Cámaras infrarrojas para el control de los sistemas de cepillado De la protección contra incendios al control de calidad

“Donde hay humo, hay fuego”, dice el refrán. La empresa austriaca Binderholz GmbH procesa diversos productos en modernas máquinas cepilladoras. Si las piezas de la máquina se calientan demasiado, en el peor de los casos las virutas podrían inflamarse y provocar un incendio. Las cámaras infrarrojas de Optris detectan inmediatamente las piezas sobre calentadas y evitan así eficazmente el riesgo de incendio. Pero la tecnología infrarroja hace mucho más en esta aplicación: Las quemaduras en la madera causadas por una presión de contacto excesiva se minimizan. La madera tiene una tradición milenaria como material de construcción. Incluso hoy en día, la producción de madera sigue superando a la de acero u hormigón. Las posibilidades de aplicación son múltiples: Además de utilizarse como materia prima para la producción de papel, la madera también se utiliza como material de construcción y como material de decoración en la construcción de edificios y muebles.

Cepilladoras de alto rendimiento

Nuestro socio es el líder del mercado europeo de productos de madera maciza.

La empresa austriaca Binderholz GmbH (véase el recuadro) es líder en el mercado europeo de productos de madera maciza y soluciones innovadoras para la construcción. En las instalaciones de Fügen, Binderholz produce, entre otras cosas, láminas para vigas laminadas y tableros perfilados, así como tableros para suelos. Las piezas de madera maciza en bruto se alisan, pulen y, si es necesario, se perfilan en una cepilladora. La cepilladora de varios lados de aproximadamente 12 metros de largo tiene un total de once
husillos que pueden mecanizar la pieza desde todos los lados en una sola pasada. La madera se mueve a través de la línea de cepillado a una velocidad de hasta 3,4 metros por segundo. Las llamadas reglas de inserción y zapatas de presión, que se ajustan neumáticamente, presionan las piezas de madera contra los husillos. "Debido a las altas velocidades, el ajuste correcto de la presión de contacto es muy importante", dice el ingeniero eléctrico, responsable del equipamiento de las líneas de cepillado en Binderholz. Si la presión es demasiado alta, las tablas se sobrecalientan debido a la alta fricción, que en el peor de los casos puede provocar un incendio.

El software PIX Connect permite la superposición de varias imágenes térmicas en una imagen global / modo de fusión). La ventaja es que el punto más caliente (hotspot) también puede ser detectado dentro de la imagen global.

Imagen: binderholz

Control de la temperatura en la línea de cepillado

Para evitar el peligro de incendio causado por piezas calientes de la máquina, Binderholz se basa en el control de la temperatura en la línea de cepillado. Una medición de temperatura con sensores de medición convencionales no era posible en la planta, ya que el cableado habría sido simplemente demasiado grande, ya que las temperaturas debían medirse en muchos lugares. Además, los cables deberían estar protegidos, por ejemplo, contra los daños causados por las virutas. La solución fue el uso de cámaras infrarrojas del fabricante Optris. Se utilizan los modelos de cámara PI 400 y PI 640. Las cámaras PI 400 tienen una resolución de 382 x 288 píxeles; las PI 640 tienen una resolución que llega incluso a 640 x 480 píxeles. Las cámaras infrarrojas miden un valor de temperatura separado para cada píxel - hasta 125 Hertz.

En total, en Binderholz se instalan once cámaras de infrarrojos en dos líneas de cepillado. Vigilan todos los componentes críticos de las cepilladoras, que podrían dañarse si la temperatura es demasiado alta o, en el peor de los casos, provocar un incendio. Además de las reglas ya mencionadas anteriormente, que pueden sobrecalentarse debido a la fricción cuando se someten a una presión excesiva, esto también incluye partes de la tecnología de accionamiento, como engranajes, motores y ejes de accionamiento. El software de las cámaras tiene una funcionalidad que es particularmente importante para la protección contra incendios: La temperatura del punto más caliente dentro de la imagen - el llamado punto caliente - puede ser visualizado y evaluado. En el software se pueden definir valores umbral para la temperatura a la que se activan determinadas acciones. Hay dos niveles de alarma para la protección contra incendios: A una temperatura de 120 °C, se activa una prealarma que se indica mediante una luz indicadora universal. De este modo, el operador de la máquina recibe un aviso y puede comprobar la situación. Especialmente útil es la imagen de la cámara infrarroja en la que se marca el punto más caliente. Si se supera una temperatura de 130 °C, el sistema activa la alarma principal y se detiene el cepillo. Los umbrales de temperatura se pueden modificar en la visualización desde el puesto de mando de la línea de cepillado. En función del producto y del tipo de madera, son necesarios diferentes valores límite. Hasta ahora, el sistema ha sido capaz de detectar el sobrecalentamiento varias veces. Si se detectan tales daños en una fase temprana, el mantenimiento puede sustituir las piezas correspondientes antes de que se produzcan daños. De este modo se evita una avería con tiempos de parada de producción más largos y se aumenta la disponibilidad de toda la planta.

Seguimiento del proceso a través de un gran monitor en directo.

Imagen: binderholz

La monitorización por infrarrojos ofrece otras posibilidades

Sin embargo, el control de las temperaturas en las líneas de cepillado ofrece aún más posibilidades que van mucho más allá de la protección preventiva contra incendios De esta manera, también se puede evaluar la temperatura de la superficie de la madera. Dependiendo de la presión de contacto de las reglas de tope, la superficie de la madera también puede calentarse considerablemente. Además del riesgo de incendio, si las temperaturas son demasiado elevadas, la decoloración o incluso los restos de fuego pueden afectar a la calidad de la superficie. Inmediatamente después de la línea de cepillado hay un control de calidad, pero hasta el momento el que se noten las decoloraciones, pueden haberse cepillado muchas más tablas. Para evitar tales pérdidas de calidad, también se pueden utilizar cámaras de infrarrojos Optris. Controlan la temperatura de la superficie de la pieza de trabajo y garantizan así la calidad del producto final. Con el control de la temperatura de la superficie de madera por las cámaras de infrarrojos directamente en la máquina, se puede reducir la cantidad de desechos.

Integración sencilla de las cámaras compactas en la técnica de control

Gracias al diseño compacto de las cámaras de infrarrojos de sólo 46 mm x 56 mm x 76 mm, los equipos de medición pueden utilizarse de forma óptima incluso en espacios reducidos. Para el ingeniero eléctrico era igualmente importante que las cámaras pudieran integrarse fácilmente en la arquitectura de control y funcionamiento de la planta de cepillado: En el primer paso, cuando se alcanzaron los distintos umbrales de temperatura, se transmitió una señal a través de la salida digital al PLC, que reaccionó en consecuencia. "Mientras tanto, leemos el valor de la temperatura medida en el PLC y así monitoreamos la curva de temperatura", continúa.

Para la protección preventiva contra incendios, las imágenes infrarrojas de las cámaras también se muestran en un PC suministrado por Kapsch BusinessCom AG (sucursal de Innsbruck). Allí se ejecuta la licencia y el software libre PIX Connect de Optris. El moderno software tiene una interfaz de usuario intuitiva y ofrece numerosas funciones para el análisis y la documentación de los datos de medición. El software se puede personalizar y permite el ajuste de las alarmas disparadas a diferentes temperaturas. Especialmente importante es la visualización del hotspot dentro del área de grabación. De este modo, en caso de alarma, el operario reconoce de un vistazo qué parte de la máquina está actualmente demasiado caliente para poder tomar las medidas adecuadas.

Otras instalaciones previstas

El uso de cámaras de infrarrojos Optris en Binderholz es una historia de éxito. Además de la protección preventiva contra incendios, que protege las inversiones, también se puede integrar un innovador sistema de aseguramiento de la calidad directamente en los sistemas de planificación. El sistema ha convencido a los responsables hasta tal punto que ya se han realizado otras instalaciones en las plantas de la empresa en Austria y Alemania. "Los sistemas funcionan de forma absolutamente estable y están hechos a prueba de fallos", resume las experiencias positivas el experto.

A través de los once metros de largo de las máquinas cepilladoras corre
la madera hasta a 200 metros por minuto.
Imagen: binderholz

Ventajas de un vistazo

El control de temperatura sin contacto detecta en tiempo real las posibles fuentes de fuego
Los cambios no deseados en la superficie de las piezas de trabajo (por ejemplo, quemaduras en la madera) pueden detectarse a tiempo debido a los cambios térmicos.
Las cámaras infrarrojas industriales pueden mapear procesos a altas velocidades
Las cámaras de infrarrojos sin contacto requieren mucho menos cableado en el sistema que las sondas de medición convencionales.
El acoplamiento de diferentes cámaras de infrarrojos permite la monitorización de sistemas más grandes o de muchos componentes críticos.
El software Optris permite el ajuste de diferentes niveles de alarma