Výrobcovia strojov na navíjanie drôtu

Znalosti odvetvia

Dizajn posuvného mechanizmu: Ako presnosť distribúcie drôtu ovplyvňuje kvalitu cievky

Posuvný mechanizmus na a Navíjací stroj určuje, ako je drôt alebo kábel distribuovaný priečne cez šírku cievky počas navíjania. Vo väčšine výrobných prostredí sa výkon pri prechode hodnotí vizuálnou kontrolou dokončeného čela cievky – táto kontrola povrchu však prehliada najdôslednejšie problémy s kvalitou, ktoré vznikajú vo vnútri tela cievky vo viacerých vrstvách. Nerovnomerné rozloženie sklonu – spôsobené nesúladom rýchlosti posuvu s rýchlosťou navíjania, vôľou vodiacej skrutky pohonu posuvu alebo nekonzistentným programovaním rozstupu v bodoch prechodu priemeru – vytvára lokalizované koncentrácie tlaku vo vnútri cievky, kde sa vrstvy nesprávne ukladajú. Tieto tlakové body narúšajú geometriu izolácie najvnútornejších vrstiev kábla a vytvárajú podmienky na poškodenie oterom počas vyťahovania, najmä v aplikáciách, kde je kábel ťahaný zo stredu cievky.

Technickou premennou, ktorá priamo riadi presnosť posuvu, je rýchlosť aktualizácie pomeru sklonu k priemeru. Keď sa priemer cievky počas navíjania zvyšuje, lineárna povrchová rýchlosť v bode navíjania sa zvyšuje, aj keď otáčky tŕňa zostávajú konštantné. A Stroj na navíjanie cievok ktorý nepretržite neprepočítava a neaktualizuje stúpanie priečnych profilov, aby kompenzovalo tento rast priemeru, bude produkovať postupne užší rozstup vo vnútorných vrstvách a postupne širší rozstup smerom k vonkajším vrstvám – defekt, ktorý sa javí ako jednotný na čele cievky, ale vytvára prierez s nerovnobežnými rozhraniami vrstiev. Systémy posuvu poháňané servopohonom s kompenzáciou priemeru v reálnom čase, odvodené buď z algoritmu počítania vrstiev, alebo z priameho snímača merania priemeru, eliminujú túto progresívnu chybu rozstupu v celej konštrukčnej výške cievky.

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. štandardne implementuje servo-riadený posuv s kompenzáciou rozstupu v uzavretej slučke vo svojom rade navíjacích strojov na navíjanie káblov. Ovládač posuvu dostáva nepretržitú spätnú väzbu od kódovača vinutia a prepočítava hodnotu stúpania pri každej otáčke vinutia, čím zaisťuje, že položenie drôtu zostane geometricky konzistentné od prvej vrstvy po poslednú bez ohľadu na výšku zostavy cievky alebo zmenu rýchlosti vretena počas fáz zrýchlenia a spomalenia.

Dynamika tanečného valca: Vyladenie riadenia napätia pre navíjanie s premenlivou rýchlosťou

Zostava tanečného valca na stroji na navíjanie drôtu vykonáva funkciu, ktorá je zložitejšia, ako sa zdá: súčasne vyrovnáva rozdiel rýchlosti medzi predným vedením a navíjacím tŕňom, meria napätie drôtu prostredníctvom jeho polohy posunutia a poskytuje signál spätnej väzby, ktorý riadi slučku riadenia napätia. Keď je niektorá z týchto troch funkcií ohrozená – v dôsledku nesprávnej hmotnosti tanečnice, opotrebovaných otočných ložísk alebo zle vyladeného regulátora PID – systém riadenia napätia sa stane buď pomalým alebo oscilačným, pričom vytvára cievky so zmenami napätia medzi vrstvami, ktoré sú neviditeľné pre vizuálnu kontrolu, ale zistiteľné ako zmeny predĺženia vodiča, keď sa kábel testuje na odpor na jednotku dĺžky.

Hmotnosť tanečného valca je najčastejšie nešpecifikovaným parametrom v inštaláciách káblových navíjačiek. Tanečník, ktorý je príliš ľahký, reaguje na vysokofrekvenčné poruchy napätia nadmernou odchýlkou ​​posunu, saturuje riadiaci výstup a spôsobuje, že napínacia slučka stratí kontrolu počas prechodu zrýchlenia pri výmene cievky. Príliš ťažký tanečník má nedostatočnú odozvu na rýchlu korekciu malých odchýlok napätia, čo im umožňuje akumulovať sa vo viacerých vrstvách cievky. Správna hmotnosť tanečnice pre danú aplikáciu je určená modulom pružnosti drôtu, cieľovým bodom napnutia, maximálnou očakávanou rýchlosťou zmeny rýchlosti linky a geometriou ramena tanečnice – výpočet, ktorý si vyžaduje skôr inžiniersku analýzu než odhad pomocou palca.

Sprievodca konfiguráciou tanečného valca podľa typu drôtu

Okrem výberu hmotnosti vyžaduje ladenie PID regulačnej slučky napätia samostatné sady parametrov pre nízkorýchlostné a vysokorýchlostné prevádzkové rozsahy. Jediný súbor parametrov PID, ktorý stabilizuje napätie pri 50 m/min, bude typicky nedostatočne tlmený pri 300 m/min, čo spôsobí viditeľnú osciláciu v polohe tanečníka, ktorá sa prejavuje ako rytmické kolísanie napätia v bode navíjania. Riadenie podľa plánu zisku – kde sa parametre PID automaticky upravujú ako funkcia rýchlosti linky – je technicky správne riešenie a je dostupné na moderných platformách servopohonov bez potreby externého hardvéru regulátora.

Mechanika rozpínania tŕňa: Porovnanie pneumatického a servoelektrického ovládania

Rozťahovací tŕň je určujúcim mechanickým komponentom moderného Stroj na navíjanie káblov — upne jadro cievky počas navíjania, udržiava cieľový vnútorný priemer počas celého cyklu navíjania a uvoľní hotovú cievku čisto na prenos do následnej baliacej stanice. Výkon tŕňa priamo určuje konzistenciu vnútorného priemeru cievky, čas prenosového cyklu a mieru zlyhania uvoľnenia cievky, ktoré si vyžaduje manuálny zásah na odstránenie. Napriek jej ústrednému významu pre výkon navíjania nebola technológia ovládania tŕňa v celom odvetví dôsledne modernizovaná a mnohé stroje sa stále spoliehajú na pneumatické pohony, ktorých obmedzenia sa stávajú významnými pri vysokých výrobných rýchlostiach.

Pneumatické ovládanie tŕňa funguje pri pevnom tlaku vzduchu, ktorý určuje expanznú silu aj rýchlosť sťahovania. Kľúčovým obmedzením je, že pneumatická ovládacia sila nie je riadená polohou – akonáhle ovládač dosiahne koniec dráhy, ramená tŕňa sú držané iba tlakom vzduchu a akékoľvek zmeny v prívodnom tlaku počas zmeny (bežné v zariadeniach so spoločnými systémami stlačeného vzduchu) sa premietnu priamo do zmeny sily uchopenia tŕňa. Keď sila uchopenia klesne pod prah potrebný na to, aby odolal navíjaciemu napätiu na vonkajších vrstvách cievky, tŕň rotačne skĺzne, čím sa vytvorí defekt posunutia vrstvy v hornom tele cievky, ktorý je ťažké detegovať, kým sa cievka neprenesie a chyba nebude viditeľná na čele cievky.

Servoelektrické ovládanie tŕňa rieši toto obmedzenie nahradením pneumatického valca servomotorom a guľôčkovým skrutkovým alebo prepínacím mechanizmom, ktorý umiestňuje ramená tŕňa do presne definovaného priemeru a udržuje túto polohu prostredníctvom krútiaceho momentu motora namiesto tlaku vzduchu. Servosystém poskytuje spätnú väzbu o polohe v reálnom čase, ktorá potvrdzuje, že tŕň je na prikázanom priemere pred začiatkom cyklu navíjania a udržiava prikázanú polohu počas celého cyklu navíjania bez ohľadu na reakčnú silu z napätia navíjania. Opakovateľnosť vnútorného priemeru cievky na tŕňoch poháňaných servomotorom je zvyčajne ±0,5 mm alebo lepšia počas celej výrobnej zmeny, v porovnaní s ±2–4 mm na pneumatických systémoch za podmienok premenlivého napájacieho tlaku.

Optimalizácia sekvencie rezania a prenosu na vysokorýchlostných navíjačkách káblov

Sekvencia strihania a prenosu na káblovej cievke – koordinovaná séria udalostí, ktoré ukončia jednu cievku, odrežú kábel, zaistia koncovku a umiestni nové jadro cievky na navíjanie – je časovo najkritickejšou fázou celého cyklu navíjania. Pri rýchlostiach linky 300 m/min alebo vyšších predstavuje produkcia kábla pred prúdom počas 3-sekundovej prenosovej sekvencie 15 metrov kábla, ktorý musí byť uložený v akumulátore bez toho, aby došlo k napínaniu alebo uvoľneniu slučky. Kapacita vyrovnávacej pamäte, časovanie rezu a kinematika prenosového ramena musia byť navrhnuté ako integrovaný systém a nie špecifikované nezávisle, pretože nedostatočne špecifikovaná vyrovnávacia pamäť alebo pomalá sekvencia prenosu vytvára obmedzenie, ktoré obmedzuje efektívnu výstupnú rýchlosť celej linky bez ohľadu na schopnosť rýchlosti navíjania samotnej navíjačky káblov.

Samotná udalosť rezu vyžaduje presnú synchronizáciu medzi signálom ovládania rezača a polohou kábla na čepeli rezača. Na rotačných lietajúcich rezačkách – ktoré prerezávajú kábel, keď sú kábel aj rezací kotúč v pohybe – musí načasovanie kotúča zohľadňovať oneskorenie pri preprave kábla medzi polohou rezača a bodom navíjania. Ak čepeľ vystrelí príliš skoro, dĺžka chvosta na hotovej cievke je kratšia, než je špecifikované; ak vystrelí príliš neskoro, dĺžka vedenia na novej cievke presahuje prvú vrstvu vinutia, čím sa vytvorí voľný vonkajší koniec, ktorý prekáža pri operácii páskovania. Prijateľné časové okno pre čistý rez pri rýchlosti 300 m/min je zvyčajne menej ako 20 milisekúnd, čo si vyžaduje skôr PLC s deterministickými časmi skenovania než univerzálny ovládač s variabilným časom cyklu.

• Veľkosť vyrovnávacieho akumulátora: Minimálna kapacita akumulátora sa musí rovnať výkonu kábla počas celého času prenosovej sekvencie pri maximálnej rýchlosti linky – poddimenzované akumulátory nútia protiprúdovú linku spomaliť pri každej výmene cievky, čo vytvára cyklické narušenie rýchlosti, ktoré ovplyvňuje konzistenciu hrúbky steny výlisku
• Spôsob zaistenia chvosta: Zatiahnutie chvosta horúcim vzduchom je spoľahlivejšie ako mechanické svorky chvosta pre káble s mäkkým plášťom pri vysokej rýchlosti, pretože nevyžaduje, aby bol chvost v presnej polohe – prúd horúceho vzduchu vychyľuje chvost bez ohľadu na jeho presný uhol v momente rezu
• Prednastavenie jadra: Nové jadro cievky by sa malo vložiť a potvrdiť v pohotovostnej polohe tŕňa pred rezaním, nie po ňom – akékoľvek oneskorenie v umiestnení jadra po rezaní predlžuje efektívny čas prenosu a zvyšuje potrebu akumulátora
• Profilovanie rýchlosti prenosového ramena: Prenosové rameno by malo sledovať rýchlostný profil krivky S a nie lichobežníkový profil, aby sa minimalizovalo trhanie na začiatku a konci pohybu presunu – vysoké hodnoty trhania počas presunu cievky spôsobia, že sa hotová cievka posunie na prenosovom ramene, čo vedie k nesprávnemu umiestneniu v páskovacej stanici po prúde.

Intervaly preventívnej údržby pre mechanické systémy strojov na navíjanie drôtu

Stroj na navíjanie drôtu mechanické systémy pracujú pri nepretržitom cyklickom zaťažení, ktoré vytvára vzory opotrebovania odlišné od tých, ktoré sa vyskytujú vo väčšine ostatných typov priemyselných strojov. Tŕň sa rozťahuje a zmršťuje pri každom cykle cievky – potenciálne 300 až 500-krát za smenu na vysokorýchlostnom káblovom vedení v stavebníctve – čím sa otočné ložiská tŕňa a mechanizmus pohonu podrobujú kumulatívnemu počtu cyklov, ktorý v prvom roku prevádzky dosiahne milióny cyklov. Štandardné intervaly údržby strojového zariadenia založené na prevádzkových hodinách výrazne podhodnocujú mieru mechanického opotrebovania týchto komponentov, pretože relevantným faktorom degradácie je skôr počet cyklov než doba chodu. Stroj na navíjanie drôtu s rýchlosťou 400 m/min. navíja 50 m zvitkov akumuluje 480 cyklov tŕňa za hodinu – osemnásobok frekvencie taktov stroja, ktorý beží rovnaké hodiny, ale navíja 400 m zvitkov.

Stanovenie intervalov údržby na základe počtu cyklov cievky namiesto prevádzkových hodín vyžaduje, aby riadiaci systém stroja zaznamenával kumulatívne počty cyklov pre každý komponent kritický opotrebenie a zobrazoval výstrahy údržby na príslušných prahových hodnotách. Toto je štandardná funkcia v moderných platformách riadenia strojov na navíjanie cievok, ale chýba v starších strojoch s reléovou logikou alebo základnými PLC riadenými strojmi, čo od operátorov vyžaduje, aby manuálne sledovali počty cyklov – prax, ktorá sa len zriedkavo zachováva konzistentne vo výrobných prostrediach. Ak v riadiacom systéme nie je k dispozícii sledovanie počtu cyklov, konzervatívnym prístupom je nastavenie intervalov údržby na základe času na jednu tretinu hodín odporúčaných dodávateľom pre mechanické komponenty s vysokým počtom cyklov.

Odporúčané intervaly údržby podľa komponentu a spúšťača

Spoločnosť Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd., ktorá bola založená v roku 2002 v Šanghaji s investíciami z Taiwanu a rozšírená prostredníctvom spoločnosti Jiangsu Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. v Yixingu v roku 2017, poskytuje zákazníkom zdokumentovaný plán údržby špecifický pre každú konfiguráciu stroja na navíjanie drôtu – nejde o generický plán, manuál nasadzovania produktov do prostredia, ale o kombináciu údržby. zariadenia zákazníka. Tento harmonogram je dodávaný ako súčasť balíka uvádzania do prevádzky a zahŕňa prahové hodnoty počtu cyklov pre všetky komponenty kritické opotrebenie, odporúčaný inventár náhradných dielov s veľkosťou na šesť mesiacov plánovanej údržby a diagnostický kontrolný zoznam, ktorý môžu operátori použiť na identifikáciu indikátorov opotrebenia v počiatočnom štádiu predtým, ako sa rozvinú do neplánovaných prestojov.