Výrobci navíjecích strojů na dráty

Znalosti oboru

Konstrukce posuvného mechanismu: Jak přesnost distribuce drátu ovlivňuje kvalitu cívky

Posuvný mechanismus na a Navíjecí stroj určuje, jak je drát nebo kabel distribuován bočně po šířce cívky během navíjení. Ve většině produkčních prostředí je výkon posuvu hodnocen vizuální kontrolou hotového čela cívky – ale tato kontrola povrchu postrádá nejzávažnější problémy s kvalitou, které se vyvíjejí uvnitř těla cívky přes více vrstev. Nerovnoměrné rozložení sklonu – způsobené nesouladem rychlosti pojezdu s rychlostí navíjení, vůlí vodícího šroubu pohonu pojezdu nebo nekonzistentním programováním stoupání v bodech přechodu průměru – vytváří lokalizované koncentrace tlaku uvnitř cívky, kde se vrstvy nesprávně usazují. Tyto tlakové body narušují geometrii izolace nejvnitřnějších vrstev kabelu a vytvářejí podmínky pro poškození otěrem během vytahování, zejména v aplikacích, kde je kabel tažen ze středu cívky.

Technickou proměnnou, která přímo řídí přesnost posuvu, je rychlost aktualizace poměru sklonu k průměru. Jak se průměr cívky během navíjení zvětšuje, lineární povrchová rychlost v bodě navíjení se zvyšuje, i když otáčky vřetena zůstávají konstantní. A Stroj na navíjení cívek který nepřetržitě nepřepočítává a neaktualizuje rozteč příčného paprsku, aby kompenzoval tento růst průměru, bude produkovat postupně těsnější rozteč ve vnitřních vrstvách a progresivně širší rozteč směrem k vnějším vrstvám – defekt, který se na čele cívky jeví jednotně, ale vytváří průřez s neparalelními rozhraními vrstev. Systémy servoposuvů s kompenzací průměru v reálném čase, odvozené buď z algoritmu počítání vrstev nebo ze senzoru pro přímé měření průměru, eliminují tuto progresivní chybu stoupání v celé konstrukční výšce cívky.

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. standardně implementuje servo řízený posuv s kompenzací rozteče v uzavřené smyčce ve své řadě strojů na navíjení drátu. Ovladač pojezdu přijímá nepřetržitou zpětnou vazbu od kodéru navíjecího vřetena a přepočítává požadovanou hodnotu stoupání při každé otáčce vinutí, čímž zajišťuje, že pokládka drátu zůstane geometricky konzistentní od první vrstvy k poslední bez ohledu na konstrukční výšku cívky nebo změnu rychlosti vřetena během fází zrychlování a zpomalování.

Dynamika tanečnice: Vyladění kontroly napětí pro navíjení s proměnnou rychlostí

Sestava napínacího válečku na stroji na navíjení drátu provádí funkci, která je složitější, než se zdá: současně tlumí rozdíl rychlosti mezi přívodním vedením a navíjecím trnem, měří napětí drátu prostřednictvím jeho polohy posunutí a poskytuje zpětnovazební signál, který řídí smyčku řízení napětí. Když je některá z těchto tří funkcí narušena – v důsledku nesprávné hmotnosti nástavce, opotřebených otočných ložisek nebo špatně vyladěného PID regulátoru – systém řízení napětí se buď zpomalí, nebo začne oscilovat a vytváří cívky s kolísáním napětí mezi vrstvami, které je neviditelné pro vizuální kontrolu, ale lze je detekovat jako změny v prodloužení vodiče, když je kabel testován na odpor na jednotku délky.

Hmotnost válců je nejčastěji podhodnoceným parametrem v instalacích kabelových navíječek. Příliš lehký tanečník reaguje na vysokofrekvenční poruchy napětí nadměrnou odchylkou posunutí, saturuje řídicí výstup a způsobuje, že napínací smyčka ztratí kontrolu během přechodového zrychlení při přepínání cívky. Příliš těžká tanečnice nemá dostatečnou odezvu, aby rychle korigovala malé odchylky napětí, což jim umožňuje akumulovat se ve více vrstvách cívky. Správná hmotnost naklápěče pro danou aplikaci je určena modulem pružnosti drátu, požadovanou hodnotou cílového napětí, maximální očekávanou rychlostí kolísání rychlosti linky a geometrií ramena tanečníka – výpočet, který vyžaduje technickou analýzu spíše než odhad pomocí palce.

Průvodce konfigurací Dancer Roller podle typu drátu

Kromě výběru hmotnosti vyžaduje ladění PID regulační smyčky napětí samostatné sady parametrů pro nízkorychlostní a vysokorychlostní provozní rozsahy. Jediná sada parametrů PID, která stabilizuje napětí na 50 m/min, bude typicky podtlumená při 300 m/min, což způsobí viditelné oscilace v pozici tanečníka, které se projeví jako rytmické kolísání napětí v bodě navíjení. Řízení podle zisku – kde se parametry PID automaticky upravují jako funkce rychlosti linky – je technicky správné řešení a je k dispozici na moderních platformách servopohonů bez potřeby externího řídicího hardwaru.

Mechanika rozpínání trnu: Porovnání pneumatického a servoelektrického ovládání

Rozpínací trn je určující mechanickou součástí moderního Stroj na navíjení drátu — upíná jádro cívky během navíjení, udržuje cílový vnitřní průměr během navíjecího cyklu a uvolňuje hotovou cívku čistě pro přenos do následné balicí stanice. Výkon vřetena přímo určuje konzistenci vnitřního průměru cívky, dobu přenosového cyklu a míru selhání uvolnění cívky, která vyžaduje ruční zásah k odstranění. Navzdory svému ústřednímu významu pro výkon navíjení nebyla technologie pohonu vřetenem v celém odvětví důsledně modernizována a mnoho strojů stále spoléhá na pneumatické pohony, jejichž omezení se při vysokých výrobních rychlostech stávají významnými.

Pneumatické ovládání trnu funguje při stálém tlaku vzduchu, který určuje jak expanzní sílu, tak rychlost zatahování. Klíčovým omezením je, že pneumatická ovládací síla není řízena polohou – jakmile aktuátor dosáhne konce dráhy, ramena vřetena jsou držena pouze tlakem vzduchu a jakákoli změna tlaku v přívodu v průběhu směny (běžná v zařízeních se sdílenými systémy stlačeného vzduchu) se přímo promítne do změny síly uchopení vřetena. Když síla sevření klesne pod prahovou hodnotu potřebnou k tomu, aby odolala napětí vinutí na vnějších vrstvách cívky, trn rotačně sklouzne, čímž vznikne defekt posunutí vrstvy v horním tělese cívky, který je obtížné detekovat, dokud není cívka přenesena a závada není viditelná na čele cívky.

Servoelektrické ovládání trnu řeší toto omezení nahrazením pneumatického válce servomotorem a kuličkovým šroubem nebo překlápěcím mechanismem, který umístí ramena trnu do přesně definovaného průměru a udržuje tuto polohu kroutícím momentem motoru spíše než tlakem vzduchu. Servosystém poskytuje zpětnou vazbu o poloze v reálném čase, která potvrzuje, že trn je na předepsaném průměru před zahájením cyklu navíjení, a udržuje zadanou polohu během celého cyklu navíjení bez ohledu na reakční sílu z napětí navíjení. Opakovatelnost vnitřního průměru cívky na servopohonu ovládaných trnech je typicky ±0,5 mm nebo lepší během celé výrobní směny, ve srovnání s ±2–4 mm u pneumatických systémů za podmínek proměnného napájecího tlaku.

Optimalizace sekvence řezání a přenosu na vysokorychlostních navíječkách kabelů

Sekvence řezání a přenosu na navíječce kabelů – koordinovaná série událostí, které ukončí jednu cívku, přestřihnou kabel, zajistí koncovku a umístí nové jádro cívky pro navíjení – je časově nejkritičtější fází celého cyklu navíjení. Při rychlostech linky 300 m/min nebo vyšších představuje výroba kabelu proti proudu během 3sekundové přenosové sekvence 15 metrů kabelu, který musí být uložen v zásobníku akumulátoru, aniž by došlo ke špičce napětí nebo prověšení smyčky. Kapacita vyrovnávací paměti, načasování řezu a kinematika přenosového ramene musí být navrženy jako integrovaný systém, spíše než specifikovány nezávisle, protože nedostatečně specifikovaná vyrovnávací paměť nebo pomalá přenosová sekvence vytváří omezení, které omezuje efektivní výstupní rychlost celé linky bez ohledu na schopnost rychlosti navíjení samotné navíječky kabelů.

Samotná událost řezání vyžaduje přesnou synchronizaci mezi signálem ovládání řezačky a polohou kabelu na čepeli řezačky. U rotačních létajících řezaček – které řežou lanko, když jsou lano i řezací nůž v pohybu – musí načasování kotouče počítat se zpožděním při přepravě kabelu mezi polohou řezačky a bodem navíjení. Pokud čepel vystřelí příliš brzy, délka ocasu na hotové cívce je kratší, než je specifikováno; pokud vystřelí příliš pozdě, délka vedení na nové cívce přesahuje první vrstvu vinutí, čímž se vytvoří volný vnější konec, který narušuje operaci páskování. Přijatelné časové okno pro čistý řez rychlostí 300 m/min je obvykle méně než 20 milisekund, což vyžaduje PLC s deterministickými časy skenování spíše než univerzální řídicí jednotku s proměnnou dobou cyklu.

• Velikost vyrovnávacího akumulátoru: Minimální kapacita akumulátoru se musí rovnat výstupu kabelu během celé doby přenosové sekvence při maximální rychlosti linky – poddimenzované akumulátory nutí protiproudovou linku ke zpomalení při každé výměně cívky, což vytváří cyklické narušení rychlosti, které ovlivňuje konzistenci tloušťky stěny vytlačování
• Způsob zajištění ocasu: Zatahování ocasu horkým vzduchem je spolehlivější než mechanické spony ocasu u kabelů s měkkým pláštěm při vysoké rychlosti, protože nevyžaduje, aby byl ocas umístěn v přesné poloze – proud horkého vzduchu ocas vychyluje bez ohledu na jeho přesný úhel v okamžiku řezání
• Předběžné umístění jádra: Nové jádro cívky by mělo být naloženo a potvrzeno v pohotovostní poloze trnu před řezem, nikoli po něm – jakékoli zpoždění v umístění jádra po řezu prodlužuje efektivní dobu přenosu a zvyšuje nároky na akumulátor
• Profilování rychlosti přenosového ramene: Přenášecí rameno by mělo sledovat rychlostní profil křivky S spíše než lichoběžníkový profil, aby se minimalizovalo škubání na začátku a konci přemísťovacího pohybu – vysoké hodnoty škubání během přemísťování cívek způsobí, že se hotová cívka posune na přenášecím ramenu, což způsobí nesprávné umístění na následné páskovací stanici.

Intervaly preventivní údržby pro mechanické systémy strojů na navíjení drátu

Stroj na navíjení drátu mechanické systémy pracují při nepřetržitém cyklickém zatížení, které vytváří vzory opotřebení odlišné od těch, které se vyskytují u většiny ostatních typů průmyslových strojů. Vřeteno se roztahuje a smršťuje při každém cyklu cívky – potenciálně 300 až 500krát za směnu na vysokorychlostní lince stavebního drátu – a otočná ložiska vřetena a mechanismus pohonu jsou vystaveny kumulativnímu počtu cyklů, který během prvního roku provozu dosahuje milionů cyklů. Standardní intervaly údržby strojů založené na provozních hodinách výrazně podhodnocují míru mechanického opotřebení těchto součástí, protože relevantním faktorem degradace je spíše počet cyklů než doba provozu. Stroj na navíjení drátu běžící rychlostí 400 m/min. navíjející 50m cívky akumuluje 480 cyklů vřetena za hodinu – což je osmkrát více než u stroje, který běží stejné hodiny, ale navíjí 400m cívky.

Stanovení intervalů údržby na základě počtu cyklů cívky spíše než provozních hodin vyžaduje, aby řídicí systém stroje zaznamenával kumulativní počty cyklů pro každou součást kritickou k opotřebení a zobrazoval výstrahy údržby na příslušných prahových hodnotách. Toto je standardní funkce v moderních řídicích platformách strojů na navíjení cívek, ale chybí u starších strojů s reléovou logikou nebo základních PLC řízených strojů, což vyžaduje, aby operátoři ručně sledovali počty cyklů – postup, který se ve výrobních prostředích jen zřídka udržuje konzistentně. Pokud není v řídicím systému k dispozici sledování počtu cyklů, konzervativním přístupem je nastavit intervaly údržby založené na čase na jednu třetinu hodin doporučených dodavatelem pro mechanické součásti s vysokým počtem cyklů.

Doporučené intervaly údržby podle komponentu a spouštěče

Společnost Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd., která byla založena v roce 2002 v Šanghaji s investicemi z Tchaj-wanu a rozšířena prostřednictvím Jiangsu Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. v Yixingu v roce 2017, poskytuje zákazníkům zdokumentovaný plán údržby specifický pro každou konfiguraci stroje na navíjení drátu – nejedná se o obecný plán, manuál pro sazba zařízení, ale o kombinovanou kombinaci prostředí a údržby. zařízení zákazníka. Tento plán je dodáván jako součást balíčku pro uvedení do provozu a zahrnuje prahové hodnoty počtu cyklů pro všechny součásti kritické k opotřebení, doporučený inventář náhradních dílů dimenzovaný na šest měsíců plánované údržby a diagnostický kontrolní seznam, který mohou operátoři použít k identifikaci indikátorů opotřebení v rané fázi, než se rozvinou do neplánovaných prostojů.