Cómo especificar una máquina de moldeo por inyección, parte 3: controlador de la máquina

En la primera y segunda parte de esta serie de tres columnas, ofrezco consejos sobre lo que se necesita considerar cuando se especifica la unidad de cierre y la unidad de inyección, respectivamente. En esta última entrega, nos centramos en el controlador.

Es un componente necesario de toda máquina de moldeo por inyección, y un controlador deficiente puede causar problemas importantes (y a menudo no reconocidos), que dan como resultado la pérdida de cientos de miles de dólares al año. ¿Por qué? Porque los controladores en su mayoría son complejos, no son fáciles de usar, tienen sutilezas extrañas y no hay uniformidad entre las marcas.

Si los moldeadores trabajaran con sólo un tipo de controlador quizás todo sería más sencillo, pero el hecho es que los procesadores generalmente tienen que lidiar con varios tipos, todos con diferentes formas de controlar los parámetros de la máquina.

El problema es que controladores configurados supuestamente de la misma manera funcionan de manera diferente. Una queja común que corrobora esto es que se tienen problemas al intentar hacer la misma pieza en diferentes prensas.

Esta “complejidad del controlador” se une a las presiones diarias de la producción, tales como puestas en marcha, solución de problemas, problemas de los robots, encontrar moldes perdidos, herramientas de fin de brazo, documentación, etc., además de los turnos de 8 a 12 horas, y esto es sólo la punta del iceberg.

Es raro que se pueda mantener todo en un entorno de producción típico. Si está diciendo ahora, " en mi empresa no", tal vez necesite pasar más tiempo en la planta. Sí, el fabricante de la máquina conoce el controlador, pero sólo maneja los suyos, no todos los demás que se pueden encontrar cada día.

Le propongo un reto: inicie una campaña insistiendo en que los constructores de maquinaria equipen todas las prensas con controladores que tengan cuatro páginas idénticas en contenido y diseño. Esto abarcaría inyección con secuencias de tiempo; movimiento de la unidad de cierre y eyección; tamaño de la inyección con recuperación del tornillo y temperaturas en la zona del cilindro; y una lista de página de datos:

• Tiempos reales para cada parte del ciclo
• Presión máxima durante la inyección
• Presión en la transferencia
• Posición real de corte
• Tiempo de rotación del tornillo
• Tiempo de ciclo
• Temperatura de la masa fundida (Si la tecnología se encuentra disponible).

Conclusión

El controlador de su máquina le está costando dinero (mucho tiempo) provocando problemas de producción y no permite que el personal de planta de producción haga el trabajo que requiere. ¿De acuerdo? Entonces muéstrele este artículo a su gerente para que entienda la situación.

Dicho esto, esta es mi lista de criterios generales para especificar un controlador:

1. La lógica del controlador es conjuntamente desarrollada por un procesador y un programador de computadoras.
2. La pantalla tiene que ser robusta y debe soportar 10 años de desgaste de producción.
3. La pantalla debe ser grande, brillante, fácil de ver por al menos dos o tres personas a la vez, para facilitar el entrenamiento.
4. Debe ser fácil introducir los valores de entrada
5. En todas las posiciones de entrada, cuando están resaltadas, debe aparecer el rango permitido cuando el área de la entrada es seleccionada.
6. Todas las entradas deben estar marcadas claramente en el idioma de su preferencia, no debe estar identificado por ningún símbolo o número.
7. El tiempo de exploración debe ser menor de 3 milisegundos (0.003 s).
8. Los temporizadores deben estar paralelos o en serie, lo que prefiera.
9. Los valores deben mostrarse como unidades (mm/seg) y no en porcentajes.
10. Luego se deben ofrecer los valores reales para establecer las entradas
11. El tiempo de llenado debe proporcionarse a al menos 0.01 segundos
12. Debe mostrarse la presión en la transferencia.
13. Debe mostrarse la presión máxima durante la inyección.
14. El controlador debe ofrecer un calibre digital constante y en tiempo real para las presiones de inyección, cierre, eyección y boquilla de contacto.
15. El controlador debe registrar los cambios en el proceso.
16. El tiempo para aprender del personal capacitado debe ser menos de 3 horas. No debe haber controles adaptativos —por ejemplo, correcciones en el siguiente tiro, tales como el control del amortiguador.
17. Las alarmas deben mostrarse en todas las pantallas, primero aparecerán las más importantes.
18. La alarma debe saltar y apagar si se obstruye el filtro de aceite
19. Debe haber una alarma por pérdida de amortiguación.
20. Las posiciones y presiones reales, etc., deben estar en la pantalla.
21. Sólo el fabricante de la máquina puede ajustar parámetros PID.
22. Debe estar equipado con un diagrama de flujo de solución de problemas cuando hay mal funcionamiento de la máquina.
23. Los gráficos de presión hidráulica o del plástico con respecto al tiempo (no a la posición) no deben tener ninguna pausa en la transferencia. Las gráficas deben estar a 100 puntos/seg como mínimo y las escalas eje deben ser configurables. La gráfica debe ser al menos la mitad del tamaño de la pantalla.
24. Las gráficas pueden estar sobrepuestas y deberían poder ser guardadas de una curva de referencia.
25. Deben operar en al menos tres idiomas (seleccionable).
26. Deben proporcionar presiones de plástico, así como presión hidráulica si se utiliza una unidad de inyección hidráulica.

Vamos a separar los temas relacionados específicamente con control de temperatura

27. Debe haber un control de temperatura PID para todas las zonas; El PID es automáticamente ajustado.
28. El inyector debe controlarse por la temperatura PID
29. La garganta de alimentación debe ser controlada por temperatura PID
30. El PID usa una referencia del ambiente.
31. Debe haber detección automática de fallas de la banda calefactora y con una alarma si se detecta
32. Los termopares y bandas calefactoras deben ser fáciles de instalar para agilizar su calibración y reemplazo, y para hacer el cambio rápido de cilindro.
33. Debe estar equipado con protección de arranque en frío
34. La temperatura del aceite debe estar controlada a ± 50 °C (100 °F) si es una unidad hidráulica con servo-válvula
35. El aceite se debe precalentar en el arranque, si es un sistema hidráulico

Llamemos al resto de la lista “miscelánea”

36. Los fabricantes deben completar las configuraciones del molde, por lo    menos 50 en la máquina, con otras configuraciones almacenadas en unidades que no sean muy costosas
37. Las actualizaciones del programa pueden ser actualizadas rápidamente, vía Wi-Fi (y sin costo) durante los tres primeros años.
38. Debe estar disponible un temporizador del ciclo total y un temporizador de la apertura del molde y debe funcionar en modo semiautomático.
39. Debe estar disponible una opción de selector de piezas basado en monitoreo de proceso seleccionable: tiempo de llenado, recuperación, ciclo, etc.
40. Deben poder comprobarse fácilmente los dispositivos de seguridad para que todo funcione correctamente.
41. Debe permitir perfiles de velocidad en la primera etapa/llenado (por lo menos cinco pasos, más no es necesario).
42. Los perfiles de velocidad deben fijarse por la posición, que gráficamente está acoplada a su velocidad en la pantalla, no porcentajes o piezas iguales de inyección.
43. La velocidad se debe establecer en unidades (mm/seg o volumen) en lugar de porcentajes.
44. Debe funcionar una alarma si no se alcanza la velocidad del sistema.
45. El fabricante de la máquina debe ofrecer delta P para el control de la velocidad adecuada, esto debe estar en la lista cerca de la información de llenado o del límite presión de primera etapa.
46. Las transferencias de la primera a la segunda etapa en la configuración deben mostrarse en todas las velocidades.
47. Debe ofrecer una tasa de baja velocidad para el control de empaque, mejor usar la del último perfil de llenado o la de la primera etapa,
48. Debe dar prioridad a la tarea adecuada durante el llenado o la primera etapa.
49. La linealidad de la velocidad debe ser razonable
50. Los datos de control de calidad deben estar disponibles para los criterios que desee, se deben mostrar gráficamente y en forma de tabla y debe poder descargarse vía Wi-Fi.

¿Hace falta algo? No dude en decírmelo.

Acerca del autor

John ​​​​B​ozzelli

Es el fundador de Injection Molding Solutions (Moldeo Científico) en Midland, Michigan, un proveedor de servicios de capacitación y consultoría para moldeadores por inyección, incluyendo LIMS, y otras especialidades. Póngase en contacto con  el autor en john@scientificmolding.com o scientificmolding.com