Los actuadores que controlan los movimientos de las puertas automatizadas han de tener en cuenta una serie de parámetros fundamentales:
- Peso: ¿cuánto pesa la parte del sistema que hay que mover?
- Velocidad: ¿cuál es el tiempo disponible para abrir o cerrar la puerta?
- Frecuencia de apertura: ¿se abre de forma continua o raramente?
- Golpes: ¿es importante la amortiguación para la absorción de los golpes?
- Apertura: ¿cuál es la carrera de la puerta? ¿Hay paradas intermedias?
- Seguridad: ¿hay personas trabajando en el entorno de la puerta?
Las condiciones perimetrales de la aplicación no suelen influir en los actuadores, pues los elementos neumáticos que se utilizan para abrir o cerrar las puertas no suelen encontrarse en la zona de trabajo. Aun así, deben estar protegidos, porque en un entorno de máquina-herramienta, cuando la puerta está abierta se puede producir proyecciones de residuos, como taladrina, que, sin la protección adecuada, podrían afectar al mecanismo.
El movimiento de las puertas debe evitar los golpes, ya que, en el caso de trabajar con máquinas de precisión, los golpes y las vibraciones pueden perjudicar los ajustes de precisión y a los acabados de las piezas.
La clasificación típica de puertas para entornos de máquina-herramienta incluye:
- Puerta de acceso: puede acceder un operario para llevar a cabo un trabajo concreto, por lo tanto, tiene requisitos de seguridad para minimizar los riesgos.
Puerta de carga y descarga de pieza / Puerta de cambio de herramienta: en el caso que no interactúen con personas, los requisitos de seguridad son estándar. La característica principal de estas puertas es la velocidad.
Soluções da Festo na automação de portas
Amortecimento ajustável PPV
A força que o cilindro gera deve ser suficiente para mover a massa da porta à velocidade do processo. É necessário considerar a velocidade constante que precisamos conseguir e a máxima que o sistema é capaz de alcançar. A energia é um conceito muito importante no qual a velocidade e a massa influenciam. A energia gerada durante o curso é a que deverá ser amortecida na fase final do movimento.
Um volume pequeno e um curso curto de amortecimento geram uma absorção de energia limitada; uma energia elevada no final do curso pode provocar saltos, choques e vibrações que é necessário evitar. Encontrar o ajuste ideal exige a adequação da velocidade através do regulador de caudal e conseguir o amortecimento ideal através do parafuso de amortecimento, que deve estar acessível.
Amortecedores hidráulicos
O sistema de amortecimento mediante fluxo de óleo garante a absorção da energia de movimento no final do curso. Este tipo de amortecedores precisa de mais espaço, em ciclos curtos produzem um aquecimento excessivo e a sua utilização deve ser evitada caso exista a possibilidade de contacto com fluidos de corte. São elementos de desgaste, de modo que, com o tempo, é necessário trocá-los.
Amortecimento PPK
Trata-se de uma solução de amortecimento personalizada. Na Festo, realizamos um estudo sobre as características do movimento e concebemos o sistema de amortecimento com provas reais. Alcança uma velocidade muito elevada, e é recomendável só no caso de aplicações repetitivas, uma vez que, embora a solução seja económica, requer um investimento considerável de tempo e estudo.
Entre as suas características principais, destacam-se a aceleração rápida, uma pressão de amortecimento mínima e adaptada, uma paragem suave e sem choques, alta absorção de energia e nom desempenho de amortecimento, não gera problemas de ajuste nem custos de pessoal, não requer acesso ao parafuso de regulação de amortecimento nem ao regulador de caudal.
Por outro lado, este tipo de amortecimento é ideal em portas onde não há interação humana, já que, iniciado o movimento e devido à alta velocidade, os limites de energia cinética que a norma define como máximos são ultrapassados e a implantação de funções de segurança não é facilitada.
Motion Terminal VTEM
Na Festo, desenvolvemos a pneumática digitalizada. O Motion Terminal VTEM é pioneiro na utilização de válvulas controladas por aplicações. O que faz é regular a pressão e o caudal em ambas as câmaras e, paralelamente, verifica a pressão e o grau de abertura em cada uma delas. As funcionalidades que este sistema proporciona são praticamente ilimitadas graças ao desenvolvimento de uma série de aplicações que simplificam o uso da função desejada.
VTEM permite regular a velocidade e a pressão em qualquer momento, bem como limitar a força máxima, de forma a não permitir que a diferença de pressões entre as duas câmaras seja superior a um determinado valor.
VTEM soft stop
É uma aplicação específica em que o atuador se desloca à velocidade máxima que o sistema permite, até que se aproxima no final do curso, momento em que trava suavemente.
Unidades eletromecânicas
Os atuadores elétricos podem ser sem guia, para portas seguras, simples ou duplas, de abertura horizontal; ou com guia, que, graças à correia dentada, geram muito mais força para poder suportar o guiamento da porta. Por último, os atuadores com fuso proporcionam a força necessária para manusear portas verticais muito pesadas.
Especificações para portas seguras
Uma máquina é considerada segura quando atende os requisitos que a Diretiva de máquinas (2006/42/EC) estabelece, e é responsabilidade do fabricante elaborar um conceito de segurança da máquina, desde a fase de construção, as suas funções e lógica de segurança, tendo em consideração as situações reais em que estará quando estiver em funcionamento.
A função da porta automatizada é relevante para a segurança. No caso de que a porta represente uma zona de perigo para o operário, deve cumprir certos limites marcados pela normativa. Não podem causar danos, por isso, controla-se a força de fecho, o valor da energia de impacto, a velocidade, os lados, ou o compartimento da porta diante de uma avaria.
Desta forma, algumas especificações para portas seguras são:
- Portas reversíveis: devem gerar energia cinética inferior a 10 J e a sua força estática não pode superar os 150 N.
- Portas não reversíveis: energia cinética inferior a 4 J e força estática inferior a 75 N.
Velocidade da porta
Uma porta que se fecha a alta velocidade pode ser muito perigosa para as pessoas; e, principalmente, consoante mais pesada for, por isso, para garantir um funcionamento seguro, para o cálculo da energia cinética gerada, é preciso considerar a velocidade e a massa.
Força de avanço e força de fecho
Em soluções elétricas é possível o controlo da força durante todo o percurso e no fecho, mas em soluções pneumáticas clássicas a força de avanço e a de fecho costumam ser diferentes, de modo que a dinâmica se refere à força que é exercida na porta para o avanço, e a estática é a que o atuador exerce no final do curso da porta.
Os limites máximos de força e energia de impacto estão regulados pela norma ISO/TR 15066, e consideram as partes do corpo que podem ser presas ou influenciadas por uma massa em movimento, como é o caso das portas automatizadas.
De acordo com o índice de risco inicial e da redução com medidas mecânicas de distanciamento e proteção das pessoas, o risco resultante, depois de uma análise de riscos, costuma pedir um nível de requisito Performance Level d (PL d), que é possível alcançar através de funções técnicas de segurança com estruturas redundantes de dois canais.
- Safe Torque Off: desliga a energia do circuito.
- Safe Brake Control: sistema de travagem no motor ou bloqueio no atuador.
- Safe Stop 1 ou 2: para o movimento e descarrega a energia ou detém-no e mantém a energia no atuador.
- Safely Limited Torque: facilita a limitação de força no sistema.
- Safe Operating Stop: proporciona uma paragem segura mantendo a pressão no atuador.
- Safely Limited Speed: diminui, controla e mantém a velocidade-limite.
