Módulos lineares de correia dentada em máquinas de impressão e têxteis

As máquinas de impressão e têxteis geralmente combinam longos deslocamentos, movimentos reversos repetidos e fluxo contínuo de material. Um cabeçote de impressão pode percorrer um substrato, um cabeçote de revestimento pode percorrer uma teia ou um mecanismo de manuseio de têxteis pode precisar se mover em sincronização com rolos, alimentadores e equipamentos de enrolamento.

Estas aplicações são uma escolha natural paramódulos lineares de correia dentada em máquinas de impressãoporque os eixos acionados por correia podem fornecer curso longo, alta velocidade e massa móvel relativamente baixa, sem os limites de velocidade crítica associados a parafusos giratórios longos.

No entanto, um bom desempenho depende de mais do que a velocidade máxima de deslocamento. A qualidade de impressão, a uniformidade do revestimento e o manuseio do tecido podem ser afetados pela ondulação da velocidade, vibração, elasticidade da correia, erro de sincronização e deflexão estrutural. Este guia explica comomódulos lineares de correia dentadasão utilizados em equipamentos de impressão e têxteis e o que deve ser verificado antes de selecioná-los.

Por que os módulos de correia dentada se adaptam à impressão e ao movimento têxtil

Muitos processos de impressão e têxteis exigem que um atuador se mova repetidamente através de uma ampla área de trabalho enquanto o próprio produto continua a avançar.

As vantagens típicas da transmissão por correia dentada incluem:

• Capacidade de viagens longas
• Alta velocidade linear
• Inversão rápida de direção
• Inércia móvel relativamente baixa
• Integração simples de vários eixos
• Uso eficiente de estruturas longas de máquinas

Princípio de aplicação:os eixos de impressão e têxteis devem ser selecionados em torno da suavidade e sincronização do movimento, não apenas da velocidade máxima. Um eixo rápido que vibra ou altera a velocidade durante o processo pode reduzir a qualidade do produto.

Movimento da cabeça de impressão: a velocidade deve permanecer controlada

Os sistemas de impressão digital podem mover o carro do cabeçote de impressão através de papel, filme, tecido, etiquetas ou outras mídias.

Um estágio acionado por correia pode ser eficaz porque o carro pode permanecer relativamente leve e mover-se rapidamente em uma largura longa.

Requisitos importantes de movimento geralmente incluem:

• Posição de varredura repetível
• Velocidade de digitalização estável
• Baixa vibração
• Reversão rápida fora da zona de impressão ativa
• Baixa massa do carro
• Comportamento previsível de cabos e linhas de tinta

A velocidade constante é importante dentro da zona de impressão

Se o disparo da impressão ou o posicionamento da imagem estiverem sincronizados com a posição do carro, a variação da velocidade poderá influenciar o espaçamento e o registro dos pontos.

O perfil de movimento pode, portanto, ser dividido em duas zonas:

• Zona de processo:priorize uma velocidade suave e previsível.
• Zona de retorno:use aceleração e desaceleração mais fortes para reduzir o tempo sem impressão.

Essa abordagem pode melhorar o rendimento sem forçar a seção de impressão ativa a usar dinâmicas agressivas desnecessariamente.

Por que o comportamento de reversão é importante na impressão bidirecional

Muitos sistemas de impressão invertem a direção na borda da área de trabalho.

A reversão repetida pode expor:

• Conformidade do cinto
• Tensão insuficiente da correia
• Vibração do carro
• Ressonância estrutural
• Erro de seguimento do servo

Se o processo imprimir em ambas as direções, as diferenças de posicionamento relacionadas à reversão poderão afetar o registro.

A tensão correta da correia, o suporte rígido do carro e o ajuste adequado do servo são, portanto, importantes para um movimento bidirecional consistente.

Movimento Linear da Cabeça de Revestimento

Os sistemas de revestimento e distribuição podem mover uma cabeça através de filme, folha metálica, papel, tecido ou outros materiais contínuos.

UMmódulo linear de revestimentopode ser usado para:

• Atravesse uma cabeça de revestimento pela teia
• Posicione um banco de bicos
• Ajustar a largura do aplicativo
• Mova os cabeçotes de inspeção ou medição
• Apoie a troca de produtos com base em receitas

A suavidade do caminho influencia a consistência do revestimento

Se o fluxo de material permanecer constante enquanto a velocidade do carro muda, a quantidade depositada por unidade de comprimento também pode mudar.

Para revestimento contínuo, características importantes do eixo incluem:

• Ondulação de baixa velocidade
• Aceleração suave
• Velocidade transversal estável
• Baixa vibração
• Boa retidão

Regra de processo:quando a qualidade do revestimento depende do material depositado por unidade de distância, a velocidade do movimento torna-se parte do parâmetro do processo – e não apenas um parâmetro da máquina.

Sistemas de enrolamento transversal e vento nivelado

O equipamento de enrolamento pode usar um eixo linear transversal para guiar fio, fio, fita, filme ou fibra uniformemente através de uma bobina.

Nestes sistemas, o eixo linear não funciona de forma independente. Deve manter uma relação definida com a rotação do spindle.

Os requisitos típicos incluem:

• Passo transversal preciso
• Sincronização estável com rotação do carretel
• Reversão controlada nas bordas do carretel
• Padrão de enrolamento ajustável
• Serviço longo e contínuo

A velocidade transversal está ligada à velocidade do fuso

Se a bobina girar mais rápido, o eixo transversal pode precisar se mover mais rápido para preservar o passo de enrolamento desejado.

Isso torna as engrenagens eletrônicas ou o controle de movimento coordenado úteis em muitos sistemas de enrolamento.

A sincronização é fundamental para a qualidade do enrolamento

Um módulo de correia sincronizada pode ser controlado a partir da posição do fuso, da velocidade da linha ou de outro eixo mestre.

Possíveis estratégias de controle incluem:

• Engrenagem eletrônica
• Câmera eletrônica
• Controle mestre-seguidor
• Sincronização de movimento PLC

A precisão mecânica por si só não pode garantir a qualidade do enrolamento se o tempo de controle entre os eixos rotativos e lineares for inconsistente.

Manuseio Têxtil e Transferência de Tecidos

As máquinas têxteis muitas vezes lidam com materiais leves, mas flexíveis, que podem enrugar, esticar ou deslocar-se se o movimento for muito abrupto.

Os módulos de correia dentada podem ser usados ​​para:

• Posicionamento do tecido
• Movimento da cabeça de corte
• Viagem da câmera de inspeção
• Transferência de pinça
• Manipulação de borda
• Carga e descarga automática

Materiais flexíveis requerem movimentos suaves

A alta aceleração pode fazer com que uma borda do tecido ou seção sem suporte oscile mesmo quando o carro estiver estável.

Os perfis de movimento devem, portanto, considerar o comportamento mecânico do têxtil, e não apenas do módulo.

Cabeças de corte e marcação

Os sistemas têxteis e de impressão de grande formato podem usar eixos de correia dentada para mover facas de corte, marcadores, lasers ou cabeçotes de jato de tinta.

Esses aplicativos geralmente combinam:

• Curso longo do eixo X
• Alta velocidade de deslocamento
• Mudanças frequentes de direção
• Massa moderada da ferramenta
• Requisitos de acompanhamento de caminho

Um eixo de correia dentada costuma ser atraente quando a ferramenta não exige um empuxo de processo muito alto e o curso longo é mais importante do que a rigidez estrutural máxima.

Quando a transmissão por correia dentada é uma escolha forte

Quando outro tipo de unidade pode ser melhor

Os módulos de correia dentada têm pontos fortes claros, mas outra transmissão pode ser mais adequada quando o processo exigir:

• Impulso muito alto
• Rigidez estrutural muito elevada
• Posicionamento absoluto extremamente apertado
• Digitalização de precisão em velocidade muito baixa
• Conformidade mínima de transmissão elástica

Sistemas de fuso de esfera ou motor linear podem ser preferíveis dependendo do curso, carga e precisão.

Elasticidade da correia e precisão de registro

As correias dentadas esticam-se elasticamente sob força.

O deslocamento elástico torna-se mais importante quando:

• A duração da viagem é longa
• A massa do carro é alta
• A aceleração é agressiva
• A correia é estreita ou tem menor rigidez à tração

Na impressão, isso pode influenciar o registro após mudanças de direção ou durante mudanças de cargas dinâmicas.

Para um registro preciso, use rigidez de correia adequada, tensão estável e feedback apropriado ao processo.

Codificador de motor vs feedback linear

A maioria dos eixos acionados por correia usa feedback do encoder do lado do motor. Isto é eficaz para controlar a posição e a velocidade do motor.

Entretanto, um codificador de motor não mede diretamente o estiramento da correia ou a posição do carro após a transmissão.

Para aplicações exigentes de registro ou medição, um encoder linear pode fornecer feedback mais direto da posição do carro.

O servocontrole é geralmente preferido para movimento sincronizado

Os sistemas de impressão, revestimento e enrolamento geralmente se beneficiam dos servomotores porque suportam:

• Controle de posição em malha fechada
• Controle de velocidade estável
• Engrenagem eletrônica
• Câmera eletrônica
• Reversão rápida
• Sincronização mestre-seguidor

Os motores de passo ainda podem ser úteis para eixos de ajuste simples ou tarefas de posicionamento de baixa dinâmica.

A rigidez da estrutura da máquina afeta a qualidade de impressão e revestimento

Um estágio de esteira preciso montado em uma viga flexível ainda pode produzir resultados de processo insatisfatórios.

A deflexão estrutural pode causar:

• Variação da altura do cabeçote de impressão
• Variação da lacuna de revestimento
• Mudança de foco da câmera
• Longo tempo de acomodação
• Desvio do caminho da ferramenta

Para máquinas largas, a rigidez da viga transversal deve ser avaliada tanto sob o peso estático da ferramenta quanto com a aceleração dinâmica.

Pórticos largos podem precisar de acionamento de eixo duplo

Grandes máquinas de impressão e têxteis podem usar dois eixos X paralelos que suportam uma viga transversal.

Isto pode melhorar a distribuição da carga, mas os dois lados devem permanecer sincronizados.

Verificações importantes incluem:

• Paralelismo mecânico
• Rigidez da viga transversal
• Homing de eixo duplo
• Sincronização eletrônica
• Comportamento de parada de emergência

Regra de unidade dupla:a sincronização do controle não pode compensar um pórtico mecanicamente torcido ou mal alinhado.

Poeira, fibra e névoa de tinta afetam a manutenção

Ambientes de impressão e têxteis podem expor o módulo a poeira de papel, fiapos, fibras, resíduos de revestimento, névoa de tinta e contaminação de adesivo.

Esses contaminantes podem afetar:

• Guias lineares
• Dentes da correia
• Ranhuras de polia
• Tiras de cobertura
• Sensores

Módulos de correia dentada fechados podem fornecer proteção adicional, mas o design do gabinete não garante automaticamente resistência completa à contaminação.

Módulos abertos vs fechados

Módulos abertos

Estruturas abertas são mais fáceis de inspecionar e limpar, mas expõem a correia e a guia mais diretamente a fibras e poeira.

Módulos fechados

Estruturas fechadas podem reduzir a contaminação direta, mas a inspeção e limpeza internas podem exigir mais acesso para manutenção.

A escolha deve ser baseada no ambiente real do processo.

A lubrificação da guia e a manutenção da correia são diferentes

A correia dentada normalmente funciona a seco, enquanto a guia linear geralmente requer lubrificação.

A manutenção deve incluir:

• Lubrificação da guia de acordo com a especificação do módulo
• Inspeção de tensão da correia
• Inspeção de dentes e bordas da correia
• Verificações de alinhamento da polia
• Remoção de fiapos e detritos

Não aplique graxa na correia como prática geral de manutenção.

Serviço Longo e Contínuo Muda a Estratégia de Manutenção

Os equipamentos de bobinagem e têxteis podem funcionar continuamente durante longos turnos de produção.

Os intervalos de manutenção devem considerar:

• Distância total de viagem
• Contagem de reversão
• Horário de funcionamento
• Nível de aceleração
• Estabilidade de tensão da correia
• Condição de lubrificação da guia
• Contaminação ambiental

Um eixo transversal com carga leve ainda pode acumular uma exposição à fadiga muito alta porque inverte continuamente.

Sincronização com velocidade da Web

Algumas máquinas de impressão e revestimento precisam do eixo linear para manter uma relação fixa com a velocidade da banda.

Os exemplos incluem:

• Correção de registro
• Verificação entre web
• Rastreamento de padrões
• Revestimento transversal
• Controle de passo sinuoso

O controlador pode usar um codificador no rolo da banda ou fuso como referência mestre, enquanto o eixo da correia segue um perfil de posição calculado.

Uma sequência de seleção prática

1. Defina o processo.Impressão, revestimento, enrolamento, inspeção, corte ou transferência?
2. Defina o curso e a largura da máquina.
3. Calcule a massa móvel e o balanço da ferramenta.
4. Defina velocidade e aceleração máximas.
5. Defina a estabilidade da velocidade da zona de processo ativa.
6. Verifique os requisitos de reversão e liquidação.
7. Definir sincronização com rolos ou fusos.
8. Selecione o perfil da correia, largura e tamanho da polia.
9. Dimensione o torque, a velocidade e a inércia do motor.
10. Verifique a rigidez do quadro e da viga transversal.
11. Avalie a contaminação por poeira, fiapos, tinta ou revestimento.
12. Planeje a manutenção pela distância real percorrida e contagem de reversão.

O que o QRXQ precisa para avaliar um eixo de correia de impressão ou têxtil

• Função da máquina
• Curso necessário
• Cabeça móvel ou massa do carro
• Velocidade e aceleração máximas
• Requisito de velocidade da zona de processo
• Repetibilidade necessária ou precisão de registro
• Frequência de reversão
• Requisito de sincronização
• Configuração de eixo único ou pórtico duplo
• Ambiente com poeira, fibra, tinta ou revestimento
• Preferência de motor e controlador
• Horário de funcionamento diário

Em máquinas de impressão e têxteis, o melhor eixo de correia não é simplesmente o mais rápido.É o eixo que combina curso longo, movimento suave da zona de processo, reversão repetível e sincronização confiável com o resto da máquina.

QRXQ avalia módulos de correia dentada de impressão e têxteis desde a sequência completa do processo, combinando acionamento por correia, servocontrole, rigidez estrutural e proteção contra contaminação à tarefa de produção real.