Jonizatory do punktowej neutralizacji ładunków elektrostatycznych

Jonizatory punktowe IZN10E są optymalnym wyborem wszędzie tam, gdzie trzeba zneutralizować ładunek elektrostatyczny na niewielkim, precyzyjnie zdefiniowanym obszarze – typowo o średnicy kilku–kilkunastu milimetrów lub pojedynczego detalu. Dzięki dyszy jonizującej wspomaganej strumieniem sprężonego powietrza są stosowane głównie w liniach montażowych elektroniki (ESD), przy obróbce folii , w pakowaniu, etykietowaniu, produkcji komponentów optycznych, medycznych oraz w precyzyjnych gniazdkach montażowych robotów pick&place. Strumień jonów „niesiony” powietrzem może być dokładnie skierowany w punkt generowania ładunku, np. krawędź folii, naroże tacki, powierzchnię płytki PCB przed lutowaniem czy wnętrze formy wtryskowej, co czyni IZN10E szczególnie efektywnym w aplikacjach wymagających lokalnej neutralizacji.

Jonizator wykorzystuje wysokoczęstotliwościowe wyładowanie koronowe typu AC, generując naprzemiennie jony dodatnie i ujemne. Emiter (igła wykonana z wytrzymałego materiału – typowo wolframu) jest zasilany wysokim napięciem ~2,5 kVAC, generowanym wewnętrznie przez przetwornicę wysokiego napięcia. W atmosferze wokół igły powstaje wyładowanie koronowe, w którym cząsteczki powietrza są jonizowane. Strumień sprężonego powietrza, doprowadzony do dyszy, „porywa” jony i kieruje je w stronę naładowanego obiektu. Nadmiar jonów o ładunku przeciwnym do ładunku na detalu przyspiesza rekombinację i redukuje napięcie powierzchniowe do poziomu bliskiego zera (typowo offset w granicach ±10…±15 V w zależności od dyszy).

W porównaniu z listwami jonizującymi oraz wentylatorami IZN10E jest rozwiązaniem punktowym, nastawionym na neutralizację w konkretnym miejscu. Daje to kilka przewag: po pierwsze, możliwość bardzo precyzyjnego sterowania obszarem działania – nie jonizujemy nadmiernie otoczenia, tylko newralgiczny punkt procesu. Po drugie, mniejsza jednostkowa konsumpcja powietrza w stosunku do wielu dysz lub dużych wentylatorów, szczególnie przy pracy przerywanej (ON/OFF zewnętrznymi sygnałami). Po trzecie, kompaktowa konstrukcja (ok. 16 × 100 × 46 mm) i mała masa (~80 g) ułatwiają montaż bezpośrednio na chwytakach robotów, głowicach pick&place czy prowadnicach liniowych. Dodatkowo IZN10E ma wbudowany zasilacz wysokiego napięcia i rozbudowane sygnały diagnostyczne, czego często brakuje prostym pistoletom jonizującym.

W praktyce skuteczny zasięg neutralizacji wynosi od ok. 20 do 500 mm od wylotu dyszy, przy czym optymalne warunki (czas rozładowania, powtarzalność) osiąga się w okolicy 50–150 mm. Przy małych odległościach (20–50 mm) i odpowiednim ciśnieniu powietrza czas rozładowania może być rzędu ułamków sekundy, przy większych odległościach (300–500 mm) konieczne jest podniesienie ciśnienia lub zastosowanie dyszy o wyższym przepływie. Dane katalogowe SMC bazują na pomiarach według ANSI/ESD STM3.1 na płytce 150 × 150 mm o pojemności 20 pF – w realnych aplikacjach czasy neutralizacji zależą dodatkowo od materiału, geometrii detalu, prędkości jego ruchu oraz poziomu wstępnego naładowania.

Seria IZN10E oferuje co najmniej dwa podstawowe warianty dysz: energooszczędną (short range, energy-saving) oraz wysokoprzepływową (long range, high flow). Oczywiście istnieje możliwość montażu innych specjalistycznych dysz. Dysza energooszczędna pracuje optymalnie na krótszych dystansach, wykorzystując niższe ciśnienia powietrza (np. 0,1–0,3 MPa) i generując mniejszy przepływ, co przekłada się na niższe zużycie sprężonego powietrza i mniejszy hałas. Dysza wysokoprzepływowa natomiast daje większy strumień powietrza, co umożliwia skuteczną neutralizację na większych odległościach oraz jednoczesne zdmuchiwanie pyłów z powierzchni. Wybór dyszy zależy więc od odległości pracy, wymaganej szybkości rozładowania oraz ewentualnej funkcji odpylania.

Jonizator IZN10E jest zasilany standardowo napięciem 24 VDC. W urządzeniu wbudowana jest przetwornica wysokiego napięcia, która z 24 VDC generuje około 2,5 kVAC na igle emitera, co eliminuje konieczność stosowania zewnętrznego zasilacza HV czy kabli wysokiego napięcia. Maksymalny pobór prądu wynosi około 1 A (w zależności od konfiguracji, np. przy użyciu zewnętrznego zasilacza AC–DC producenta). Należy zadbać o stabilne, filtrowane zasilanie 24 VDC, najlepiej z osobnej gałęzi zasilania automatyki, z filtracją przeciwzakłóceniową i odpowiednim przekrojem przewodów, aby uniknąć spadków napięcia przy długich odcinkach przewodów.

Prawidłowe uziemienie jest kluczowe, ponieważ zacisk uziemienia w IZN10E stanowi punkt odniesienia potencjału dla procesu neutralizacji. Jeśli rezystancja uziemienia przekroczy 100 Ω, offset napięcia (ion balance) może znacząco wzrosnąć, co obniży skuteczność neutralizacji i zwiększy ryzyko resztkowego ładunku na detalu. Uziemienie należy wykonać przewodem o możliwie małej długości i odpowiednim przekroju (np. 2,5–4 mm²), podłączonym do szyny PE w szafie sterowniczej lub do sprawdzonego punktu uziemiającego linii produkcyjnej. W aplikacjach ESD dodatkowo zaleca się periodiczne pomiary rezystancji uziemienia oraz kontrolę ciągłości połączenia.

IZN10E pracuje z czystym, osuszonym sprężonym powietrzem (clean dry air) o ciśnieniu roboczym w zakresie ok. 0,05–0,7 MPa. Przewidziane są króćce dla przewodów o średnicy zewnętrznej 6 mm lub 1/4". Powietrze musi być przefiltrowane do minimum klasy odpowiadającej filtracji typowego układu przygotowania powietrza (np. 0,3–0,01 µm w zależności od wymagań czystości), odolejone i osuszone, aby ograniczyć zabrudzenia igły emitera i dyszy, a także uniknąć kondensacji przy niższych temperaturach. Zbyt wysokie ciśnienie nie poprawia liniowo skuteczności neutralizacji – powyżej wartości katalogowych może wręcz skrócić żywotność dyszy, zwiększyć zużycie powietrza i hałas, dlatego zaleca się pracę w optymalnym zakresie podanym w dokumentacji.

Standardowe zakresy środowiskowe dla serii IZN10E to typowo: temperatura otoczenia podczas pracy od 0 do 40°C (czasem w katalogach 0–55°C, zależnie od wersji) oraz wilgotność względna od 10 do 90% RH (bez kondensacji). Ważne jest, aby unikać gwałtownych zmian temperatury, które mogą powodować skraplanie się wilgoci na igle emitera i w dyszy – prowadzi to do niestabilnej pracy wyładowania koronowego, a w skrajnym przypadku do błędów HV. W środowiskach zapylonych lub z oparami chemicznymi (rozpuszczalniki, kleje) zaleca się stosowanie osłon oraz częstsze przeglądy, bo osady na igle przyspieszają spadek efektywności jonizacji i częstsze sygnalizowanie konieczności konserwacji.

IZN10E posiada rozbudowany blok sygnałów I/O dostępnych przez złącze wielożyłowe:

• wejście „Discharge stop” – zatrzymanie emisji jonów,
• wejście „Reset” – kasowanie błędów,
• wejścia „External switch 1/2” – zewnętrzne sterowanie np. przełącznikami, czujnikami,
• wyjście „Discharge” – informacja, że jonizator aktualnie prowadzi emisję,
• wyjście „Error” – sygnalizacja błędu zasilania, wysokiego napięcia, CPU,
• wyjście „Maintenance” – informacja o spadku wydajności neutralizacji (zabrudzona/zużyta igła).

Dostępne są zarówno wersje NPN, jak i PNP, co ułatwia bezpośrednie podłączenie do wejść/wyjść sterowników PLC, bez konieczności stosowania dodatkowych przekaźników interfejsowych (poza przypadkami specyficznych standardów zakładowych).

Na obudowie IZN10E znajdują się diody LED informujące o statusie urządzenia. Typowo: zielona dioda PWR sygnalizuje obecność zasilania 24 VDC (ciągłe świecenie) i może migać przy błędach zasilania/CPU; dioda ION/HV (zielono-czerwona) wskazuje stan emisji: zielone światło ciągłe przy prawidłowej emisji, miganie zielone przy przeciążeniu wyjść, światło czerwone przy błędzie wysokiego napięcia, miganie czerwone przy błędach CPU. Osobna zielona dioda NDL informuje o stanie emitera – świeci, gdy wydajność neutralizacji spadła poniżej progu, miga przy wybranych błędach. Tę informację równolegle odzwierciedla wyjście „Maintenance”, które można podpiąć do PLC i panelu HMI.

Czyszczenie emitera jest uproszczone dzięki konstrukcji modułowej – obudowę można rozłożyć na 3 główne części bez użycia narzędzi. Przed rozpoczęciem prac należy bezwzględnie odłączyć zasilanie 24 VDC i sprężone powietrze, a następnie odczekać zalecany czas rozładowania obwodu HV. Po demontażu modułu emitera usuwa się osady z igły np. przy użyciu miękkiej szczoteczki antystatycznej, patyczka bezpyłowego lub dedykowanego preparatu producenta – należy unikać agresywnych środków chemicznych i nie zginać ani nie skracać igły. Po montażu z powrotem nie ma potrzeby ponownej regulacji kąta dyszy – konstrukcja IZN10E zapewnia jego powtarzalne ustawienie.

Jeśli funkcja „maintenance warning” włącza się sporadycznie, a wizualna inspekcja pokazuje tylko niewielkie nagromadzenie pyłu, wystarczy standardowe czyszczenie igły. W przypadku widocznej korozji, mechanicznego zniekształcenia igły (zgięcie, skruszenie końcówki), śladów przepaleń lub jeśli po czyszczeniu sygnał konserwacji nadal pojawia się często, zaleca się wymianę całego modułu emitera na nowy. W aplikacjach o bardzo wysokych wymaganiach ESD (np. produkcja półprzewodników, dysków SSD) standardem jest wprowadzenie okresowej wymiany igieł wg harmonogramu (np. co 6–12 miesięcy), niezależnie od sygnału maintenance, tak aby mieć pełną kontrolę nad stabilnością offsetu i czasem rozładowania.

Dobór rozpoczyna się od zdefiniowania: odległości neutralizacji, potrzeby odpylania oraz sposobu montażu.

1. Dysza – dla krótkich dystansów i priorytetu oszczędności powietrza wybieramy dyszę energooszczędną; dla większych odległości lub gdy zależy nam na silnym zdmuchiwaniu cząstek – dyszę wysokoprzepływową lub wersję z gwintem do podłączenia własnej dyszy.
2. Mocowanie – do prostych zastosowań stacjonarnych wystarczy uchwyt kątowy (L-bracket), do montażu na maszynie w zmiennym kącie – uchwyt przegubowy (pivoting bracket), a do zabudowy w szafie czy na listwie – adapter na szynę DIN.
3. Długość przewodu – dobiera się do odległości między jonizatorem a szafą sterowniczą; standardowe długości to 3 i 10 m, przy czym przy dłuższych kablach warto zadbać o odpowiednie prowadzenie i ekranowanie.

Podstawą jest wybór odpowiedniej wersji sterowania – NPN lub PNP – zgodnej z typem wejść/wyjść PLC. Dalsza integracja polega na przypisaniu poszczególnych przewodów sygnałowych do konkretnych wejść i wyjść w sterowniku zgodnie ze schematem w instrukcji (Discharge stop, Reset, External switches, Discharge output, Error, Maintenance). Sygnały wyjściowe można wykorzystać do generowania alarmów na panelu HMI, blokady kolejnych etapów procesu w razie błędu HV czy informowania służb utrzymania ruchu o konieczności konserwacji. Wejścia Discharge stop i external switch można łączyć z czujnikami obecności detalu, sygnałami z robota lub sygnałem start/stop maszyny, aby ograniczyć czas emisji do niezbędnego minimum.

Tak, IZN10E przewidziano do współpracy z czujnikami ładunku i monitorami, które mogą sterować sygnałem Discharge stop w zależności od zmierzonego poziomu ładunku na detalu. Typowa implementacja polega na zastosowaniu dedykowanego sensora elektrostatycznego SMC oraz jednostki monitorującej, która po stwierdzeniu, że poziom naładowania spadł poniżej zadanego progu, generuje sygnał wyłączający emisję. Pozwala to radykalnie ograniczyć zużycie powietrza i energii przy jednoczesnym zapewnieniu spójnej jakości neutralizacji – emisja jest aktywna tylko tak długo, jak to potrzebne.

Zużycie sprężonego powietrza zależy przede wszystkim od typu dyszy, ciśnienia roboczego oraz czasu pracy ciągłej emisji. Dysza energooszczędna przy typowych ciśnieniach (0,1–0,3 MPa) generuje mniejszy przepływ i jest optymalna dla aplikacji, w których nie jest wymagane intensywne zdmuchiwanie pyłu. Dysza wysokoprzepływowa ma większy przepływ, co jest korzystne przy łączeniu neutralizacji z odmuchiwaniem, ale zwiększa koszt powietrza. W praktyce kluczowe jest wykorzystanie sygnałów sterujących (Discharge stop, czujniki obecności detalu, ewentualny timer IZE110-X238), aby emisja była aktywna tylko w obecności produktu – pozwala to często ograniczyć zużycie powietrza o kilkadziesiąt procent w stosunku do pracy ciągłej.

IZN10E został zaprojektowany tak, aby wyładowanie koronowe odbywało się wewnątrz obudowy, przy zachowaniu bezpiecznej odległości do igły emitera. Operator nie ma bezpośredniego kontaktu z elementami wysokiego napięcia, pod warunkiem że nie demontuje urządzenia pod napięciem i przy podłączonym powietru. Podstawowe zasady to: odłączanie zasilania i powietrza przed pracami serwisowymi, unikanie dotykania dyszy podczas pracy (gorący strumień powietrza, drobny pył), stosowanie ESD-safe narzędzi w strefach wrażliwych oraz przestrzeganie wytycznych producenta w zakresie odległości od łatwopalnych atmosfer. Dodatkowo, przy pracy w bezpośrednim sąsiedztwie twarzy operatora, warto ustawić dyszę tak, by strumień powietrza nie był skierowany w oczy i stosować okulary ochronne.

Każde urządzenie generujące wysokie napięcie AC może potencjalnie być źródłem zakłóceń EMI, jednak konstrukcja IZN10E oraz zastosowane filtry i ekranowanie zapewniają zgodność z normami EMC i oznaczenie CE. Aby zminimalizować ryzyko zakłóceń, należy: stosować odpowiednie przewody zasilające i sygnałowe, prowadzić je z dala od kabli silnikowych i przewodów dużej mocy, stosować filtry na zasilaniu 24 VDC oraz prawidłowo uziemić obudowę i szafę sterowniczą. W praktyce IZN10E bardzo rzadko jest bezpośrednią przyczyną problemów EMC – najczęściej problemy wynikają z błędów w prowadzeniu przewodów lub wspólnych mas dla urządzeń o dużym i małym poborze prądu.

Czas neutralizacji (rozładowania od np. ±1000 V do ±100 V) zależy od wielu czynników: odległości od dyszy, poziomu ciśnienia powietrza, typu dyszy, materiału i wielkości obiektu oraz prędkości jego ruchu. Dane katalogowe oparte na pomiarach według ANSI/ESD STM3.1 pokazują, że przy dystansie rzędu 100 mm i odpowiednim ciśnieniu powietrza czas rozładowania jest zwykle poniżej 1 sekundy. Przy większych odległościach (300–500 mm) może rosnąć do kilku sekund. W aplikacjach dynamicznych (ruch ciągły detalu) projektuje się układ tak, by detal pozostawał w stożku jonów przez odpowiednio długi odcinek, co można osiągnąć np. przez montaż kilku jonizatorów w kaskadzie wzdłuż taśmy.

W procesach rozwijania, przewijania i cięcia folii (opakowania, etykiety, folie techniczne) gromadzenie ładunków elektrostatycznych jest szczególnie intensywne. Punktowy jonizator IZN10E jest tu wykorzystywany m.in. do neutralizacji krawędzi folii w miejscach, gdzie dochodzi do kontaktu z rolkami prowadzącymi, w strefach cięcia i przy głowicach nawijających. Dzięki możliwości precyzyjnego skierowania stożka jonów można skutecznie eliminować przyciąganie folii do elementów maszyny, „przyklejanie się” wstęgi do rolek oraz przyciąganie pyłu. W połączeniu z dyszą wysokoprzepływową uzyskujemy dodatkowy efekt odpylający – szczególnie pożądany przy produkcji opakowań spożywczych i farmaceutycznych.

Tak, IZN10E jest często stosowany w liniach montażowych elektroniki, szczególnie w strefach narażonych na gromadzenie ładunków, takich jak magazyny płytek PCB, pozycje podajników komponentów SMD, strefy inspekcji AOI czy gniazda ręcznego montażu. Neutralizacja punktowa ogranicza ryzyko ESD podczas manipulacji wrażliwymi komponentami (IC, matryce, sensory), zmniejsza przyciąganie pyłu do powierzchni lutownych oraz poprawia powtarzalność procesu lutowania. Ponieważ neutralizacja nie wymaga kontaktu mechanicznego, nie wpływa na geometrię i właściwości lutowalności padów, a rozbudowane sygnały diagnostyczne pomagają utrzymać wysoką niezawodność w krytycznych procesach jakościowych.

Standardowa wersja IZN10E nie jest wykonaniem przeciwwybuchowym (Ex), dlatego nie może być bezpośrednio stosowana w strefach klasyfikowanych jako ATEX bez dodatkowych zabezpieczeń. W środowiskach, gdzie obecne są łatwopalne gazy, pary rozpuszczalników czy pyły, należy przeprowadzić analizę ryzyka, uwzględniając obecność wysokiego napięcia oraz wyładowania koronowego. Rozwiązaniem może być zastosowanie ochronnych obudów Ex, separacja stref (montaż w strefie bezpiecznej z kierowaniem strumienia powietrza do strefy zagrożonej) lub wybór dedykowanych systemów antystatycznych dopuszczonych do pracy w ATEX. Zawsze należy kierować się lokalnymi przepisami i dokumentacją producenta.

SMC oferuje kilka standardowych wariantów uchwytów: klasyczny uchwyt kątowy (L-bracket) umożliwia prosty montaż na płaskich powierzchniach; uchwyt obrotowy (pivoting bracket) pozwala regulować kąt nachylenia w dość szerokim zakresie, co ułatwia „trafienie” strumieniem jonów w określony punkt procesowy; adapter na szynę DIN (DIN rail mounting bracket) pozwala szybko integrować IZN10E w szafach oraz panelach systemowych. Dodatkowo niewielkie gabaryty i masa umożliwiają montaż bezpośrednio na chwytakach robotów, prowadnicach liniowych czy stołach XY, co jest szczególnie przydatne w aplikacjach dynamicznych, gdzie neutralizacja „podąża” za detalem.

Przewód zasilająco-sygnałowy IZN10E zawiera zarówno linie zasilania 24 VDC, jak i wejścia/wyjścia cyfrowe, dlatego powinien być prowadzony z dala od przewodów mocy (silniki, falowniki, styczniki) oraz przewodów wysokoczęstotliwościowych. Zaleca się stosowanie oddzielnych korytek kablowych dla sygnałów automatyki, unikanie tworzenia dużych pętli przewodów oraz prowadzenie przewodów równolegle z uziemioną konstrukcją maszyny. Przy dłuższych odcinkach (powyżej kilku metrów) warto rozważyć stosowanie ekranowanych przewodów oraz dodatkowych filtrów na zasilaniu 24 VDC, szczególnie w środowiskach o wysokim poziomie zakłóceń.

Do najczęstszych błędów należą: brak lub niewłaściwe uziemienie (wysoka rezystancja, luźne połączenia), zasilanie 24 VDC o złej jakości (silne zakłócenia, spadki napięcia), stosowanie powietrza bez odpowiedniego przygotowania (olej, woda, pył) prowadzące do szybkiego zabrudzenia emitera, zbyt długie i źle poprowadzone przewody sygnałowe (pobieranie zakłóceń), montaż w miejscu nadmiernie nagrzewającym się lub narażonym na chemikalia. Problemy powoduje też brak regularnej konserwacji pomimo aktywnych sygnałów maintenance – w skrajnych przypadkach skuteczność neutralizacji może spaść o kilkadziesiąt procent zanim dojdzie do całkowitej awarii.

Wyładowanie koronowe, szczególnie w powietrzu, zawsze wiąże się z pewną produkcją ozonu (O₃). W jonizatorach przemysłowych, takich jak IZN10E, poziomy generowanego ozonu są jednak ograniczane przez konstrukcję emitera, parametry wysokiego napięcia oraz strumień powietrza rozcieńczający stężenie. W standardowych aplikacjach przemysłowych i przy zachowaniu zalecanych odległości od operatorów stężenia ozonu nie przekraczają wartości dopuszczalnych. W miejscach o słabej wentylacji lub w aplikacjach wrażliwych (np. laboratoria, optyka wysokiej precyzji) warto przewidzieć dodatkową wentylację lub odciąg powietrza, a także okresowo monitorować jakość powietrza zgodnie z wytycznymi BHP.

Wdrożenie punktowych jonizatorów IZN10E najczęściej przekłada się na spadek liczby defektów związanych z ESD oraz przyciąganiem pyłu: mniej przypadków uszkodzeń komponentów elektronicznych, mniej wtrąceń na powierzchniach optycznych czy lakierowanych, mniej odrzuceń z powodu zabrudzeń opakowań. Dodatkowo poprawia się stabilność procesów transportu i pozycjonowania – detale nie „kleją się” do chwytaków, prowadnic czy taśm. Zmniejsza się też ryzyko niespodziewanych przeskoków iskrowych, które mogą zakłócać pracę czujników, sterowników czy systemów wizyjnych. W wielu zakładach wdrożenie jonizacji skutkuje zauważalnym spadkiem reklamacji klientowskich związanych z zabrudzeniami i defektami elektrostatycznymi.

Tak, detale z tworzyw o wysokiej rezystywności (ABS, PS, PC, PP, PE itd.) są wręcz typowym obszarem zastosowań IZN10E. Ponieważ takie materiały praktycznie nie odprowadzają ładunku samoczynnie, zgromadzone napięcia mogą osiągać bardzo wysokie wartości. Strumień jonów generowanych przez IZN10E neutralizuje te ładunki, obniżając potencjał powierzchniowy nawet o kilka rzędów wielkości w krótkim czasie. Trzeba jednak pamiętać, że po neutralizacji detal może ponownie się naładować, jeśli np. przejdzie przez kolejne rolki, szczotki czy tarcia – dlatego czasami stosuje się kilka jonizatorów w kolejnych etapach procesu.

Najbardziej wiarygodne są pomiary specjalistycznym miernikiem ładunku lub zestawem pomiarowym ANSI/ESD, ale w praktyce wiele zakładów stosuje również obserwacje pośrednie. Jeśli po uruchomieniu IZN10E znikają problemy z przyciąganiem folii, „przyklejaniem” detali do chwytaków, z zapyleniem powierzchni, a ilość defektów ESD spada, to jest to dobry sygnał, że system działa. Należy też monitorować zachowanie diod LED i sygnałów Error/Maintenance – ich brak przy jednoczesnej poprawie procesów jest pozytywną przesłanką. W razie wątpliwości warto wykonać okresową weryfikację usługową przy użyciu profesjonalnego sprzętu, np. w ramach audytów ESD.

IZN10E sam w sobie jest urządzeniem z tworzywa i metalu, nie generuje dodatkowego zagrożenia ESD ponad to, które już istnieje w procesie. Montuje się go jednak zwykle w strefach ESD, gdzie obowiązują standardowe środki: podłogi antystatyczne, uziemione blaty i maty, opaski na nadgarstki, odzież ESD, właściwe uziemienie konstrukcji maszyny itd. Sam jonizator powinien być poprawnie uziemiony, a jego obudowa nie powinna pełnić roli jedynego punktu odniesienia potencjału w danej strefie – musi być elementem spójnego systemu ochrony ESD, a nie substytutem pozostałych zabezpieczeń.

Przy wysokich prędkościach ruchu detali (szybkie taśmy, roboty pick&place) kluczowe są: odległość od dyszy, czas przebywania detalu w stożku jonów oraz stabilność strumienia powietrza. IZN10E, dzięki małym gabarytom, można zainstalować bardzo blisko toru ruchu, minimalizując dystans. Dla szybkich procesów często stosuje się dysze wysokoprzepływowe i kilka jonizatorów w sekwencji, aby każdy detal był „bombardowany” jonami na kilku odcinkach. W połączeniu z czujnikami obecności detalu i sterowaniem ON/OFF można precyzyjnie zsynchronizować emisję z jego pozycją, co zwiększa skuteczność neutralizacji i ogranicza zbędne zużycie powietrza.

Tak, jest to jeden z częstych przypadków użycia jonizatorów punktowych. Dzięki możliwości zastosowania różnych dysz, w tym dysz kierunkowych i wersji z gwintem do przyłączenia własnych przewodów, strumień jonów można skierować we wnętrze form, gniazd montażowych, wnęk obudów czy kształtek. Należy przy tym zadbać, by geometria nie powodowała nadmiernego „cienia” dla strumienia powietrza oraz by odległość od krytycznych powierzchni mieściła się w dopuszczalnym zakresie. W niektórych aplikacjach stosuje się krótkie przewody zakończone dyszą wprowadzoną do wnętrza, przy czym IZN10E zasilający ten przewód może być zamontowany poza obszarem trudno dostępnym.

Przy uruchomieniu zaleca się:

1. Zweryfikować poprawność podłączeń elektrycznych (24 VDC, uziemienie, sygnały I/O) oraz pneumatycznych (ciśnienie, filtracja).
2. Sprawdzić, czy dysza jest skierowana dokładnie w obszar neutralizacji i czy odległość jest zgodna z założeniami projektu.
3. Uruchomić zasilanie bez powietrza i potwierdzić, że diody LED sygnalizują poprawny stan (brak błędów).
4. Stopniowo zwiększać ciśnienie powietrza, obserwując zachowanie urządzenia i ewentualne alarmy.
5. Wykonać testy funkcjonalne z detale(m) – sprawdzić efekt neutralizacji i ewentualnie skorygować kąt lub odległość.

Warto od razu zintegrować sygnały Error i Maintenance z HMI, aby operator od początku miał czytelną informację o stanie jonizatora.

W praktyce – tak, jeśli nie ma ich wcześniej w układzie. Jonizator jest wrażliwy na jakość powietrza, które wprowadza cząstki w bezpośrednie sąsiedztwo igły emitera. Zalecany jest co najmniej zestaw przygotowania powietrza z filtrem cząstek stałych (np. 5 µm lub dokładniejszym) i separatorem kondensatu, a w wymagających aplikacjach – także filtr dokładny (mikrofiltr) i odolejacz. Dobre przygotowanie powietrza radykalnie wydłuża żywotność emitera, zmniejsza częstość konserwacji i minimalizuje ryzyko powstawania osadów, które mogłyby wpłynąć na stabilność wyładowania koronowego.

Sygnał „Error” może zostać wygenerowany m.in. przy: awarii zasilania 24 VDC (zbyt niskie/nadmiarowe napięcie), uszkodzeniu obwodu wysokiego napięcia (HV error), błędach CPU, a także przy przeciążeniu wyjść sygnałowych (overcurrent). W niektórych przypadkach do błędu może prowadzić również nieprawidłowa praca emisji spowodowana ekstremalnym zabrudzeniem emitera. Instrukcja opisuje szczegółowe kody i zachowanie diod LED przypisane poszczególnym typom błędów – po ich rozpoznaniu należy usunąć przyczynę (np. skorygować zasilanie, wyczyścić igłę, poprawić okablowanie wyjść), a następnie zresetować błąd sygnałem „Reset” lub przez wyłączenie i ponowne włączenie zasilania.

Przy zaniku zasilania 24 VDC wyładowanie koronowe natychmiast ustaje, a jonizator przestaje generować jony – pozostaje jednak fizyczna obecność strumienia powietrza, jeśli to nie zostało odcięte osobno (dlatego w praktyce stosuje się zawory odcinające na zasilaniu powietrza). Przy zaniku powietrza natomiast HV może nadal pracować – IZN10E będzie generował jony, ale ich transport w kierunku detalu będzie ograniczony, co drastycznie obniża skuteczność neutralizacji. W dobrze zaprojektowanych układach zaniki powietrza i zasilania są powiązane (np. wspólne odcięcie w trybie awaryjnym), a sygnały diagnostyczne z układu pneumatycznego mogą być użyte do zatrzymania linii lub przełączenia w tryb bezpieczny.