CONTROLADOR DE HUMEDAD EN UNA BODEGA

CONTROL DE GUÍA DE BORDE PARA UNA BOBINADORA

DE LÁMINA

Cuando una lámina de material ha terminado su procesamiento, se enrolla en una bobina o rollo

para su manejo y embarque posteriores. A esta operación se le llama rebobinado (o simplemente

bobinado) y se ilustra en la figura 15-7. La rosa de los vientos indicada en la figura

15-7(a) se usará para especificar las direcciones de movimiento en la descripción del sistema de

bobinado, y ayudará a evitar confusiones.

La lámina en movimiento pasa bajo un rodillo loco fijo, y se bobina en el rollo final. Si la

operación de bobinado fuera solamente de hacer girar el rollo final y alimentarle la lámina, casi

con seguridad las bobinas producidas estarán torcidas. Esto es, las partes individuales de la

bobina no estarían alineadas entre sí: los lados estarían ondulados o “telescopiados”. Eso dificultaría

el manejo y el transporte de la bobina y aumentaría la probabilidad de dañar los bordes.

Para producir bobinas derechas es necesario tener algún tipo de control para asegurar que

cada parte de la bobina esté alineada con las demás. Hay dos formas de hacerlo:

1. Guiar la lámina móvil para corregir cualquier tendencia que tenga a moverse lateralmente

en relación con una bobina final fija.

2. Desplazar lateralmente el rollo final para seguir cualquier movimiento lateral de la lámina

en movimiento.

De esos dos métodos se prefiere el segundo en muchos materiales laminados, en especial las láminas

metálicas.

La posición del rollo final suele estar controlada por un cilindro hidráulico. El vástago del

cilindro se fija a la base de montaje del rollo, como se ve en la figura 15-7(a). El dispositivo sensor

de posición es una celda fotoconductora grande, de más o menos 1 pulgada de diámetro. En

la figura 15-7(b) se muestra una vista del conjunto de detección fotoeléctrica del borde; es lo

que se ve hacia el este, a lo largo de la parte superior de la lámina en movimiento. Si la lámina

está bien posicionada, bloqueará exactamente la mitad del ancho haz de luz que irradia la lámpara.

La otra mitad del haz luminoso llegará a la fotocelda.

Si la lámina en movimiento se desplazara hacia el sur, entrando más en el conjunto fotoeléctrico,

a la fotocelda llegará menor cantidad de luz. Eso se detectaría eléctricamente e iniciaría

la acción de control, para mover hacia el sur el rollo final y mantenerlo alineado con la

lámina en movimiento.

Si la lámina se desplazara hacia el norte, saliendo del conjunto fotoeléctrico, la mayor iluminación

de la fotocelda haría que el rollo final se moviera hacia el norte. La figura 15-7(a)

muestra que el sensor de borde se monta en un brazo, fijo a la base del rollo final. Así, el sensor

de borde se mueve con el rodillo final y siempre mantiene una posición fija del borde de la lámina

en relación con el rollo. De esa forma el rollo final se mantiene alineado con una posición

fija del borde en relación con el rollo. Cada parte de la bobina se alinea con las demás, y la bobina

se enrolla derecha.

El circuito electrohidráulico que hace este control se ve en la figura 15-8. Su forma de trabajar

es la siguiente. La celda fotoconductora en el sensor de borde tiene una resistencia aproximada

de 5 k cuando la banda en movimiento bloquea la mitad del haz luminoso. El

potenciómetro de ajuste de polaridad, P1, se ajusta para activar el transistor Q1 lo suficiente para

que su voltaje de colector sea unos 2 V. El voltaje del colector de Q1 se aplica a la base del

transistor de potencia Q2. Eso hace que conduzca Q2, estableciendo un flujo de corriente en la

bobina de accionamiento de 320 , que hace oscilar al tubo del chorro hidráulico.

El conjunto del chorro hidráulico está diseñado de tal forma que una corriente de 10 mA por

la bobina de accionamiento hace que el tubo de chorro esté perfectamente centrado. El ajuste de la

posición central se hace con el ajuste del resorte de balanceo. La fuerza mecánica que ejerce el resorte

de balanceo es igual y opuesta a la causada por el imán permanente y la bobina de accionamiento.

En la figura 15-8(a), el potenciómetro de polarización P1 se ajusta manualmente para

suministrar exactamente 10 mA de corriente a la bobina de accionamiento cuando el haz luminoso

está bloqueado exactamente a la mitad. Al disminuir la resistencia P1 aumenta la corriente

en la bobina de accionamiento, y al elevar la resistencia P1 disminuye la corriente por la

bobina. El ajuste de P1 la harían los usuarios del sistema antes de ponerlo en servicio.

La estabilidad térmica se obtiene con el resistor de retroalimentación negativa R2, conectado

entre el emisor de Q2 y la base de Q1. R2 proporciona retroalimentación negativa de corriente,

que disminuye la ganancia general del circuito, pero al mismo tiempo estabiliza la

ganancia y el punto de polarización. Es muy importante tener una polarización estable en este

circuito, ya que un corrimiento del punto de polarización cambiará la corriente en la bobina de

accionamiento y se moverá el tubo del chorro.

Si se ajusta la resistencia del potenciómetro P2, se puede variar la cantidad de retroalimentación

y variar la ganancia del circuito. Si aumenta la resistencia P2, aumenta la retroalimentación

y disminuye la ganancia. Esto es, determinado cambio en la resistencia de la

fotocelda sólo causará un pequeño cambio en la corriente de la bobina de accionamiento. Si disminuye

la resistencia de P2, disminuye la retroalimentación y aumenta la ganancia. Eso hace

que el circuito sea más sensible a los cambios de resistencia de la fotocelda.

Imaginemos que se han hecho todos los ajustes electrónicos y que el sistema de bobinado

está funcionando. Describiremos la secuencia de acciones cuando el sistema hace que el rodillo

de bobinado siga los movimientos laterales de la lámina en movimiento. Vea la figura 15-8

y tenga en cuenta que la instalación física del sistema es la que muestra la figura 15-7(a).

Si el borde de la lámina en movimiento pasa directamente por la mitad del sensor de borde,

pasarán 10 mA de corriente por la bobina de accionamiento y el tubo de chorro estará centrado

con exactitud. Ninguno de los tubos de distribución tendrá mayor presión hidráulica que

el otro, por lo que el cilindro piloto de la figura 15-8(b) estará centrado por su resorte. El vástago

del cilindro piloto está fijo al carrete de la válvula hidráulica principal. Con el cilindro piloto

centrado, la válvula principal de control no pasa aceite a alguno de los extremos de su cilindro

principal y en consecuencia la base del rollo final permanece estacionaria. Mientras el borde de

la lámina en movimiento permanezca centrada en el haz luminoso, el sistema no mueve al rollo

final, el cual se enrolla derecho.

Ahora supongamos que el borde de la lámina se desplaza hacia el norte. Eso tenderá a

mover el borde hacia afuera del centro, y a exponer entonces más del haz luminoso, y bajando

la resistencia de la fotocelda. A medida que baja la resistencia de la fotocelda, Q1 se activa más

y disminuye el voltaje de colector de Q1. Eso reduce la conducción de Q2 y hace que la corriente

en la bobina de accionamiento baje de 10 mA. El tubo de chorro no puede permanecer centrado,

sino que sube y crea un desbalanceo de presión en los tubos de distribución. En este caso, el

tubo superior tiene mayor presión que el inferior, por lo que en la figura 15-8(b) el cilindro piloto

se mueve hacia la izquierda. El vástago del cilindro piloto mueve el carrete de la válvula de

control hacia la izquierda y con ello conecta la entrada de suministro de alta presión con el extremo

ciego del cilindro principal, mientras que deja que el extremo del cilindro principal que

está en el lado del vástago se vacíe al depósito. Eso hace que salga el cilindro principal y mueva

el rollo final hacia el norte. Así, el rollo final sigue el borde que se desplazó. Tan pronto como

el borde regresa al centro del sensor, la corriente por la bobina regresará a 10 mA y cesará

toda acción correctiva. El rollo final continuará bobinándose en esta nueva posición mientras el

borde de la lámina permanezca centrada en el sensor.

Si el borde en movimiento se desplaza hacia el sur entrará en el sensor y bloqueará más

del haz luminoso. Aumentará la resistencia de la fotocelda haciendo que Q1 conduzca menos

corriente. Eso aumentará el voltaje de colector de Q1 y hará que Q2 conduzca más, aumentando

la corriente por la bobina de accionamiento, a más de 10 mA.

La fuerza magnética sobre el tubo del chorro es mayor ahora que la fuerza mecánica del

resorte, así que baja el tubo de chorro. Esta vez el tubo de distribución inferior recibe la mayor

presión, así que el cilindro piloto se mueve hacia la derecha y desplaza al carrete de la válvula

hacia la derecha; se aplica aceite de alta presión en el extremo del vástago del cilindro hidráulico

principal. Este cilindro se mueve hacia el sur, impulsando hacia el sur la base del rollo final.

De este modo el rollo final sigue a la lámina que se desplaza, hasta que el sensor se centra de

nuevo en el borde en movimiento. En ese punto la corriente de la bobina de accionamiento regresa

a 10 mA, y los dispositivos de control hidráulico regresan al centro. El cilindro principal

se detiene en esa posición especial y el rollo se continúa bobinando derecho.