Muitas vezes assumimos que novas tecnologias são necessárias para alcançar melhorias em velocidade, precisão e operações, mas aplicar um pensamento inovador a tecnologias maduras também pode trazer benefícios reais. A pneumática certamente pode ser considerada uma tecnologia madura. Ela começou a ser amplamente adotada no setor de automação na década de 1960. As válvulas solenoides surgiram na década de 1970, impulsionadas pelas primeiras gerações de controladores lógicos programáveis (CLPs).
Hoje, estamos vendo a integração contínua de eletrônicos criando dispositivos inteligentes que integram aplicativos de software, coleta de dados, comunicações em rede e diagnósticos de aprendizado de máquina incorporados para manutenção preditiva, qualidade aprimorada e redução de energia.
Os produtos pneumáticos se tornaram menores e mais precisos ao longo do tempo, mas não são apenas as características físicas que podem ser melhoradas ao considerar tecnologias maduras. Fatores humanos como usabilidade, conveniência e segurança são áreas tangíveis para desenvolvimento e melhoria. Tempos de montagem e construção de máquinas, custos de comissionamento no local e tempos de manutenção também são áreas onde uma abordagem inovadora pode ser aplicada, além dos aspectos de tamanho, desempenho e custo da tecnologia.
Tome os interruptores de sensor de cilindro como exemplo. Esses dispositivos são montados na maioria dos cilindros pneumáticos e fornecem feedback do sensor. Eles são mais frequentemente usados quando o cilindro atinge suas posições finais de avanço ou retração e, menos frequentemente, na posição intermediária - por exemplo, quando um movimento do cilindro limpou uma posição de sobreposição.
Os interruptores de cilindro são acionados por um ímã em anel ou tira magnética contida dentro do pistão dentro do barril do cilindro. O fluxo magnético alcança além do barril do cilindro não magnético e indica sua proximidade. O design inteligente e as simulações CAE permitem que a força e forma do fluxo sejam otimizadas para combinar com os cilindros e sensores de um fabricante para operação confiável. A correspondência é uma etapa importante que minimiza o potencial para que os campos magnéticos dos atuadores adjacentes, montados em proximidade um do outro, acionem ou bloqueiem a detecção confiável de sensores adjacentes.
Pode parecer que esses dispositivos são tão bem compreendidos e tão ubíquos que não há espaço para melhorias. No entanto, eles ainda têm algumas desvantagens.
Desafios de instalação para sensores de cilindro
Montar um sensor de cilindro no banco é simples. O interruptor do sensor desliza para o lugar a partir da tampa final ou é colocado na fenda do sensor de cima. É então uma questão simples de ajustar sua posição para refletir o ponto de comutação necessário. Isso requer trazer a haste do pistão/pistão para a posição final e, em seguida, com uma bateria ou fonte de alimentação conectada ao sensor, movê-lo até que o indicador de posição LED mostre que está na posição de saída correta. Para repetibilidade confiável, ajustar nas bordas da janela de comutação deve ser evitado, pois pode causar problemas posteriormente. A posição de comutação ideal é no meio da histerese de posição de detecção.
Esta é uma operação rápida e simples - até que o atuador seja instalado na máquina. Neste ponto, torna-se impossível saber precisamente onde o ímã dentro do pistão está fisicamente localizado em relação ao barril externo. Frequentemente também é difícil determinar as posições finais do atuador. O resultado é um dispositivo que não funciona corretamente. Comumente, ou a pressão do ar comprime o amortecimento de elastômero no final do curso além da posição de pressão ambiente, ou o cilindro não chega exatamente à sua posição final devido a batentes externos. As consequências de uma configuração de amortecimento ruim incluem desgaste no cilindro, ruído e vibração.
A solução alternativa usada por aqueles com experiência é configurar o interruptor aproximadamente no banco e depois fazer a configuração final ao ciclar o cilindro in-situ na máquina. Novamente, o que é um trabalho fácil no banco pode ser muito mais difícil na prática, especialmente quando o acesso é necessário dentro da proteção da máquina, em altura ou em locais de difícil acesso. Nessas circunstâncias, acessar a posição da chave Allen do sensor, ajustar e observar o LED indicador pode ser problemático.
Esta configuração final e ajuste de sensores de cilindro, juntamente com controles de fluxo de ajuste de velocidade e amortecimento de ar ajustável no final do curso do cilindro, leva um tempo considerável e pode resultar em desempenho subótimo. No entanto, a configuração final pode fazer uma grande diferença para a confiabilidade a longo prazo e a vida útil operacional.
