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artutom

Pistone con regolazione in base al carico applicato

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artutom

ciao a tutti,

 

volevo sapere se è possibile realizzare una automazione di questo tipo :

 

Devo sostituire un semplice pistone pneumatico a doppio effetto (una volta ricevuto il comando on, lo stelo preme su una leva ......arriva a fine corsa e torna indietro) con un pistone equivalente che svolga la seguente funzione :

-Una volta ricevuto il comando "On" lo stelo avanza , preme sulla leva e a questo punto devo poter leggere e regolare la resistenza all'avanzamento dello stelo in modo da bloccarlo e farlo tornare indietro quando è troppo elevata.

in pratica mi servirebbe un pistone con incorporato o da montare sullo stelo un dinamometro che misuri la compressione esercitata dallo stelo sulla leva ... esiste in commercio un prodotto del genere ?

 

Grazie

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Sandro Calligaro

Non so quasi nulla di prodotti pneumatici, quindi non saprei se esista un prodotto del genere.

Mi chiedo però se potrebbe andarti bene un motore elettrico, la cui coppia o forza è facilmente regolabile...

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Mirko Ceronti
5 ore fa, artutom scrisse:

preme sulla leva e a questo punto devo poter leggere e regolare la resistenza all'avanzamento dello stelo in modo da bloccarlo e farlo tornare indietro quando è troppo elevata.

 

 

Credo che con un pressostato regolabile, posto nella camera (presumo positiva) del pistone, Tu possa raggiungere lo scopo.
Quando la forza eccede, la pressione ovviamente aumenta.
Si tratta con la vite di regolazione, di andar a catturare il punto giusto di scatto del pressostato, e secondo me sei arrivato. :)
E' un metodo usato nelle presse, come finecorsa dell'insistenza al pressaggio (per intenderci)

Saluti

Mirko

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pigroplc

Se tu alimenti un pistone con aria compressa devi aspettarti un valore di pressione nella camera di spinta al massimo pari al valore della mandata del compressore a valle della valvola a meno che tu non decida di mettere una valvola di pressione analogica. Raggiunto il valore di set point (esempio decidi di spingere 3,5 bar e ti trovi sul trasduttore di pressione sul cilindro3,5 bar) decidi quindi di scambiare l'uscita della valvola e quindi tornare indietro.

In questo modo hai il vantaggio di:

1) regolare la pressione a monte quindi sei immune da picchi di pressione che magari danneggiano il materiale
2) verificare la pressione a valle 

Trucchetto: l'impostazione della pressione a monte deve essere poco superiore al valore che vuoi ottenere, del tipo 3,7 a monte per un 3,5 che vuoi ottenere a valle.

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ETR

Ciao artutom, tieni presente che è aria compressa e quindi hai tutti i fenomeni di compressione, polmone dei circuiti, mantenimento pressione costante a monte ecc... Se devi fare un controllo di coppia, per esperienza (sempre negativa, quando si è cercato di farla un po' come si deve), passerei all'elettrico. Gli azionamenti di alcune case, il controllo di coppia ce l'hanno integrato, per cui senza aggiungere celle di carico, hai quello che ti serve (anche perché ormai l'intercambiabilità cilindri pneumatici elettrici è garantita un po' ovunque).

 

Subentrano poi i ma e forse : costi, intervento meccanico, valori delle forze in gioco, che tipo di applicazione si tratta ecc... 

 

Buona giornata, Ennio

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84paolo

Sono d'accordo anche io... i controlli di coppia in pneumatica non funzionano mai. 

Esistono in commercio dei robocilindri relativamente economici per fare questi lavori e funzionano egregiamente

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artutom

Grazie a tutti per le risposte.

Sono proprio in fase di preventivo con il fornitore/cliente per la scelta elettrico o pneumatico.

Vi terrò aggiornati

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pigroplc

Io ho messo in funzione diversi attuatori elettrici che sostituiscono i cilindri e sono fatti dalla Wittenstein.
Funzionano con Sinamics e sono progettati in funzione del ciclo di lavoro. Certo è che con quello che costano hanno un campo di utilizzo quando si tratta di tempi ciclo dalle 15 battute al minuto in su.

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Livio Orsini
18 ore fa, artutom scrisse:

in pratica mi servirebbe un pistone con incorporato o da montare sullo stelo un dinamometro che misuri la compressione esercitata dallo stelo sulla leva ... esiste in commercio un prodotto del genere ?

 

Non so se esita in commercio bello e pronto.

Qualche anno fa uno studio di ingegneria aveva realizzato un prototipo, esposto anche al SAVE di Verona, usando una scheda NI su cui era stato implementato il SW di controllo.

Si usava una cella di carico come dinamometro, la sceda NI con il realtivo SW controllava una valvola proporzionale che controllava il cilindro.

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ETR

Ciao pigro, senza essere volgari, grazie al... (si fa per ridere). Con Wittenstein, stiamo parlando di signore meccaniche. 

 

La mia proposta si limitava a molto più beceri pistoni elettrici, anche da poche centinaia di newton, oppure motori lineari tubolari. Però consiglierei VIVAMENTE, di appoggiarsi a costruttori di elettroattuatori "puri" e di non andarsi ad impelagare con i costruttori di cilindri pneumatici, che almeno nella mia zona, sembra che sappiano solo tutto loro, per la semplice applicazione di un motore ai loro cilindri. 

 

Senza essere arrogante in ambito tecnico, però arrivano a propinarti di quelle oscenità tecniche, dimostrando notevoli lacune tecniche sulla parte azionamento che rischiano di compromettere seriamente l'applicazione. 

 

Buona serata a tutti e buon weekend, Ennio

 

 

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Semplice 1

Ciao artutom

 

Se devi proprio visualizzare su un display il valore preciso della forza di intervento limite alla quale il cilindro deve ritornare indietro allora devi per forza usare una "cella di carico" che può essere montata in prosecuzione dello stelo cilindro oppure sulla cerniera posteriore del cilindro.

A seconda della posizione di montaggio prescelta la forma meccanica della "cella di carico" può essere del tipo "giunto", "bottone", "rondella".....

Sono disponibili generalmente dei lettori di forza sui quali è possibile impostare un valore di riferimento al raggiungimento del quale viene chiuso un contatto pulito usabile per comandare il ritorno del cilindro (nel tuo caso).

 

Per vedere la gamma di dispositivi di una certa marca puoi andare su :

http://www.dspmindustria.it/prodotti/sensori-e-trasduttori/coppia?formPosted=FORM_37_66&SearchGROUP=52&SearchALL=

E' tutta roba americana con misure in pollici (fastidiose per noi).

Però se fai una ricerca "Celle di carico" troverai sicuramente roba europea.

 

Devi tenere presente che il montaggio delle "celle" richiede alcune avvertenze meccaniche che ti potranno essere meglio precisate da chi contatterai per avere maggiori informazioni.

 

Se invece bastasse una regolazione della forza di intervento senza una precisa indicazione su display allora ci possono essere delle altre soluzioni abbastanza sicure di tipo puramente meccanico o anche pneumomeccanico.

Per questo tipo di soluzioni bisogna però realizzare un disegno della parte meccanica che serve perché non esiste nulla di già pronto-commerciale.

 

In questo ultimo caso bisogna anche avere qualche schizzo e dimensione reale del sistema attuale per poter capire bene il possibile da farsi.

 

 

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lelos

ciao

se non ti serve un'alta  precis one :

cella di carico per rilevare la forza , valvola proporzionale per modulare la pressione in continuo

e naturalmente un piccolo plc con in/out analogici  

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Livio Orsini
1 ora fa, lelos scrisse:

cella di carico per rilevare la forza , valvola proporzionale per modulare la pressione in continuo

e naturalmente un piccolo plc con in/out analogici  

 

Il problema per un PLC è che la velocità di reazione di un sistema così è un po' troppo elevata per un PLC.

Al massimo si può campionare con periodo di 5ms e tutto l'algoritmo di regolazione deve essere svolto entro 1ms. Ovvimente questi son dati a spanne ma abbastanza reali.

 

Un sistema così può essere anche molto preciso.

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artutom

Ciao,

 

vi aggiorno...

 

Dopo aver ricevuto i prezzi troppo alti per applicazione: tutta elettrica oppure con cella di carico in linea al pistone........... * dai € 2.000,00 in su

Alla fine è stata installata una soluzione di compromesso semplice:

Come diceva Mirko ....  è stato montato un trasduttore di pressione con display integrato in ingresso alla camera di spinta del pistone ,regolato dal cliente.

A monte è stato messo un filtro con riduttore di pressione regolabile su stretto consiglio del tecnico della Univer per filtrare l'aria il più possibile.

Ho scelto un trasduttore con uscita a contatti in quanto non mi serviva l'elaborazione del segnale e anche per contrarre i costi.

A questo punto il meccanismo è semplice :

Con il riduttore a monte si regola da subito una pressione max che deve arrivare al pistone , una volta ricevuto il comando di "ON" vado a comandare l' elettrovalvola a 5/3 vie (che controlla il doppio effetto del pistone) il pistone parte se incontra troppa resistenza esempio 5 Bar , torna indietro e ricomincia a spingere fino a quando è arrivato a fine corsa oppure se rimane al di sotto della soglia impostata dal cliente.

Per ora è stato provato a banco è sembra funzionare correttamente .

 

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artutom

Dimenticavo .. pigroplc è esattamente come dicevi ...

 

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ETR

Ciao artutom, per la cifra che citi, non mi pare una follia, anzi. Piccolo problema : senza il valore di N di cui necessitavi, è difficile stabilirne il costo. Per una cifra del genere, un pistone elettrico sui 150 Nm con azionamento retroazionato DIRETTAMENTE con coppia, senza cella, lo trovi senza problemi (e la risolvi senza PLC a tempi di ciclo imparagonabili, come dice Livio).

 

Ti lascio solo la mia esperienza : controllo di coppia con cella, con valvola proporzionale, con elettrovalvola e trasduttore, tempo di ciclo nell'ordine di alcuni secondi, il tutto imposto con pneumatica per gestire degli stress test... risultato un regolatore proporzionale ogni 3:4 mesi da cambiare, ripetibilità dei valori di controllo (considerando un 10% di tolleranza) al di sotto del 5% dei cicli eseguiti. 

 

Applicazione ri progettata per una altro cliente, tutta elettrica, senza nessun problema, con valori stabili e senza rotture dopo più di un anno (senza considerare i consumi elettrici). Unico particolare, avendo dovuto gestire un range di misura della forza applicata, molto esteso, abbiamo dovuto chiudere l'anello di forza con una cella, perché la risoluzione del trasduttore di corrente del motore, non era cosi preciso. 

 

Ce però la tua applicazione, non ha particolari limiti di ciclo (numero), velocità e precisione, la soluzione che hai trovato può essere idonea alle tue esigenze.

 

Buona serata, Ennio

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lelos

ciao

il sistema elettrico costa di più ed è sicuramente molto più affidabile e preciso.

Dipende sempre da quanto si vuole spendere e accontentarsi di quello che si ottiene dall'investimento fatto.

 

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Sandro Calligaro
12 ore fa, ETR scrisse:

avendo dovuto gestire un range di misura della forza applicata, molto esteso, abbiamo dovuto chiudere l'anello di forza con una cella, perché la risoluzione del trasduttore di corrente del motore, non era cosi preciso.

Per curiosità...

Si trattava di un motore lineare (magari tubolare) o c'era un riduttore?

Ti ricordi più o meno che precisione era richiesta, e quant'era il minimo del range, rispetto al massimo?

 

Volevo capire quanto fosse la precisione effettiva della misura indiretta di forza, basata su quella di corrente...

La risoluzione che di solito si usa in un drive, per la misura di corrente, è 12 bit. Visto che il range è simmetrico rispetto a zero, e tenendo conto di un margine di sovraccarico di 2 o 3 (che solitamente si tiene) la risoluzione è circa tra 1/1000 e 1/700.

Mi aspetto che il problema non sia la risoluzione, ma semmai la precisione del sensore di corrente e dei parametri (che però si potrebbe calibrare).

Poi anche i sensori di forza avranno una loro precisione, non infinita...

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pigroplc
15 ore fa, artutom scrisse:

Dimenticavo .. pigroplc è esattamente come dicevi ...

 

è l'unico modo che conosco per poter gestire la regolazione ad aria, costa poco e per applicazioni non esasperate è un compromesso accettabile.

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ETR

Ciao Sandro, in merito alla tua domanda ti posso rispondere che l'accoppiamento era diretto con un motore tubolare lineare.Il problema è sorto tra il primo dimensionamento e collaudo (andato tutto bene) e un successivo sviluppo, che richiedeva un range di misura di 1:1000. Volendo mantenere un margine ulteriore sul secondo target richiesto (inferiore 1000 volte, per intenderci), abbiamo optato direttamente per una cella di precisione, passando tutto su hardware dedicato e non , come molte altre volte abbiamo fatto, su medesimo hardware del PLC. Il tutto sempre per una questione di precisione e ripetibilità.

 

Per una volta non abbiamo optato per dei compromessi sulla misura (richiesta del cliente) ed abbiamo optato per le prestazioni.

 

Saluti a tutti e buona giornata, Ennio

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Sandro Calligaro

Grazie, Ennio.

 

Un range dinamico di 1:1000 è difficile anche per una cella di carico, figuriamoci per i sensori di corrente interni al drive (che, comunque non assicurano una linearità con la coppia così elevata).

In un brushless (immagino che il tubolare fosse un sincrono a magneti permanenti, anche se lineare) mi aspetto una precisione sulla forza/coppia non migliore dell'1% (anche considerando la precisione della procedura di taratura dell'offset dell'encoder).

Magari si può ottenere di meglio con una taratura fatta con una misura di forza/coppia, ma si ha anche una certa deriva nel tempo e con la temperatura, a causa della variazione dell'induzione dei magneti.

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