圖爾克精密壓塊機
2012/9/27 11:19:41
位于德國Ilsfeld的Weima Maschinenbau GmbH公司主要生產壓塊機和粉碎機。以前的產品使用接近開關來檢測壓桿、擠壓機構和預壓縮機的位置。為了縮短生產和維修時間，WEIMA現在正在將這種復雜的設計替換為來自圖爾克的LI-Q25電感式直線位移傳感器。客戶可以從設備的可視化和遠程控制能力中獲益。
每當出臺新的環境法規的時候，Iisfeld的Swabian鎮都會對其密切關注。這里正是WEIMA Maschinenbau GmbH公司的總部所在地。該公司主要生產壓塊機和粉碎機，并且經常獲益于這類新的環境法規。例如，在過去20年間，聯邦排放物控制法案明令禁止木制品企業焚燒膠木板廢料。木材廢料必須先粉碎然后與一種氧氣混合物一起焚燒。只有這樣才能獲得合適的溫度以完全燃燒掉黏合劑和涂料中所含的有毒物質。伴隨該法規的生效，WEIMA的粉碎機銷售量自然比以往任何時候都要好得多。
壓塊機產品也使這家機械制造商從廢料處理法規中得到了好處。如今任何要回收的東西（無論是鋁或其他金屬、塑料、絕緣材料、廢地毯還是廢紙）都要被壓成塊，以優化正確分類廢料的儲存、加工和運輸過程。但是，壓塊機的主要買家還是木材工業，他們主要將其用于滿足對可燃性燃料（主要用于生火或火爐）日益增長的需求。木屑也要進行壓塊以進行工業加工（例如在造紙過程中）。與大量散裝的木屑相比，木塊可以節省約90%的空間。一臺ISO標準集裝箱可運輸30噸木塊，而如果是木屑的話只能運輸7噸。
憑借其粉碎機和壓塊機，WEIMA已經成為歐洲市場的霸主。在這兩類產品中，該公司目前都使用了來自圖爾克的電感式LI-Q25直線位移傳感器。無磨損的位移傳感器目前正被用在兩種型號的粉碎機和TH 1500 M壓塊機以及更大的TH 3400 M型壓塊機中。
檢測雙擠壓機構的位置
WEIMA公司自1986年起就開始建造其第一臺設備了，而該公司以前在壓塊機中都是使用電感式接近開關來檢測位置的。每一臺壓塊機中都必須要檢測三個距離或位置：預壓縮機（用于將木屑擠壓成一個大塊）的位置、壓桿（用于將木屑擠壓成成型木塊）的位置以及在壓桿將原料擠壓成木塊的過程中所采用的雙擠壓機構的位置。壓塊機還有兩個用于排出木塊的彈出器軸。
木塊是在設備右側的兩個彈出器軸之間被擠壓成型的。壓塊機采用雙擠壓機構。木塊被連續擠壓成型，并交替從左右兩側彈出。當右側擠壓機構正在進行擠壓時，設備會將擠壓完成的木塊從左側彈出。然后左側擠壓機構會被移動到壓縮缸前面，并在右側擠壓機構彈出成型木塊的同時將一個木塊擠壓成型。該過程會連續地重復進行。按照這樣的順序運行時，在雙擠壓機構中必須總有一個木屑正好位于壓桿之前。否則，在最大型的壓塊機中其液壓機構所產生的大約600 bar壓力就會施加到金屬機構上（而不是木屑上）。這會帶來巨大的損壞，甚至會使設備完全毀壞。
現在使用了一個來自圖爾克的電感式直線位移傳感器來代替之前使用的接近開關，以檢測擠壓機構的位置。其帶來的好處從安裝時就已經體現了出來：以前裝配工必須把接近開關擰進去、對它們進行精確地調節、暫時上緊然后才能最終將它們固定好。“如果沒有將開關精確調節好，它們經常會很快損壞。” WEIMA集團的銷售經理Jorg Topfer在談到接近開關的問題時這樣說道。
壓塊機不只生產150 x 60 mm的成型塊，也能生產大尺寸成型塊
緊湊型TH 1500 M壓塊機可以使用叉車進行提升和運輸
裝配工現在只需將直線位移傳感器固定到雙擠壓機構的液壓缸上、并將傳感器中帶導軌的定位元件連接到液壓活塞上即可。然后電氣工程人員就可以通過PLC對傳感器自動進行示教。PLC會使其運動到擠壓機構的“最左位置”和“最右位置”并將直線位移傳感器的對應測量值記錄下來作為開關點使用。WEIMA的專家對傳感器進行編程就像使用一個開關一樣方便。PLC會計算4到20 mA的模擬信號值（該模擬信號僅與雙擠壓機構的兩個位置有關）并將其用于顯示。
壓桿的位置檢測
為了檢測擠壓位置，WEIMA現在使用了一個LI-Q25直線位移傳感器代替之前的兩個接近開關來檢測擠壓活塞（壓桿）的開始和結束位置。WEIMA將位移傳感器安裝在液壓缸上，并將定位元件連接到擠壓活塞上。安裝和校準與在雙擠壓機構上安裝傳感器時一樣簡單。PLC會自動對其進行校準。
WEIMA負責電氣工程和控制柜建造的Thomas Steiner解釋了新方案的好處：“我們沒有再遇到設置方面的問題。以前我必須將接近開關移動到預定位置，然后移動傳感器直到采集到輸入信號為止。而現在我只需要移動到一個位置，記下測量值并將其定義為反向還是正向即可。即使傳感器安裝出現5毫米的誤差也沒關系，因為之后還要進一步校準。”
與磁致伸縮傳感器相比，采用圖爾克電感諧振電路測量原理進行位置檢測的一個主要好處在于電感式系統不需要使用磁體。它主要是基于一個由定位元件（諧振器）和傳感器的線圈系統組成的振蕩電路，因此不易受到磁場或金屬環境的影響。除了抗干擾性以外，該測量系統還為WEIMA帶來了許多其它好處，比如該公司也涉足金屬屑壓塊機市場，而使用電感式測量系統可以保證金屬屑和粉塵不會堵塞定位元件。
使用直線位移傳感器代替滾珠鏈條
第三個直線位移傳感器用于檢測位于實際擠壓室上方的預壓縮機位置。預壓縮機會以較小的壓力將碎屑壓實，從而避免碎屑失控而進入擠壓室。預壓縮機對進入擠壓室的擠壓原料進行測量，并且需要連續不斷地得到原料的當前運動位置信息。在擠壓模式下，預壓縮機可以提供規定量的木屑。在長度模式下，它會逐漸添加木屑直到達到規定的木塊標準長度為止。
到目前為止，WEIMA的技術人員一直在使用他們自主設計的一套直線位移檢測系統。一個接近開關通過掃描汽缸上的滾珠鏈條來確定活塞的位置。鏈條由交替放置的金屬和非金屬滾珠組成。當活塞運動時，接近開關檢測到鏈條通過時所產生的開關脈沖，PLC對這些脈沖進行計數以確定出運動距離。該設計并不精確，而且需要大量的安裝和校準工作。
在此應用中，由于不僅需要開關信息還需要精確的位置信息，因此電感式直線位移傳感器可以充分發揮優勢。其設置方式與上文所述兩種情況完全一樣，可以通過PLC的示教程序來實現。
Steiner還特別強調了在顯示器上將整個擠壓操作可視化的價值：“可視化對于我們來說非常重要。此前我們只能在屏幕上概略顯示運動行程。而現在用戶可以在顯示器上逐個地對整個擠壓操作進行跟蹤和設置。如果設備停在了難以觸及的位置，可以從控制柜對所有參數進行設置，而之前這些都是完全不可能做到的。”
圖爾克直線位移傳感器的競爭優勢
銷售經理Topfer從自身的角度解釋了直線位移傳感器帶來的好處：“圖爾克的技術使我們比競爭對手領先一步。我們的競爭對手以前并未使用直線位移傳感器，而是使用限位開關和接近開關。而這在生產和檢修過程中所耗費的工作量要比我們大得多。這也意味著客戶可以通過我們的檢修操作獲得更低的維護成本。我們使用圖爾克的技術對設備進一步進行了真正的開發，而不只是對其進行升級。可視化和遠程控制能力為客戶帶來了實實在在的附加值。”
Töpfer承認新方案的價格稍高于接近開關方案，但是他馬上補充說這部分增加的成本實際上被原先方案中其他地方所帶來的成本（例如生產和檢修）所抵消。公司的授權代理商都十分清楚：你不可能僅僅通過比較兩個組件的標價就做出合理的成本預算。在做出決定時必須要考慮完整的解決方案以及在產品整個壽命周期中對全部成本的影響。“最終價格還是令人滿意的。”Topfer總結道。
預壓縮機上LI傳感器的模擬信號可以直接顯示在控制面板上
電感式定位元件在沿著LI-Q25的導軌上可靠運動
