SENSORES INDUSTRIALES BÁSICOS APLICACIONES EN INDUSTRIAS CERÁMICA

Transcripción

1 SENSORES INDUSTRIALES BÁSICOS APLICACIONES EN INDUSTRIAS Esta guía permite conocer rápidamente las aplicaciones típicas de la industria cerámica RECOMENDADO PARA

2 Podemos ver aquí un esquema del proceso de producción de S: 2

3 Podemos encontrar 3 tipos de aplicaciones, según la etapa del proceso: PREPARACIÓN DE POLVOS Y PRENSADO En esta etapa se preparan los polvos que luego serán prensados. Proceso de Granulado Es un proceso por lotes (batch) para la materia prima, y puede estar automatizado en mayor o menor grado. Molinos y mezcladores Puede llevarse a cabo en molinos tradicionales, con menor automatización, o con molinos continuos de manera más avanzada. Los mezcladores de distintos tipos se ajustan a los distintos productos. Secador por Spray Seca los granos finamente nebulizados para obtener los polvos a ser prensados. 3

4 Prensado Aquí se les da la forma a las piezas en los moldes. Puede ser mediante prensas hidráulicas o extrusoras continuos. Secado En esta etapa pueden utilizarse diversos tipos de secaderos, verticales u horizontales, con uno, dos o tres niveles. Cortado Una vez prensado en los moldes puede haber una operación de corte, para darle la forma de manera más precisa al producto. 4

5 TRATAMIENTO Y ACABADO Una vez formado el producto, se Barnizado y Pintado El tipo de cerámicos a ser producidos definen el tipo y número de aplicaciones que una línea de barnizado y pintado debe tener. Esto significa que el estado físico del barniz a aplicar puede ser una suspensión acuosa, una pantalla que se mezcla con la masa, granulados, etc. La línea completa de barnizado queda compuesta de todos los elementos estándar colocados en la misma, cada uno de los cuales tiene su propio funcionamiento y las unidades de aplicación de barniz. Estos tratamientos superficiales se realizan sobre los transportes. Serigrafía Otra de las formas de impresión y decoración es mediante el uso de máquinas serigráficas en línea. Estos sistemas detienen al cerámico, y un aplicador coloca la pintura a través de una malla con el dibujo. 5

6 Manipulación de Materiales Automático y Sistema de Almacenaje (AS/RS Automatic Storage and Retrieval Systems) El sistema para transferir y almacenar los productos cocidos y sin cocer permite la separación de líneas de barnizado y selección de la línea de hornos. Esto asegura una carga y descarga continua del horno durante diferentes turnos en las áreas de producción. El almacenamiento significa que la producción puede organizarse en lotes, haciendo más fácil el cambio de productos e incrementar eficiencia de producción de la planta. Se utilizan Vehículos Automáticos Guiados (AGVs), que están programados para conducir productos a los puntos previamente planificados Cocción La cocción es una etapa fundamental del proceso tecnológico. Tienen suceso reacciones irreversibles que transforman la materia prima de la masa y los barnices o colores en el producto terminado. Hay hornos de simple o doble canal para distintos largos y anchos. 6

7 Inspección Cuando los cerámicos pasan bajo el sistema de inspección de la línea de producción. Varias cámaras de alta resolución escanean cada cerámico y el sistema analiza la imagen escaneada y las medidas y clasifica las sombras y la gravedad de los defectos visibles. Empacado Etapa para colocar el producto en contenedores de transporte de cartón corrugado. Los tipos de máquinas dependen de la forma en que se manipula usa el cartón: Codificado Carga Vertical, que suministra el contenido a un cartón corrugado a medio terminar. Armado Simultáneo (horizontal), que arma la caja de cartón corrugado envolviendo el contenido. Las etiquetas vienen en un amplio rango de adhesivos y materiales. Dependiendo del tipo de producto, puede requerirse un etiquetado especial. Se hacen pasar las cajas frente al cabezal que les aplica la etiqueta. 7

8 TRANSPORTE Y PALETIZADO Todas las etapas de proceso están unidas por líneas de transporte. A diferencia de otros procesos de fabricación, las líneas de producción de cerámicos hacen uso de los transportes como PARTE FUNDAMENTAL DEL PROCESO. Por ejemplo, para conducir las piezas por debajo de los sistemas de pintado, barnizado, inspección. Ordenado, Palletizado, Manejo de Pallets En el ordenamiento, empacado y armado de pallets, las piezas son chequeadas y clasificadas de acuerdo a tamaño, planaritud, defectos, etc. Luego se apilan por tipo homogéneo de productos, se empacan y son colocados en pallets. 8

9 REQUERIMIENTOS EN LA INDUSTRIA En la industria cerámica, existen requerimientos comunes a todas las industrias, relacionados con el control y mejora de la producción, y requerimientos propios. REQUERIMIENTOS GENERALES Reducir costos de producción. Tamaño reducido. Mayor flexibilidad. Cero mantenimientos. Reducir y normalizar el número de partes Incrementar la producción. Incrementar la eficiencia. Mejor uso del material con menor desperdicio Reciclaje Mayor flexibilidad en las máquinas (Multi-Tareas) Menores tiempos de cambio. REQUERIMIENTOS DE INDUSTRIA DE CERÁMICOS Resistencia a ambientes sucios y húmedos. De largo alcance e inmunes a la suciedad ambiente por su alta ganancia Sensores para aplicaciones especiales. Variedad de aplicaciones. 9

10 ALMACENAMIENTO TANQUES Y TOLVAS LIQUIDOS APLICACIÓN Detección de nivel en aditivos Capacitivo de sensibilidad ajustable Si el tanque no es metálico, puede detectarse el nivel desde afuera. Se requiere tener sensibilidad ajustable. Conviene que el tanque sea metálico, para mejorar el contraste de conductividad cuando hay o no producto. Se debe perforar el tanque para introducir el sensor. Si la instalación debe ser sanitaria, hay que colocar una protección aislante de teflón. Hay que verificar si hay acumulación de producto sobre el sensor, para que no genere falsas detecciones. ALMACENAMIENTO TANQUES Y TOLVAS POLVO APLICACIÓN Detección de nivel en aditivos Capacitivo de sensibilidad ajustable Si el tanque no es metálico, el polvo suele ser más difícil de detectar. Conviene que el tanque sea metálico, para mejorar el contraste de conductividad cuando hay o no producto. Se debe perforar el tanque para introducir el sensor. Si la instalación debe ser sanitaria, hay que colocar una protección aislante de teflón. Hay que verificar si hay acumulación de producto sobre el sensor, para que no genere falsas detecciones. 10

11 ALMACENAMIENTO SUPERVISIÓN DE TAPAS APLICACIÓN Posiciones de Puertas metálicas Sensores inductivos Como todos los movimientos de posicionamiento, generalmente se utilizan sensores inductivos para detectar posiciones. Pueden colocarse sensores inductivos de tipo no blindados para tener mayor alcance. Sólo se utilizan sensores blindados en el caso de que se requiera tener precisión en la detección del cerrado de la compuerta. También puede ser necesario el uso de sensores que detecten el acero inoxidable. OMRON E2A TRANSPORTE APLICACIÓN BANDA DE TRANSPORTE Detección de cinta en movimiento Sensores inductivos Una aplicación común en cintas de transporte es la detección del movimiento de la misma. Muchas veces sucede que por problemas mecánicos se rompe la transmisión de potencia, y aunque el motor este girando, el mecanismo conducido está detenido. Para eso, se utiliza un sensor inductivo que detecta el paso periódico de una pieza metálica que sobresale en algún rodillo de apoyo de la banda. Es necesario que el sensor sea capaz de resistir un ambiente sucio, y proveer gran distancia de detección, para absorber los movimientos de la banda. TRANSPORTE DE POLVOS OMRON E2Q5 11

12 PROCESO PRENSA VERTICAL APLICACIÓN Detección de posiciones Sensores inductivos La prensa es una de las máquinas claves en el proceso. Una de las aplicaciones de sensores es la detección de posiciones mediante sensores inductivos. OMRON E2A o E2Q5 (larga distancia) PINTADO SERIGRAFÍA TRANSVERSAL APLICACIÓN Detección de posición de cerámica Sensores Fotoeléctricos con Supresión de Fondo, Fibra Óptica o Laser. La máquina serigráfica transversal requiere detener con precisión al cerámico que va pasando por la línea. Para ello deben usarse sensores de gran precisión. Suelen usarse fibras ópticas, pero el polvo del ambiente puede ensuciar fácilmente la fibra. Otra alternativa es utilizar sensores con Supresión de Fondo, que suelen tener un área focal muy estrecha. También, el uso de sensores laser difusos permite un área de enfoque muy estrecha, y por eso, más precisa. OMRON E3Z-LS, o E3X DAC (fibra) o E3Z-LL (laser) 12

13 TRANSORTE APLICACIÓN BANDAS Conteo y verificación Sensores Fotoeléctricos Difusos A lo largo del proceso, los cerámicos pasan por diversas pruebas estructurales tales como rodillos de presión vertical - que verifican la resistencia mecánica de los productos. Los productos que no superan la prueba, son descartados. Por eso, las líneas de transporte de cerámicos requieren de gran cantidad de sensores de verificación y detección de posición, para determinar la cantidad producida y la merma de la línea. Habitualmente se utilizan sensores de tipo fotoeléctrico difuso enfocados verticalmente, pues los transportes mueven los cerámicos sobre 2 bandas laterales, tal como se muestra en la fotografía de la derecha. OMRON E3Z TRANSPORTE Y PRODUCCIÓN TODAS MEDICIÓN DE VELOCIDAD APLICACIÓN Medición de pulsos sobre engranaje Sensores inductivos o encoders Cuantos más pulsos, más preciso, pero más velocidad de respuesta se requerirá. OMRON E2A 13

14 MANIPULACIÓN APLICACIÓN ACUMULADORES Y CARGA DE BOXES Posición y conteo Sensores Fotoeléctricos Reflectivos e Inductivos Los puntos con más movimientos coordinados dentro del proceso son las mesas de acumulación y la carga de boxes. Se utilizan sensores reflectivos de largo alcance, para verificar que no haya cerámicos fuera de lugar en el momento de ingresar a los acumuladores y boxes para secado. También, se utilizan sensores inductivos para detección de posiciones de los movimientos mecánicos. OMRON E3Z (reflectivos), E2A (inductivos) 14

15 ALMACENAMIENTO APLICACIÓN Sincronismo y posicionamiento ALMACENAMIENTO Y RECUPERACIÓN AUTOMÁTICOS SINCRONISMO Sensores fotoeléctricos reflectivos o difusos, o inductivos de largo alcance En los sistemas de almacenamiento y recuperación automática se utilizan sensores de sincronismo en diversos puntos de la instalación, de manera de poder asegurar la presencia del transporte en puntos conocidos de la planta. OMRON E3Z (fotoeléctricos) o E2Q5 (inductivos) APLICACIÓN TRANSPORTE Sincronismo y posicionamiento VEHÍCULOS AUTOMÁTICOS GUIADOS SINCRONISMO Sensores fotoeléctricos reflectivos o difusos, o inductivos de largo alcance Son vehículos programados que conducen productos a los puntos previamente planificados. Estos equipos están comunicados por radio con el sistema de control. Una buena práctica es utilizar sensores de sincronismo en diversos puntos del sistema, de manera de poder asegurar el sincronismo del vehículo con la estructura de almacenamiento. OMRON E3Z (fotoeléctricos) o E2Q5 (inductivos) 15

16 INSPECCIÓN INSPECTORA VISIÓN ARTIFICIAL APLICACIÓN Sincronismo Fotoeléctricos Las máquinas de inspección por visión artificial requieren de un sincronismo MUY preciso para la toma de imágenes. Pueden usarse sensores de tipo Reflectivos preferiblemente laser o de Fibra Óptica, para lograr la mayor precisión posible. OMRON E3Z-LL (laser) o E3X DAC (fibra) TRANSPORTE SISTEMAS TRANSPORTADORES DE CAJAS DETECCIÓN LATERAL APLICACIÓN Detección y conteo Fotoeléctricos Pueden ser difusos, ya que el contraste con el fondo es bueno. Si las cajas son oscuras y hay fondo claro, deben usarse tipo BGS. A medida que pasan los cartones en el transporte el sensor detecta la presencia o ausencia de un cartón, sin importar el color ni el formato. OMRON E3F2 o E3Z-LS 16

17 ENVASADO ENCAJONADORA APLICACIÓN Detección de cartón Retroreflectivo o difusos Formadora de caja Formación de la caja alrededor del producto En este tipo de encajonadora, la caja se va armando alrededor del producto. Como hay múltiples pasos sucesivos en el armado de la caja, el control necesita detectar posiciones del producto, de la caja de cartón y de las piezas móviles de la máquina. Para el producto y la caja de cartón se utilizan sensores de tipo reflectivo o difusos si no hay mayor precisión. Para los movimientos de la máquina se utilizan en general sensores inductivos. Sistema de carga lateral Ingreso del producto dentro de la caja En este tipo de encajonadora, la caja hecha esta formada y el producto ingresa lateralmente. Se utilizan aquí sensores que detectan el producto y la caja y como el caso anterior pueden ser de tipo reflectivo o difusos si no hay mayores requerimientos de precisión. Empacado vertical Ingreso del producto dentro de la caja En este tipo de encajonadora, la caja hecha esta formada y el producto ingresa verticalmente. Se utilizan aquí sensores que detectan el producto y la caja y como el caso anterior pueden ser de tipo reflectivo o difusos si no hay mayores requerimientos de precisión. OMRON E3F2 o E3Z 17

18 APLICACIÓN TRANSPORTE ENVOLVEDORA DE CAJAS TERMOCONTRAÍBLE 2 Rodillos y barra de sellado Detección de film colocado Retroreflectivo Dos rollos de película plana se montan en la máquina, uno arriba y otro abajo. Los extremos se sueldan entre sí para formar una cortina. A medida que el paquete pasa a través de la cortina, las barras de soldadura se acercan al paquete y forman una manga. La barra de sellado/corte separan la manga y rearman la cortina para el siguiente paquete. Solapado del fondo (Bottom overlap) Se monta en la máquina un solo rollo de película, y se corta la longitud apropiada de film que se necesita para envolver el paquete. A medida que el paquete toca la parte delantera de la película cortada, una barra volante levanta la parte final del film y lo lleva a la parte superior, metiendo el borde de salida por debajo del paquete. El paquete envuelto a continuación, pasa a un túnel de calefacción para contraerlo. Formado Horizontal Un solo rollo de película contraíble se monta en la máquina y la película pasa por un formador. Durante el proceso de embalaje del producto se alimenta a través del formador. La parte delantera del paquete tira de la película a medida que va pasando, creando así un tubo. La parte delantera y trasera del tubo se sellan y el producto envuelto a continuación pasa al túnel de calefacción para contraer el film. El film utilizado en envasado absorbe muy poca luz de un sensor. Para la detección de presencia de film se utilizan sensores reflectivos para material transparente, que tienen calibrado el rango de ajuste para estas pequeñas variaciones de luz. OMRON E3Z 18

19 CODIFICADO CODIFICADORA CHORRO DE TINTA APLICACIÓN Sincronismo Fotoeléctricos Reflectivos o Difusos Las máquinas de codificación por Chorro de Tinta (Inkjet) necesitan sincronismo de precisión media o baja. Pueden usarse sensores de tipo reflectivos o incluso difusos, pues importa que la impresión quede hecha dentro de un margen de 1 o 2 mm. OMRON E3F2 o E3Z (reflectivo o difuso) APLICACIÓN CODIFICADO Sincronismo con la etiqueta CODIFICACIÓN Y MARCADO CODIFICADO SOBRE LA ETIQUETA Sensores de Marcas Generalmente la precisión del marcado requiere un sincronismo muy preciso con el borde de la etiqueta. Para eso se utilizan sensores de marcas que permiten una detección basado en el contraste entre la etiqueta y el fondo. OMRON E3MV 19

20 TRANSPORTE CINTAS Y BANDAS APLICACIÓN Detección de atascamiento Fotorreflectivo Cuando los envases de varias formas y las cajas se mueven a lo largo del transporte, es imperativo que se continúen moviendo de manera que no se creen retardos o daños debido a atascamientos. OMRON E3F2 o E3Z TRANSPORTE TRANSPORTE DE PALLETS APLICACIÓN Detección a larga distancia Fotoeléctrico Barrera o Retroreflectivo de largo alcance En esta aplicación no se requiere precisión pero si grandes distancias para no interferir con las operaciones. OMRON E3F2 o E3Z 20