Pruebas en una máquina moldeadora con un osciloscopi

Pruebas en una máquina moldeadora con un osciloscopi

Resultado de imagen para osciloscopio Fluke Serie 190 IIEn esta nota, se discuten varios sensores y su uso en el moldeo por inyección. Se describe cómo capturar los parámetros del proceso para ajustar las máquinas moldeadoras en la fase inicial, así como las mediciones para verificar la correcta operación para el mantenimiento.

Pruebas en una máquina moldeadora a inyección con un osciloscopio Fluke Serie 190 II

La tendencia de la automatización a reducir la mano de obra mientras se mejora la calidad del producto, es una fuerza que guía el mundo de la electrónica industrial, especialmente en procesos de instrumentación de control.

Fig. 1 Foto esquemática de una máquina moldeadora de plástico. Se indican los sensores del eje de desplazamiento (a), presión hidráulica (b), presión en la cavidad (c), temperatura para moldear (d) y temperatura de fundición (e).

Sensores

Para supervisar o controlar un proceso, los parámetros del mismo deben ser medidos. Esto es hecho normalmente con lo que se conoce como sensor. Para controlar el proceso, se opta por un sensor que entregue una tensión de salida, de hecho, en muchos casos el sensor es también un transductor. Existen sensores para la medición de diversas cantidades físicas, tales como:

  • Temperatura
  • Flujo
  • Presión
  • Acidez
  • Conductividad
  • Velocidad
  • Aceleración
  • Dimensión 
  • Rotación
  • Identificación
  • Posición
  • Dirección

Ajuste y mantenimiento del proceso

Las máquinas moldeadoras por medio de inyección de plástico utilizan sistemas de control termo-hidráulicos. Para un perfecto proceso de reducción, el sistema necesita ser ajustado y de igual manera el proceso óptimo requiere mantenimiento.

Los principales parámetros involucrados son:

  • Flujo de inyección material
  • Presión en la cavidad
  • Temperatura de fundición
  • Temperatura de moldeado (Fig.1)


Fig. 2: Ejemplo de un producto moldeado por inyección, la lente láser para reproductores de discos compactos. Consiste en una lente esférica óptica de 4 mm de diámetro, cuya conformidad con el molde está dentro de 0,1 milésimas de milímetro. Cuando el componente sale del molde está listo para montarse.

Los aspectos más dinámicos de estos parámetros son el flujo y la presión. En la fabricación de lentes para reproductores de discos compactos, por ejemplo, un simple ciclo de moldeo toma menos de 10 segundos.

Se mantiene un flujo constante y regular al controlar:

  • La posición del eje de desplazamiento
  • La presión hidráulica

Ambas se registran con un osciloscopio, como se muestra en la fig. 3. Para lograr un flujo constante, el desplazamiento lineal del eje de desplazamiento (alrededor de 10 mm, línea A roja) causa un incremento no lineal de la presión hidráulica de cerca de 100 bars (línea B azul).

Fig. 3: La posición del eje de desplazamiento (línea A roja) y el comportamiento de la presión hidráulica (línea B azul) se muestran como funciones del tiempo (Fluke serie 190 II).

El comportamiento de la acumulación de presión en la cavidad, que sube hasta un nivel de 1000 bars se muestra en la fig. 4 junto con la posición del eje de desplazamiento.

En la práctica, los técnicos responsables del control de producción de estas lentes plásticas, no podrían realizar correctamente sus trabajos sin las representaciones visuales mostradas arriba.

El osciloscopio es una herramienta fundamental durante la fase inicial del proceso de moldeado, o en situaciones de falla. Debido a la baja tasa de repetición del proceso, se requiere un osciloscopio con memoria de amplitud.

La necesidad de ajustar la máquina moldeadora a una configuración en particular, hace que las curvas de referencia de los parámetros que se muestran en las figuras 3 y 4 sean las más recomendables, reduciendo drásticamente el tiempo de ajuste.

Figura 4: La posición del eje de desplazamiento (A roja) y el curso de la presión en la cavidad del molde (B azul) mostradas como una función del tiempo (Fluke serie 190 II).

Conclusión

Los osciloscopios Fluke serie 190 II con sus resistentes baterías son ideales para usarse en ambientes donde se necesitan ajustar varias máquinas, incluso en condiciones de suciedad. Con la modalidad de memoria de amplitud se pueden capturar fácilmente los parámetros del proceso, incluso estos lentos procesos se pueden medir a exactitud con una lectura de cursos y almacenar para referencias futuras.

Traducción y adaptación del documento original

“Injection molding machine measurements with a Fluke 190 Series II ScopeMeter®” (www.fluke.com)

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