere un buon controllo della tensione

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Ecco un assaggio dell’intervista fatta da Nick Coombes a Gavin Rittmeyer di Martin Automatic, su come il costruttore americano (sede europea a Bretzfeld, Germania) ha risolto uno dei problemi centrali del processo di stampa.

NC: Quali i principali motivi che creano problemi di tensionamento sulle macchine da stampa?

GR: Gli stampatori e i converter sanno che controllare la tensione della bobina è essenziale per la qualità del prodotto finito. I problemi di tensionamento possono dipendere da diversi aspetti che hanno a che fare con la fase di sbobinatura: una diminuzione della velocità; l’operazione di giunzione e la ripresa di velocità dopo l’avvio della nuova bobina. Inoltre, bobine non perfettamente rotonde o sbilanciate possono compromettere la tensione anche durante un processo stabile.

NC: Come possono essere risolti questi problemi?

GR: I progettisti delle macchine devono considerare le caratteristiche della bobina, il peso del rullo, il sistema nel suo complesso, e la capacità dei macchinari a valle, che di frequente sono macchine da stampa. Devono anche permettere di impostare la tensione e i requisiti del controllo della tensione di ciascun processo. E questo può essere fatto con un trasduttore o un sistema a ballerini.

NC: Come funziona il sistema trasduttore?

GR: Un trasduttore o sistema a celle di carico si basa sul principio di “percezione e correzione”. Usa un dispositivo di percezione della tensione, come un rullo trasduttore e, tramite un sistema di controllo appropriato, cerca di mantenere costante l’output del sensore. Questo tipo di sistema non ha spazio di archiviazione e i tempi di reazione ne limitano la capacità di adattarsi rapidamente alle variazioni di tensione durante il processo.

NC: E il ballerino?

GR: È il nostro metodo preferito: un sistema a ballerino che adotta il principio della compensazione dell’inerzia assorbe con efficacia eventuali scompensi di tensione e garantisce la tensione costante della bobina durante il processo. Il ballerino usa il principio della compensazione delle forze di inerzia, che assorbe in modo efficace irregolarità nella tensione e garantisce al processo la costanza della tensione della bobina. Questo metodo si basa sul principio di ‘stabilire e mantenere’. La tensione è stabilita dal ballerino, e viene mantenuta grazie a un feedback del suo stesso movimento. La compensazione dell’inerzia si ottiene con l’ingegnerizzazione dei componenti del sistema, per equilibrare l’inerzia di traslazione (il movimento in alto e in basso del ballerino) e di rotazione (movimento di rotazione del ballerino). In questo modo, a differenza dei tipici sistemi a celle di carico o a trasduttore, assorbe le irregolarità della tensione invece di trasmetterle lungo il processo. Il risultato è una costanza della tensione della bobina.

NC: Sembra che si tratti di un semplice principio di fisica…

GR: Lo è, e rappresenta l’approccio ingegneristico di Martin Automatic ne quale non cerchiamo mai di complicare le cose che possono essere ottenute usando i principi fondamentali della fisica. Negli anni abbiamo introdotto dispositivi di controllo della tensione a compensazione dell’inerzia nei settori del rivestimento, della stampa e del converting. In ognuno di questi casi abbiamo contribuito in modo significativo all’evoluzione di questa tecnica. Questo concetto rimane il modo più semplice e più accurato di ottenere una tensione costante disponibile sul mercato. Lo stesso principio viene usato per sistemi di controllo della tensione nell’alimentazione in e out, oltre alla vasta gamma di sistemi di sbobinatura e di raccordo di Martin Automatic.

NC: Cosa la rende così speciale?

GR: La compensazione dell’inerzia può essere applicata a qualsiasi macchina da stampa e a quasi ogni applicazione. È particolarmente utile in processi che utilizzano supporti con una minor resistenza a trazione, come materiali non-tessuti e film estensibili. In questi casi il ballerino che compensa l’inerzia assorbe i picchi di tensione che altrimenti provocherebbero restringimenti o la deformazione permanente della bobina.  In questi casi, i nostri clienti possono facilmente gestire la tensione in una variazione tra +/- 0.25 pounds (1.1 Newtons), senza alcun bisogno di logiche di controllo complesse.

NC: Cosa implica la soluzione Martin?

GR: La giunzione a velocità zero di Martin include un accumulatore che non solo conserva abbastanza bobina da mantenere il processo in funzionamento a piena velocità durante la funzione di giunzione, ma utilizza anche la compensazione d’inerzia per assorbire i disturbi di tensione.

Quando si tratta di specifiche per la giunzione di bobine, gli ingegneri di Martin possono scegliere tra diverse configurazioni di nastri con diversi profili di accumulo o magazzinaggio delle bobine. A seconda del tipo di applicazione, alcuni accumulatori includono un sistema ballerino separato per offrire un controllo della qualità della tensione durante l’alimentazione della bobina.

NC: Questa tecnologia deve essere parte dell’installazione OEM?

GR: No, assolutamente no!  E questo è un fattore importante perchè i sistemi a nastro e a ballerino sono semplici e economici da installare e sono un modo per aumentare la velocità di processi già esistenti e per migliorare la gestione di bobine di materiali più leggeri o più sottili. Ancora una volta, usando semplici principi della fisica, abbiamo dimostrato come migliorare la produttività e avere più successo commerciale.

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