SAG – Linhas de perfilagem a frio
Cada grupo realiza uma parte de moldagem até obter o perfil com a forma desejada
Introdução
A velocidade de produção cria vários problemas de concepção no que diz respeito à mecânica e ao controlo do movimento
A perfilagem a frio é um processo de dobradura contínua: uma tira de chapa, geralmente de aço ou de alumínio, é passada através de uma série de rolos montados em grupos consecutivos.
Cada grupo realiza uma parte de moldagem até obter o perfil com a forma desejada. As perfiladoras são utilizadas para a produção de perfis abertos, como formas em omega, C, Z e as suas combinações, ou perfis fechados tais como os tubos que podem ser redondos, ovais ou quadrados. No fim da linha o perfil obtido é cortado à medida, através de um sistema de corte rápido.
O cliente
A SAG é uma empresa com sede na província de Milão especializada na realização de linhas de corte longitudinal e transversal de bobinas de chapa (Slitter e Cut to length line) e linhas de perfilagem para a produção de tubos soldados, perfis abertos e chapas onduladas.
O processo
A linha em questão é uma perfiladora utilizada para o processamento de chapa com uma espessura de 0,5 mm até 3 mm para realizar um perfilado com forma redonda (diâmetro até 50 mm) ou quadrada (lado de 40 mm).
A chapa é submetida a um primeiro tratamento de dobradura na secção de moldagem, depois passa pelo fin-pass onde o perfil é fechado com as margens da chapa colocadas lado a lado, é então soldada longitudinalmente de forma a obter um tubo redondo.
A secção de calibração reduz o diâmetro do tubo; daqui o tubo passa às estações de conformação que modificam a secção do perfil: é possível obter tubos quadrados, retangulares, redondos ou ovais.
Por fim, o tubo é cortado à medida por uma cortadora rápida. Esse sistema é chamado de corte rápido, porque permite obter pedaços de perfil num processo contínuo.
A cortadora está montada sobre um carro que se move paralelamente ao material a cortar; inicialmente o carro encontra-se à espera enquanto o perfil avança empurrado pela secção de moldagem. No momento certo o carro acelera até atingir a mesma velocidade linear do perfil e a posição correta de corte. Após ter atingido o sincronismo, o motor da cortadora move uma serra circular na direção do tubo e corta-o.
O problema
A velocidade máxima de produção de 160m/min. por um comprimento de corte de 6 m em serviço contínuo, contra o padrão de aproximadamente 100m/min., implica vários problemas conceptuais, quer de caráter mecânico quer de controlo do movimento.
Em relação ao controlo do movimento, as principais questões concentram-se no sistema de corte rápido. Elevadas acelerações, tal como a capacidade do sistema de sincronizar com precisão e o mais rapidamente possível o carro com o perfil a cortar, impõem a utilização de um sistema de controlo altamente dinâmico.
Para evitar um excessivo stress dos componentes mecânicos e o respetivo desgaste, o sistema de controlo tem de permitir movimentos o mais fluidos possível e a ausência de descontinuidade no pedido de binário.
A solução
Para obter um corte exato, o carro, além de encontrar-se na posição correta, tem de estar perfeitamente sincronizado em termos de velocidade. Qualquer diferença de velocidade origina imperfeições de corte, ou até mesmo estiragem ou roturas mecânicas: o firmware de controlo da cortadora rápida é concebido especificamente para ajustar a posição recíproca do carro e do perfil a cortar.
O perfil de velocidade do carro é definido por um came eletrónico em função da velocidade da linha e do comprimento de corte. As acelerações, tanto positivas como negativas, podem ser definidas com um perfil de linear até sinusoidal, de forma a poder escolher a melhor solução entre a necessidade de reduzir por um lado o binário máximo debitado pelo motor e por outro o desgaste das peças mecânicas.
A colocação em serviço do sistema é simplificada, porque o configurador GF-eXpress permite ajustar os parâmetros de sistema do inversor e os parâmetros específicos da aplicação. A utilização do osciloscópio digital Softscope de amostragem síncrona com amostra de 1ms, permite o controlo “run time” contemporâneo das variáveis do drive e da aplicação, otimizando assim o sistema de controlo.