Presse à feuilles automatisée

La fondation est basée sur la presse à feuilles V4, conservant la même presse et les mêmes cartouches chauffantes, mais dotée d'un cadre en acier réduit avec une surface de pressage de 600 x 600 mm. Nous avons amélioré les roulements pour un ajustement plus souple.

Nous avons conçu chaque plaque chauffante avec deux boucles distinctes : une boucle intérieure contenant cinq cartouches chauffantes et une boucle extérieure en contenant quatre. La boucle intérieure est censée mieux retenir la chaleur et s'éteindra donc plus fréquemment. Nous avons construit une version plus petite pour faciliter l'utilisation dans les espaces de travail mobiles, fonctionnant à 230 V pour améliorer la compatibilité avec la plupart des prises de courant.

Nous avons ajouté plusieurs capteurs de type K (huit sur chaque plaque chauffante) pour créer une carte thermique précise, ce qui nous a permis d'identifier les problèmes tels que la surchauffe ou les chauffages cassés. Ces capteurs permettent de surveiller les températures centrales et périphériques, y compris les vitesses et les fluctuations de réchauffement et de refroidissement. Les capteurs sont répartis uniformément et ne sont pas liés à des appareils de chauffage spécifiques. L'utilisation de ces données sera expliquée dans une étape ultérieure.

Nous avons remplacé les contrôleurs PID matériels d'origine par une version logicielle sur le contrôleur de la machine. Ce changement permet une automatisation plus poussée, l'enregistrement des données et une intégration plus fluide dans l'interface utilisateur. Il nous permet également de surveiller les temps de pressage et les températures maximales pour optimiser l'utilisation de la machine.

Actuellement, les thermocouples sont connectés à un CAN différentiel conçu pour Raspberry Pi par AB Electronics. Pour améliorer les performances du capteur, ils seront remplacés par un MAX31855, un circuit intégré de Maxim Integrated pour les thermocouples de type K. Les éléments chauffants sont divisés en quatre circuits - deux par plaque, avec un circuit extérieur et un circuit intérieur. Chaque circuit est contrôlé par le Raspberry Pi via un relais à semi-conducteurs. Ces relais commutent en 230 V CA et peuvent être commandés par un signal 4V-48V. Pour protéger le Pi des courts-circuits de 230 V CA, les signaux de commande des relais sont isolés optiquement.

L'interface numérique fonctionne sur un Raspberry Pi connecté à un écran tactile. Elle comprend un serveur et un côté client. Le côté client est un site web accessible à partir du navigateur du Pi ou de tout appareil connecté au Wi-Fi du Raspberry Pi. Le serveur est construit à l'aide de Node.js.

• La page de création de feuilles permet aux utilisateurs de créer une feuille automatisée, en sélectionnant le type de plastique et l'épaisseur de la feuille souhaitée. Les cadres métalliques déterminent l'épaisseur et la taille/forme de la feuille. Le système calcule le poids nécessaire à la production et affiche la durée et la température requises.
• Lancez ensuite le processus de chauffage en plaçant la feuille sur la table de préparation. Le système s'ajuste automatiquement à la température appropriée pour chaque type de plastique.

• Une fois que les plaques ont atteint la température souhaitée, insérez la feuille de préparation et sélectionnez la fonction de pressage. Cette opération déclenche le pressage automatique et active la minuterie. Périodiquement, le système maintient la pression en émettant un son d'alerte.
• Pendant le pressage, choisissez les options pour les étapes suivantes : soit l'ouverture automatique à 10 cm à la fin de la minuterie, soit le maintien de la fermeture. Dans les deux cas, le chauffage s'arrête.
• Un son d'alerte signale la fin de la minuterie.

• Une fois le processus terminé, vous pouvez le reproduire ou le redémarrer.
• Ces étapes peuvent être contrôlées manuellement sur la page des commandes. Chacun des quatre circuits de chauffage peut être réglé en termes de température et d'ouverture ou de fermeture de la presse. Les commandes manuelles ne sont pas disponibles lorsque la machine à fabriquer des feuilles fonctionne automatiquement.
• Deux cartes de chauffage pour chaque plaque sont disponibles sur la page des graphiques, ce qui permet aux utilisateurs de surveiller chaque élément de chauffage. En outre, il existe deux graphiques : l'un montrant la température moyenne des 15 dernières minutes et l'autre affichant les deux dernières heures.

• L'onglet Historique affiche toutes les feuilles produites à l'aide du processus automatisé, y compris leur numéro d'identification, les températures moyenne et maximale, les types de plastique et les durées de pressage.

• La fonction calculatrice permet de préparer la feuille suivante pendant que la machine fonctionne.

Nous utilisons des systèmes pneumatiques pour faire fonctionner le cric car nous disposons d'un compresseur d'air, ce qui en fait l'option la plus rentable. Il existe d'autres solutions, notamment les systèmes hydrauliques. Une vanne pneumatique, contrôlée par le contrôleur du système, permet à l'air de circuler lorsque la presse doit être soulevée. Pour abaisser la presse, nous avons installé un servomoteur qui ouvre ou ferme la vanne, ce qui permet à la presse de descendre sous l'effet de son propre poids.

À l'expiration de la minuterie, un signal provenant du Raspberry Pi demande à l'Arduino de relâcher la presse, avec la possibilité d'une commande manuelle si nécessaire.

Un capteur est fixé sur la plaque supérieure pour mesurer la distance avec un réflecteur sur la plaque inférieure. Le boîtier, un tube de PVC tranché, limite les interférences. Cette mesure est envoyée à l'Arduino, ce qui permet à la machine de déterminer la position des plaques et de gérer le flux d'air. Le capteur utilisé est un capteur de temps de vol VL6180.