mgr inĪ. Zbigniew Pilat, mgr inĪ. Marek GrabiĔski, mgr inĪ. Wiesáaw Kopacz, mgr inĪ. Jan Olczak
Przemysáowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
KONTROLA JAKOĝCI
W ZAUTOMATYZOWANEJ LINII MONTAĩU KOēCOWEGO
WKàADEK BEZPIECZNIKOWYCH
Wkáadki topikowe niskiego napiĊcia są dzisiaj najlepszymi rozwiązaniami do ochrony instalacji elektrycznych przed skutkami zwarü i przeciąĪeĔ. WĞród róĪnych parametrów wkáadek, specjalne znaczenie mają rezystancja elementu sensorycznego (topika) oraz gĊstoĞü piasku, który wypeánia korpus. Zapewnienie 100 % kontroli tych parametrów byáo jednym z gáównych celów projektu automatyzacji montaĪu koĔcowego wkáadek. W artykule przedstawiono liniĊ, która powstaáa w wyniku realizacji projektu.
QUALITY CONTROL IN THE AUTOMATIC LINE FOR FINAL ASSEMBLY OF FUSE-LINKS
Low voltage fuse-links are the best solution for protection of electrical installations again effects of short circuits and overloading. Amount different parameters of fuse-links, special important are resistance of sensor (fuse) element and density of sand, which fill the ceramic body. Assurance of the 100 % testing of these parameters was one of the main goals of the project, which includes automation of final assembly of fuse-links. The paper presents the manufacturing line, which is result of this project realization.
1. WPROWADZENIE
Urządzenie zabezpieczające instalacje elektroenergetyczne powinno przede wszystkim zapewniaü niezawodne przerwanie obwodu elektrycznego. Istotną cechą takiego urządzenia jest jego zadziaáanie tylko wtedy, gdy jest to rzeczywiĞcie potrzebne (przy wystąpieniu zwarcia lub przeciąĪenia). Przy szczegóáowej ocenie urządzeĔ zabezpieczających bierze siĊ pod uwagĊ równieĪ inne kryteria. Generalnie moĪna je podzieliü na piĊü grup [1] odpowiedzialnych za bezpieczeĔstwo, niezawodnoĞü, trwaáoĞü, róĪnorodnoĞü (dopasowanie do róĪnego zakresu prądów), efektywnoĞü (relacja wáaĞciwoĞci technicznych, kosztów urządzeĔ i ich dziaáania). KoĔcowa ocena zaleĪy równieĪ od typu i cech instalacji, w której zabezpieczenie ma byü zastosowane. W wielu przypadkach, najkorzystniejszym na dzisiaj rozwiązaniem okazuje siĊ bezpiecznik topikowy, nazywany równieĪ topikową wkáadką bezpiecznikową. Aby elementy te skutecznie zabezpieczaáy instalacje, muszą mieü odpowiednie parametry. Do najwaĪniejszych naleĪą rezystancja elementu bezpiecznikowego (topika) i stopieĔ zagĊszczenia piasku wypeániającego obudowĊ wkáadki. Pierwszy parametr zapewnia zadziaáanie bezpiecznika przy odpowiednim prądzie. Odpowiednie zagĊszczenie gwarantuje skuteczne wygaszenie áuku elektrycznego podczas przepalenia topika. W celu zapewnienia najwyĪszej jakoĞci produkcji, oba te parametry powinny byü kontrolowane dla kaĪdej wkáadki. Realizacja takiego zadania jest moĪliwa tylko w zautomatyzowanej instalacji wytwórczej, nadzorowanej przez inteligentny ukáad sterujący. Takie urządzenie do automatycznego montaĪu koĔcowego wkáadek bezpiecznikowych WT, z kontrolą jakoĞci w zakresie wspomnianych parametrów i archiwizowaniem danych o przebiegu produkcji zostaáo zbudowane przez zespóá PIAP dla firmy ETI Polam w Puátusku [2].
2. BUDOWA WKàADKI BEZPIECZNIKOWEJ WT
Zasadniczą czĊĞcią wkáadki WT (fot. 1) jest korpus ceramiczny (2) w ksztaácie prostopadáoĞcianu. W Ğrodku umieszczony jest topik (9) poáączony ze stykami noĪowymi (6). Korpus jest zamkniĊty z dwóch stron pokrywami (górna – 1 i dolna – 3, stalowe lub aluminiowe). Pokrywy są przymocowane do korpusu wkrĊtami (4) poprzez uszczelki – podkáadki (8). W jednej z pokryw (3) znajduje siĊ otwór, przez który wsypuje siĊ do korpusu wkáadki specjalny piasek kwarcowy. Po zapeánieniu wkáadki otwór jest zamykany poprzez wciĞniĊcie metalowego korka (5). Wewnątrz korpusu zainstalowany jest takĪe drut wskaĨnika zadziaáania (przepalenia) bezpiecznika. Drut z jednej strony jest zamocowany do blaszki sprĊĪystej (7) na górnej pokrywie (1) wkáadki, a z drugiej strony jest przyciĞniĊty przez korek (5).
Fot. 1. Budowa wkáadki topikowej przemysáowej na przykáadzie wkáadki WT-2C firmy ETI-POLAM: 1 – pokrywa górna, 2 – korpus ceramiczny wypeániony piaskiem, 3 – pokrywa dolna, 4 – wkrĊt, 5 – korek, 6 – styk noĪowy, 7 – blaszka wskaĨnika zadziaáania, 8 – podkáadka, 9 – element topikowy
3. PROCES PRODUKCJI WKàADKI BEZPIECZNIKOWEJ
Wkáadki bezpiecznikowe WT produkowane są w dwóch oddzielnych etapach. W pierwszym etapie, przy 100 % autokontroli elementów skáadowych, którymi są: styki noĪowe pokrywy, topiki, uszczelki (podkáadki), wkrĊty, korpus ceramiczny i wskaĨnik zadziaáania, montuje siĊ wkáadkĊ rĊcznie. W efekcie otrzymuje siĊ wkáadkĊ z przykrĊconymi do korpusu pokrywami i naciągniĊtym wskaĨnikiem zadziaáania, którego wolny koniec drutu jest okrĊcony na zaczepie pokrywy dolnej (3) wkáadki.Tak wstĊpnie zmontowana wkáadka odkáadana jest do skrzynki.
Drugi etap rozpoczyna siĊ od zasypania wkáadki piaskiem. PoniewaĪ wymagane jest odpowiednie zagĊszczenie piasku, wkáadka podczas zasypu poddawana jest wibracjom. NastĊpnie wkáadka jest zamykana korkiem. Odrywany jest drut wskaĨnika zadziaáania. Na ĞcianĊ boczną wkáadki, za pomocą tamponiarki nanoszony jest napis z danymi technicznymi i wkáadka przekazywana jest do pakowania.
W dotychczasowej organizacji produkcji oba etapy wykonywane byáy rĊcznie. Jedynie do wibrowania (zasypywania wkáadek piaskiem) firma ma specjalne urządzenie, do którego wkáadki zakáadane są rĊcznie i rĊcznie są zdejmowane. KontrolĊ zasypu i rezystancji prowadzi siĊ, badając wybrane wkáadki specjalnymi przyrządami zgodnie z normami ISO. Na podstawie doĞwiadczeĔ ustalono minimalny czas wibracji dla róĪnych typów wkáadek
(róĪne gabaryty obudowy). Czas ten z odpowiednim zapasem jest przyjmowany jako parametr technologiczny procesu produkcji.
Takie podejĞcie ma dwa zasadnicze niedostatki. Po pierwsze jest pracocháonne Po drugie wyniki badaĔ są zapisywane rĊcznie, co ogranicza moĪliwoĞü ich dalszego przetwarzania. Ewentualnie moĪliwe jest wprowadzenie ich do komputera, ale jest to czaso- i pracocháonne, a wiĊc kosztowne.
4. ZAUTOMATYZOWANA LINIA MONTAĩU KOēCOWEGO WKàADEK BEZPIECZNIKOWYCH
W celu rozwiązania wspomnianych wyĪej problemów, firma ETI Polam zdecydowaáa siĊ zamówiü urządzenie do automatycznego montaĪu koĔcowego (drugiego etapu) wkáadek bezpiecznikowych WT. UmowĊ na zaprojektowanie i wykonanie urządzenia podpisano z PIAP. W zaáoĪeniach urządzenie miaáo mieü postaü linii, umoĪliwiającej, po niezbĊdnych przezbrojeniach, produkcjĊ szeĞciu gabarytów wkáadek (trzy obudowy duĪe i trzy maáe). Produktem wejĞciowym linii miaáy byü wkáadki wstĊpnie zmontowane (po pierwszym etapie), a wyjĞciowym zmontowane kompletnie i oznakowane – nadruk tamponowy. Biorąc pod uwagĊ wczeĞniejsze doĞwiadczenia okreĞlono szereg wymagaĔ technicznych i funkcjonalnych, które miaáy zapewniü wysoką efektywnoĞü instalacji. Jako najwaĪniejsze z nich moĪna wymieniü:
¾ KoniecznoĞü 100 % kontroli rezystancji wkáadki przed zapiaskowaniem. PoniewaĪ moĪliwe są pomyáki na montaĪu lub wady/uszkodzenia topika zdarzają siĊ wkáadki, których nie ma sensu wpuszczaü w dalszą czĊĞü procesu produkcyjnego. Najlepiej jest wychwyciü je na wejĞciu linii i odáoĪyü do pojemnika braków.
¾ KoniecznoĞü 100 % kontroli poprawnoĞci zapiaskowania wkáadki. JeĪeli po napeánieniu poziom piasku w otworze zasypowym jest zdecydowanie poniĪej pokrywy, to wkáadka taka nie powinna byü dalej montowana, ale naleĪy ją odáoĪyü do pojemnika braków. ¾ ZamkniĊty obieg piasku. Podczas zasypywania wkáadek piaskiem, znaczna jego czĊĞü
rozsypuje siĊ wokóá. Stwarza to problem strat piasku oraz utrzymania porządku na hali produkcyjnej.
¾ Zastosowanie urządzenia odpylającego. Podczas piaskowania powstaje pyá, który jest szkodliwy dla zdrowia, a takĪe bardzo Ĩle wpáywa na urządzenia mechaniczne.
¾ Stworzenie dla kaĪdego modelu wkáadki procedury zawierającej parametry produkcji. WstĊpnie wymagano, aby dla danego modelu moĪna byáo ustawiü czas zasypu/wibrowania oraz warunki oceny pomiaru rezystancji (progi).
W wyniku realizacji projektu powstaáa zautomatyzowana linia montaĪowa wkáadek bezpiecznikowych WT záoĪona z czterech podstawowych zespoáów (rys. 1, fot. 2, [2]):
1. Transporter wejĞciowy w formie przenoĞnika indeksowego z magazynkami (kasetkami) wkáadek, który stanowi jednoczeĞnie bufor wejĞciowy linii.
2. Stóá zasypowy (obrotowy, indeksowy), na którym wkáadki są napeániane piaskiem i wibrowane.
3. Stóá montaĪowy (obrotowy, indeksowy), na którym wykonuje siĊ operacje: wciskania korka, obcinania nadmiaru drutu wskaĨnika przepalenia, pomiaru koĔcowego rezystancji bezpiecznika, tamponowania.
4. Transporter wyjĞciowy, zbudowany w formie przenoĞnika taĞmowego, który jest jednoczeĞnie buforem wyjĞciowym linii.
Rys. 1. Rozplanowanie linii montaĪu koĔcowego wkáadek WT: 1 – stóá zasypowy, 2 – stóá montaĪowy, 3, 4 – manipulator przekáadający, 5 – tarcza staáa, 6 – tarcza ruchoma, 7 – gniazdo stoáu montaĪowego,
8, 9 – ukáad usuwania drutu, 10 – baza do tamponowania, 11 – manipulator przekáadający wkáadki na transporter wyjĞciowy, 12 – stojak tamponiarki, 13 – separator wkáadek, 14 – áącznik stoáów, 15, 16 – ogrodzenie, 17 – odciąg, 18 – docisk korka, 19 – transporter poĞredni, 20 – transporter wejĞciowy (bufor),
21 – transporter wyjĞciowy, 22 – podajnik korka, 23, 24 tamponiarka, 25 – szafki testerów rezystancji, 26 – gáówna szafa sterownicza, 27 – urządzenie odpylające
Podawanie wkáadek miĊdzy tymi podzespoáami odbywa siĊ za pomocą systemu transporterów i manipulatorów. Przed stoáem zasypowym zainstalowany jest ukáad pomiaru rezystancji wkáadki. Elementy niezgodne z wymaganiami są odrzucane do pojemnika braków. Na koĔcu stoáu zasypowego znajduje siĊ optyczny czujnik poziomu piasku. Kontroluje on, czy wkáadka jest caákowicie zasypana. JeĪeli nie, przechodzi ona jeszcze raz cykl zasypania. System sterowania zapamiĊtuje pozycjĊ tej wkáadki i jeĪeli po kolejnym zapiaskowaniu poziom piasku jest za niski, wkáadka jest odkáadana do pojemnika braków.
Korki do zamykania wkáadek są jednakowe dla wszystkich modeli. Dostarczane są do stanowiska na stole montaĪowym za pomocą podajnika wibracyjnego wspóápracującego z manipulatorem. Na nastĊpnej pozycji stoáu montaĪowego odbywa siĊ odwiniĊcie i oderwanie nadmiaru drutu wskaĨnika zadziaáania wkáadki (przepalenia). Za tym stanowiskiem zainstalowany jest drugi ukáad pomiaru rezystancji wkáadki. Wynik tego sprawdzenia jest zapamiĊtywany. Na kolejnym stanowisku wkáadki dobre są tamponowane, a wkáadki záe przejeĪdĪają dalej bez nadruku. NastĊpna pozycja jest odpowiedzialna za wydawanie dobrych wkáadek na transporter wyjĞciowy. Wkáadki záe na kolejnej pozycji są wypychane ze stoáu montaĪowego do pojemnika braków.
LiniĊ obsáuguje jeden operator. Jego dziaáanie sprowadza siĊ zasadniczo do dwóch czynnoĞci, tj. zakáadania wstĊpnie zmontowanych wkáadek do kasetek bufora wejĞciowego
oraz odbierania gotowych wkáadek z transportera wyjĞciowego i zapakowania ich w pudeáka kartonowe.
Zmiana montowanej wkáadki w zakresie amperaĪu (w tym samym typie, gabarycie obudowy) wymaga tylko wprowadzenia odpowiedniej informacji z pulpitu sterowniczego, czas zmiany nie przekracza minuty. Zmiana typu montowanej wkáadki na inny gabaryt obudowy wymaga przezbrojenia linii. Czas wszystkich czynnoĞci przezbrojenia nie przekracza 15 min.
Fot. 2. Rozmieszczenie czĊĞci skáadowych linii montaĪowej w hali produkcyjnej ETI-POLAM: 1 – transporter wejĞciowy (bufor), 2 – transporter poĞredni, 3 – stóá zasypowy, 4 – manipulator przekáadający
wkáadki pomiĊdzy stoáami, 5 – stóá montaĪowy wkáadek, 6 – tamponiarka, 7 – manipulator przekáadający wkáadki na transporter wyjĞciowy, 8 – transporter wyjĞciowy, 9 – urządzenie odpylające
5. STEROWANIE ZAUTOMATYZOWANEJ LINII
Linią zarządza moduáowy ukáad sterowania. Jego jednostką nadrzĊdną jest sterownik PLC, model FX3U firmy Mitsubishi. Wspóápracuje on z moduáami wejĞü/wyjĞü cyfrowych i analogowych oraz pozostaáymi peryferiami – sterownikami stoáów obrotowych, falownikami zasilającymi silniki transporterów, ukáadami bezpieczeĔstwa itp. Caáy ukáad sterowania zamontowany jest w szafie sterowniczej (fot. 3), ustawionej obok linii. Na drzwiach szafy zostaá zamontowany dotykowy panel operatorski. SáuĪy on do
1 2 3 4 5 6 7 8 9
komunikacji operatora z systemem. Na Ğcianie bocznej znajduje siĊ m.in. záącze sieciowe Ethernet. UmoĪliwia ono doáączenie ukáadu sterowania do zakáadowej sieci informatycznej. Na dachu szafy zostaáa zamontowana wielokolorowa Ğwietlna wieĪa sygnalizacyjna, wyposaĪona równieĪ w buczek. SáuĪy ona do informowania operatora o stanie pracy maszyny (gotowoĞü, praca, awaria – ten stan jest dodatkowo sygnalizowany dĨwiĊkiem).
Przed projektantami i programistami ukáadów sterowania i automatyki zastosowanej w zautomatyzowanej linii montaĪu koĔcowego wkáadek bezpiecznikowych stanĊáy do rozwiązania trzy istotne zagadnienia związane z procesem. Dotyczyáy one kontroli poziomu zasypu wkáadki, pomiarów elektrycznych oraz czasooptymalnego dziaáania maszyny, które miaáo zapewniü najwiĊksza moĪliwą wydajnoĞü dla bardzo szerokiego asortymentu wkáadek (áącznie w czasie uruchamiania linii byáo ponad sto róĪnych modeli wkáadek, w szeĞciu wariantach gabarytowych).
Fot. 3. Szafa sterownicza stanowiska. 1 – panel operatorski, 2 – kontrolka zasilania, 3 – przycisk Stopu Awaryjnego, 4 – wáącznik gáówny
Jak wspomniano we wprowadzeniu istotnym zagadnieniem podczas produkcji wkáadek bezpiecznikowych jest odpowiednia gĊstoĞü zasypanego piasku wewnątrz wkáadki. Parametr ten determinuje m.in. zdolnoĞü do gaszenia áuku prądu zwarciowego. Jednym ze sposobów skontrolowania na bieĪąco podczas produkcji, czy piasek jest odpowiednio zagĊszczony, jest wykonanie pomiaru poziomu piasku po zasypywaniu.
JeĞli proces przebiegá prawidáowo poziom piasku we wkáadce powinien mieĞciü siĊ w bardzo wąskim zakresie. W tej linii montaĪowej za granicĊ taką zostaá przyjĊty poziom 1 mm poniĪej górnej páaszczyzny pokrywy wkáadki. Pomiar ten jest wykonywany za pomocą specjalnego dalmierza laserowego przez miaáy okrągáy otwór w pokrywie wkáadki, sáuĪący wáaĞnie do jej zasypywania. W przypadku, gdy poziom piasku we wkáadce jest róĪny od zaáoĪonego, wkáadka przechodzi przez gniazda zasypowe jeszcze raz w celu jej poprawnego zasypania. Kontrola poziomu zasypania (a poĞrednio gĊstoĞci zasypania) odbywa siĊ ponownie. W przypadku poprawnego wyniku wkáadka przekáadana jest na stóá montaĪowy, w przeciwnym wypadku odrzucana jako brak.
Jak widaü ukáad sterowania autonomicznie decyduje, jak postĊpowaü w przypadku, kiedy wystĊpuje jakieĞ zakáócenie procesu produkcji. Aby umoĪliwiü takie dziaáanie sterownika, w jego pamiĊci utworzono specjalne rejestry Ğledzące caáą historiĊ produkcji wkáadki, od chwili jej zaáoĪenia na stóá zasypowy aĪ do momentu, kiedy opuĞci ona kombajn montaĪowy. Rejestry te wykorzystywane są równieĪ do przechowywania wyników pomiarów elektrycznych, jakim podlega kaĪda wkáadka trafiająca do montaĪu w tej maszynie. Przed podaniem na stóá zasypowy wkáadka bezpiecznikowa jest poddawana pierwszemu pomiarowi rezystancji. W tym miejscu weryfikuje siĊ, czy wkáadka zostaáa wstĊpnie poprawnie zmontowana. JeĪeli wartoĞü ta jest poprawna (mieĞci siĊ w zadanej tolerancji) wkáadka jest dopuszczona do dalszego etapu montaĪu. W przeciwnym wypadku wkáadka jest odrzucana z procesu produkcji jako brak.
Wynik pomiaru zapisywany jest przez sterownik w rejestrach, o których uprzednio byáa mowa. Podobnie dzieje siĊ pod koniec procesu montaĪu, gdy dokonywany jest drugi pomiar rezystancji wkáadki (jako ostatnia operacja przed znakowaniem nadrukiem tamponowym). Ma on na celu zweryfikowanie, czy podczas montaĪu na linii nie doszáo do jakiegoĞ uszkodzenia wkáadki w wyniku dokonywanych na niej operacji (np. zerwania topika). Wynik drugiego pomiaru jest zestawiany z wynikiem pierwszego pomiaru dla danej wkáadki i wraz z datą oraz oznaczonym typem wkáadki zapisywany w specjalnym pliku na karcie pamiĊci w panelu operatorskim. Caáy przebieg produkcji wkáadki jest archiwizowany i moĪe byü w dowolnym czasie skopiowany do arkusza kalkulacyjnego na PC, np. w celu raportowania produkcji. MoĪliwe jest przesáanie danych za pomocą zakáadowej sieci informatycznej. MoĪna takĪe przenieĞü kartĊ pamiĊci z panelu do komputera i zgraü potrzebne dane.
Kolejnym waĪnym zagadnieniem dotyczącym sterowania, istotnym z punktu widzenia wydajnoĞci caáej linii, jest rozwiązanie problemu wspóápracy obu stoáów maszyny. Z uwagi na to, Īe dla róĪnych typów wkáadek czas zasypu bardzo siĊ zmienia (od 3 s do ponad 20 s), cykl pracy pierwszego stoáu jest zaleĪny od aktualnie produkowanego asortymentu. Dla drugiego stoáu montaĪowego cykl pracy jest staáy, nie zaleĪy od rodzaju montowanej wkáadki. Powstaá wiĊc problem, w jaki najlepszy sposób naleĪy sterowaü stoáami, aby ich praca byáa najbardziej efektywna. Dodatkowo, z uwagi na fakt pewnej autonomicznoĞci sterownika linii opisanej w poprzednich akapitach wiadomo, Īe wkáadka, która przeszáa proces zasypywania nie zawsze bĊdzie przeáoĪona na stóá montaĪowy. Dlatego, aby skróciü czas przebywania wkáadki w kombajnie montaĪowym (a co za tym idzie zwiĊkszyü wydajnoĞü caáej linii) zdecydowano, Īe cykle stoáów bĊdą niezaleĪne od siebie. Stoáy pracują asynchronicznie, kaĪdy obraca siĊ w chwili dla siebie dogodnej, niezaleĪnej od drugiego stoáu. Wyjątkiem w tym algorytmie jest jedynie moment przekáadania wkáadki ze stoáu zasypowego na stóá montaĪowy. DziĊki takiemu rozwiązaniu uzyskuje siĊ najlepszą wydajnoĞü dla tak szerokiego asortymentu produkowanego zautomatyzowanej linii montaĪu.
6. KONTROLA REZYSTANCJI WKàADEK
Rezystancja wkáadek bezpiecznikowych jest na poziomie m. Z wymagaĔ dla tego typu elementów wynika, Īe kontrola tej rezystancji musi byü dokonywana przy prądzie rzĊdu 10 % wartoĞci nominalnej. Oznacza to, Īe urządzenie pomiarowe zainstalowane w linii musi byü przestrajane w zakresie do 40 A (amperaĪ produkowanych wkáadek przyjmuje wartoĞci od 6 A do 400 A). Dodatkowo urządzenie to musi mieü moĪliwoĞü przekazywania wyników pomiarów do jednostki nadrzĊdnej – sterownika linii. Te wymagania spowodowaáy, Īe podjĊto decyzje o zaprojektowaniu i budowie specjalnego ukáadu pomiarowego, dedykowanego do tego zastosowania. Tester rezystancji wkáadek zostaá opracowany przez firmĊ ESCO [4].
Ukáad skáada siĊ z trzech gáównych elementów:
¾ zasilacza DC o duĪej wydajnoĞci prądowej ( 5 V DC í 40 A ),
¾ bloku czterech sterowanych Ĩródeá prądowych 0í10 A i ukáadu pomiaru mikrosygnaáów, ¾ ukáadu logiki kontrolera zarządzającego:
o sterowaniem Ĩródeá prądowych, o kontrolą wysterowania tych Ĩródeá, o pomiarem i obróbką mikrosygnaáów,
o komunikacją z jednostką nadrzĊdną (sterownik PLC).
Zasilacz DC dostarcza energii do Ĩródeá prądowych. ħródáa prądowe są sterowane odpowiednim sygnaáem analogowym wystawianym przez kontroler. Zakres wysterowania wynosi 0í10 A. Zwrotnie, kaĪde wysterowane Ĩródáo wystawia sygnaá proporcjonalny do rzeczywistego wypáywu prądu. Sygnaá ten sáuĪy do kontroli prawidáowoĞci pracy Ĩródáa. Wszystkie Ĩródáa są poáączone równolegle i osiągają caákowitą wydajnoĞü sumaryczną 40 A. ħródáa są zabezpieczone przeciwzwarciowo.
Po wysterowaniu Ĩródeá, sprawdzeniu prawidáowoĞci i osiągniĊciu stabilizacji wykonywany jest pomiar mikronapiĊü. Zakres pomiarowy wynosi 0í50 mV.
Pracą caáego ukáadu zarządza kontroler. Bada on stan wewnĊtrzny ukáadów, kontroluje prawidáowoĞü wysterowaĔ oraz komunikuje siĊ z PLC (przez kanaá RS-485). W ramach oprogramowanego protokoáu kontroler odbiera i realizuje otrzymane z PLC komendy (nastawy, start pomiaru) oraz zwrotnie przesyáa do sterownika informacje o wyniku pomiaru i statusie caáego ukáadu (Gotów, Pomiar, Pomiar OK, Wynik Pomiaru, Awaria).
Kontroler wyposaĪony jest w ekran alfanumeryczny, na którym niezaleĪnie wyĞwietla informacje o komunikatach z PLC, ustawieniach oraz wynikach pomiaru. Dodatkowo wysterowuje wskaĨniki LED: Gotów, Pomiar, Alarm. Ta funkcja jest przydatna podczas uruchamiania i diagnostyki dziaáania testera.
CaáoĞü urządzeĔ testera jest zabudowana w szafce sterowniczej 500×300×200 mm. Na Ğcianie czoáowej znajdują siĊ lampki informujące o stanie pracy testera. W linii zainstalowane są dwie takie szafki (pomiar wstĊpny i finalny) na konstrukcji noĞnej, nad stoáem zasypowym. Zamocowanie szafek zapewnia operatorowi moĪliwoĞü obserwowania stanu lampek.
7. ZAGĉSZCZANIE PIASKU I JEGO KONTROLA
Urządzenie wyposaĪone jest w ukáad grawitacyjnego zasypywania wkáadek piaskiem. Elementy zawieszone są w gniazdach stoáu podziaáowo obrotowego, pokrywą z otworem do
góry. W trakcie zasypu wkáadki poddawane są wibracjom. Wibracje wprowadzane są poprzez docisk elastycznych elementów do styków noĪowych wkáadki. Kierunek wibracji jest poprzeczny do osi elementu. Ukáad generujący drgania skáada siĊ z czterech wibratorów zbudowanych z uĪyciem elektromagnesów. Wibratory pracują z czĊstotliwoĞcią 50 Hz. KaĪdy wibrator wyposaĪony jest w indywidualną regulacjĊ amplitudy wibracji, daje to moĪliwoĞü zoptymalizowania parametrów dla poszczególnych wielkoĞci wkáadek bezpiecznikowych. Zasyp z wibracjami odbywa siĊ równoczeĞnie na 12 gniazdach stoáu podziaáowo obrotowego, dziĊki temu uzyskano wydáuĪenie czasu zasypu i wibrowania wkáadki z zachowaniem wymaganego czasu cyklu produkcji jednej wkáadki ok. 6 s.
PoprawnoĞü zasypania i zagĊszczenia jako parametry istotne dla prawidáowej pracy wkáadki poddawane są kontroli. PoprawnoĞü zasypania - uzyskanie odpowiedniego poziomu zasypu do 1 mm poniĪej górnej páaszczyzny pokrywy wkáadki kontrolowana jest w trakcie procesu produkcji w trybie automatycznym na 100 % zasypanych wkáadek. Do pomiaru zostaá uĪyty precyzyjny dalmierz laserowy o wysokiej rozdzielczoĞci, jak to opisano w czĊĞci dotyczącej sterowania.
Pomiar rzeczywistego zagĊszczenia piasku prowadzony jest wyrywkowo w trakcie procesu produkcji. Wybrane wkáadki po procesie zasypania zdejmowane są z uchwytów stoáu zasypowego i poddawane sprawdzeniu na przyrządzie kontrolnym typu sonda. Sprawdzaną wkáadkĊ umieszcza siĊ w gnieĨdzie przyrządu. Poprzez otwór zasypowy w pokrywie wkáadki wprowadzana jest sonda w postaci trzpienia kontrolnego. Miarą poziomu zagĊszczenia jest gáĊbokoĞü na jaką moĪna wcisnąü trzpieĔ o Ğrednicy 3 mm pod naciskiem 250 N. Wskazanie dla wymaganego poziomu zagĊszczenia powinno mieĞciü siĊ w zakresie okreĞlonym jako parametr technologiczny procesu (dla najmniejszych wkáadek jest to do 4 mm).
8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOēCOWE
Opracowana linia jest konstrukcją unikatową w skali Ğwiatowej. W zakáadzie uĪytkownika, ETI Polam w Puátusku, zostaáa zainstalowana i przekazana do eksploatacji w 2009 roku. Po okresie rozruchu, od początku 2010 r. pracuje w normalnym reĪimie produkcyjnym. Dotychczasowy okres eksploatacji potwierdza bardzo wysoką wydajnoĞü w porównaniu ze stanowiskami pracy rĊcznej.
Koncentracja produkcji w ramach koncernu ETI spowodowaáa wzrost zapotrzebowania na wkáadki WT produkowane w zakáadzie w Puátusku. Dlatego firma zdecydowaáa o budowie kolejnej linii, przeznaczonej gáównie do produkcji wkáadek o wiĊkszych gabarytach. Zamówienie ponownie trafiáo do PIAP. Zespóá projektowo-konstrukcyjny wykorzysta doĞwiadczenia i wnioski zebrane podczas prac nad pierwsza linią.
BIBLIOGRAFIA
1. Káopocki R.: Bezpieczniki topikowe i wyáączniki nadprądowe niskiego napiĊcia. Elektrosystemy 12/2005, Warszawa 2005.
2. Pilat Z., GrabiĔski M., Kopacz W., Olczak J.: Urządzenie do automatycznego montaĪu koĔcowego wkáadek WT. PAR 2/2011, Warszawa 2011.
3. http://www.etigroup.eu/index.aspx
4. Tester rezystancji topikowych wkáadek bezpiecznikowych WT. DTR. ESCO Warszawa 2010.
