Nhà sản xuất máy quấn dây cáp

Kiến thức ngành

Thiết kế cơ chế di chuyển ngang: Độ chính xác phân phối dây ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng cuộn dây

Cơ chế di chuyển ngang trên một Máy cuộn chi phối cách phân bố dây hoặc cáp theo chiều ngang của cuộn dây trong quá trình cuộn dây. Trong hầu hết các môi trường sản xuất, hiệu suất di chuyển ngang được đánh giá bằng cách kiểm tra trực quan mặt cuộn dây đã hoàn thiện - nhưng việc kiểm tra bề mặt này bỏ sót các vấn đề chất lượng nghiêm trọng nhất phát triển bên trong thân cuộn dây qua nhiều lớp. Phân bố bước không đồng đều - do tốc độ di chuyển ngang không khớp với tốc độ cuộn dây, phản ứng ngược trong vít me truyền động ngang hoặc lập trình bước không nhất quán tại các điểm chuyển tiếp đường kính - tạo ra sự tập trung áp suất cục bộ bên trong cuộn dây nơi các lớp lồng vào nhau không chính xác. Những điểm áp suất này làm biến dạng hình dạng cách điện của các lớp cáp trong cùng và tạo điều kiện gây hư hỏng do mài mòn trong quá trình thanh toán, đặc biệt trong các ứng dụng mà cáp được kéo ra khỏi tâm cuộn dây.

Biến số kỹ thuật kiểm soát trực tiếp độ chính xác di chuyển ngang là tốc độ cập nhật tỷ lệ bước trên đường kính. Khi cuộn dây tăng đường kính trong quá trình cuộn dây, tốc độ bề mặt tuyến tính tại điểm cuộn dây tăng ngay cả khi RPM của trục gá không đổi. A Máy cuộn dây cuộn không liên tục tính toán lại và cập nhật bước ngang để bù cho sự tăng trưởng đường kính này sẽ tạo ra bước tiến dần dần chặt hơn ở các lớp bên trong và dần dần rộng hơn về phía các lớp bên ngoài - một khuyết tật xuất hiện đồng đều trên mặt cuộn nhưng tạo ra mặt cắt ngang với các giao diện lớp không song song. Các hệ thống di chuyển ngang được điều khiển bằng servo với tính năng bù đường kính theo thời gian thực, xuất phát từ thuật toán đếm lớp hoặc từ cảm biến đo đường kính trực tiếp, loại bỏ lỗi bước tăng dần này trên toàn bộ chiều cao của cuộn dây.

Shanghai Yessjet Precision Machinery Co., Ltd. triển khai chế độ di chuyển ngang được điều khiển bằng servo với khả năng bù bước vòng kín theo tiêu chuẩn trên dòng Máy cuộn dây cáp của mình. Bộ điều khiển di chuyển ngang nhận phản hồi liên tục từ bộ mã hóa trục quấn và tính toán lại điểm đặt bước ở mỗi vòng quay cuộn dây, đảm bảo rằng lớp dây vẫn nhất quán về mặt hình học từ lớp đầu tiên đến lớp cuối cùng bất kể chiều cao của cuộn dây hoặc sự thay đổi tốc độ trục gá trong các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc.

Động lực học con lăn vũ công: Điều chỉnh kiểm soát lực căng cho cuộn dây có tốc độ thay đổi

Cụm con lăn vũ công trên Máy cuộn dây thực hiện một chức năng phức tạp hơn vẻ ngoài của nó: nó đồng thời đệm sự chênh lệch tốc độ giữa đường ngược dòng và trục cuộn cuộn, đo độ căng dây thông qua vị trí dịch chuyển của nó và cung cấp tín hiệu phản hồi điều khiển vòng điều khiển độ căng. Khi bất kỳ một trong ba chức năng này bị tổn hại — do khối lượng vũ công không chính xác, vòng bi trục bị mòn hoặc bộ điều khiển PID được điều chỉnh kém — hệ thống kiểm soát lực căng trở nên chậm chạp hoặc dao động, tạo ra các cuộn dây có sự thay đổi lực căng theo từng lớp mà không thể nhìn thấy được khi kiểm tra bằng mắt nhưng có thể phát hiện được dưới dạng biến đổi độ giãn dài của dây dẫn khi cáp được kiểm tra điện trở trên mỗi đơn vị chiều dài.

Khối lượng con lăn vũ công là thông số thường xuyên bị bỏ qua nhất trong quá trình lắp đặt Bộ cuộn cáp. Một vũ công quá nhẹ sẽ phản ứng với các nhiễu loạn căng thẳng tần số cao với sự dịch chuyển quá mức, làm bão hòa đầu ra điều khiển và làm cho vòng căng mất kiểm soát trong quá trình tăng tốc chuyển đổi cuộn dây nhất thời. Một vũ công quá nặng không đủ khả năng phản hồi để điều chỉnh nhanh chóng những sai lệch lực căng nhỏ, khiến chúng tích tụ trên nhiều lớp cuộn dây. Khối lượng vũ công chính xác cho một ứng dụng nhất định được xác định bởi mô đun đàn hồi của dây, điểm đặt độ căng mục tiêu, tốc độ biến đổi tốc độ đường dây dự kiến ​​​​tối đa và hình dạng cánh tay vũ công - một phép tính yêu cầu phân tích kỹ thuật thay vì ước tính theo quy tắc ngón tay cái.

Hướng dẫn cấu hình con lăn Dancer theo loại dây

Ngoài việc lựa chọn khối lượng, việc điều chỉnh PID của vòng điều khiển độ căng yêu cầu các bộ tham số riêng biệt cho phạm vi hoạt động tốc độ thấp và tốc độ cao. Một bộ tham số PID duy nhất giúp ổn định lực căng ở tốc độ 50 m/phút thường sẽ bị giảm chấn ở mức 300 m/phút, tạo ra dao động có thể nhìn thấy ở vị trí vũ công biểu hiện dưới dạng biến đổi lực căng nhịp nhàng tại điểm quấn dây. Điều khiển theo lịch trình — trong đó các tham số PID được điều chỉnh tự động như một hàm của tốc độ đường truyền — là giải pháp đúng về mặt kỹ thuật và có sẵn trên các nền tảng truyền động servo hiện đại mà không yêu cầu phần cứng bộ điều khiển bên ngoài.

Cơ chế mở rộng trục gá: So sánh truyền động bằng khí nén và điện servo

Trục gá mở rộng là thành phần cơ khí xác định của một máy hiện đại Máy cuộn dây cáp - nó kẹp lõi cuộn dây trong quá trình cuộn dây, duy trì đường kính bên trong mục tiêu trong suốt chu kỳ cuộn dây và giải phóng cuộn dây thành phẩm một cách sạch sẽ để chuyển đến trạm đóng gói phía sau. Hiệu suất của trục gá trực tiếp xác định tính nhất quán của đường kính bên trong cuộn dây, thời gian chu kỳ truyền và tỷ lệ lỗi nhả cuộn dây cần được can thiệp thủ công để khắc phục. Mặc dù tập trung vào hiệu suất cuộn dây, công nghệ truyền động trục gá vẫn chưa được hiện đại hóa một cách nhất quán trong toàn ngành và nhiều máy vẫn dựa vào bộ truyền động khí nén có những hạn chế trở nên đáng kể ở tốc độ sản xuất cao.

Truyền động trục gá bằng khí nén hoạt động ở áp suất không khí cố định xác định cả lực giãn nở và tốc độ rút lại. Hạn chế chính là lực tác động bằng khí nén không được điều khiển theo vị trí - khi bộ truyền động đạt đến điểm cuối hành trình, cánh tay trục gá chỉ được giữ bằng áp suất không khí và bất kỳ sự thay đổi nào về áp suất cung cấp trong suốt ca làm việc (phổ biến ở các cơ sở có hệ thống khí nén dùng chung) sẽ chuyển trực tiếp thành sự biến đổi của lực bám trục gá. Khi lực kẹp giảm xuống dưới ngưỡng cần thiết để chống lại lực căng cuộn dây ở các lớp cuộn dây bên ngoài, trục gá sẽ trượt quay, tạo ra khuyết tật dịch chuyển lớp ở thân cuộn dây phía trên khó phát hiện cho đến khi cuộn dây được dịch chuyển và khuyết tật trở nên rõ ràng trên mặt cuộn dây.

Hoạt động của trục gá điện-servo giải quyết hạn chế này bằng cách thay thế xi lanh khí nén bằng động cơ servo và vít bi hoặc cơ cấu chuyển đổi để định vị các cánh tay trục gá theo đường kính được xác định chính xác và giữ vị trí đó thông qua mô-men xoắn của động cơ thay vì áp suất không khí. Hệ thống servo cung cấp phản hồi vị trí theo thời gian thực để xác nhận trục gá ở đường kính yêu cầu trước khi chu kỳ cuộn dây bắt đầu và duy trì vị trí yêu cầu trong suốt chu kỳ cuộn dây bất kể lực phản ứng từ lực căng cuộn dây. Độ lặp lại đường kính trong của cuộn dây trên các trục được dẫn động bằng servo thường là ± 0,5 mm hoặc cao hơn trong toàn bộ ca sản xuất, so với ± 2–4 mm trên hệ thống khí nén trong điều kiện áp suất cung cấp thay đổi.

Tối ưu hóa trình tự cắt và chuyển trên bộ cuộn cáp tốc độ cao

Trình tự cắt và chuyển trên Máy cuộn cáp - một chuỗi các sự kiện phối hợp kết thúc một cuộn dây, cắt cáp, cố định đuôi và định vị lõi cuộn dây mới để cuộn dây - là giai đoạn quan trọng nhất về thời gian của toàn bộ chu trình cuộn dây. Ở tốc độ đường truyền 300 m/phút trở lên, việc sản xuất cáp ngược dòng trong chuỗi truyền 3 giây tương ứng với 15 mét cáp phải được đặt trong bộ đệm tích lũy mà không gây ra hiện tượng căng đột biến hoặc vòng lặp chùng. Công suất bộ đệm, thời gian cắt và động học cánh tay truyền phải được thiết kế như một hệ thống tích hợp thay vì được chỉ định độc lập, bởi vì bộ đệm không được xác định rõ hoặc trình tự truyền chậm sẽ tạo ra hạn chế giới hạn tốc độ đầu ra hiệu quả của toàn bộ đường dây bất kể khả năng tốc độ cuộn dây của chính Bộ cuộn cáp.

Bản thân sự kiện cắt yêu cầu sự đồng bộ hóa chính xác giữa tín hiệu kích hoạt máy cắt và vị trí cáp ở lưỡi cắt. Trên máy cắt bay quay - cắt cáp trong khi cả cáp và lưỡi cắt đang chuyển động - thời gian của lưỡi cắt phải tính đến độ trễ vận chuyển cáp giữa vị trí máy cắt và điểm cuộn dây. Nếu lưỡi cắt quá sớm, chiều dài đuôi trên cuộn thành phẩm sẽ ngắn hơn quy định; nếu nó kích hoạt quá muộn, chiều dài dây dẫn trên cuộn dây mới sẽ kéo dài qua lớp cuộn dây đầu tiên, tạo ra một đuôi bên ngoài lỏng lẻo gây trở ngại cho hoạt động đóng đai. Khoảng thời gian chấp nhận được để cắt sạch ở tốc độ 300 m/phút thường nhỏ hơn 20 mili giây, yêu cầu PLC có thời gian quét xác định thay vì bộ điều khiển đa năng có thời gian chu kỳ thay đổi.

• Kích thước bộ đệm tích lũy: Công suất bộ tích lũy tối thiểu phải bằng đầu ra cáp trong suốt thời gian chuỗi truyền đầy đủ ở tốc độ đường truyền tối đa — bộ tích lũy có kích thước nhỏ buộc đường dây ngược dòng giảm tốc trong mỗi lần thay đổi cuộn dây, tạo ra nhiễu loạn tốc độ theo chu kỳ ảnh hưởng đến tính nhất quán của độ dày thành đùn
• Phương pháp bảo vệ đuôi: Việc kéo đuôi bằng khí nóng đáng tin cậy hơn so với kẹp đuôi cơ học dành cho cáp có vỏ bọc mềm ở tốc độ cao vì nó không yêu cầu đuôi phải được đưa vào một vị trí chính xác - luồng khí nóng làm lệch đuôi bất kể góc chính xác của nó tại thời điểm cắt
• Định vị trước cốt lõi: Lõi cuộn dây mới phải được tải và xác nhận ở vị trí trục gá dự phòng trước sự kiện cắt, không phải sau - bất kỳ sự chậm trễ nào trong việc định vị lõi sau khi cắt sẽ kéo dài thời gian truyền hiệu quả và tăng nhu cầu tích lũy
• Hồ sơ vận tốc cánh tay chuyển: Cánh tay chuyển phải tuân theo cấu hình vận tốc đường cong chữ S thay vì cấu hình hình thang để giảm thiểu độ giật khi bắt đầu và kết thúc chuyển động chuyển - giá trị độ giật cao trong quá trình chuyển cuộn dây khiến cuộn dây thành phẩm dịch chuyển trên cánh tay chuyển, tạo ra vị trí không thẳng hàng tại trạm đóng đai hạ lưu

Khoảng thời gian bảo trì phòng ngừa cho hệ thống cơ khí máy cuộn dây

Máy cuộn dây Các hệ thống cơ khí hoạt động dưới tải trọng tuần hoàn liên tục tạo ra các kiểu mài mòn khác biệt với các kiểu mòn được thấy ở hầu hết các loại máy móc công nghiệp khác. Trục gá mở rộng và co lại trên mỗi chu kỳ cuộn dây - có thể từ 300 đến 500 lần mỗi ca trên đường dây xây dựng tốc độ cao - khiến vòng bi trục trục và cơ cấu truyền động phải chịu số chu kỳ tích lũy lên tới hàng triệu chu kỳ trong năm đầu tiên hoạt động. Khoảng thời gian bảo trì máy móc tiêu chuẩn dựa trên số giờ vận hành đánh giá thấp đáng kể tốc độ hao mòn cơ học của các bộ phận này, bởi vì nguyên nhân xuống cấp có liên quan là số chu kỳ thay vì thời gian chạy. Một máy cuộn dây chạy ở tốc độ 400 m/phút cuộn các cuộn dây 50m tích lũy 480 chu kỳ trục gá mỗi giờ - gấp tám lần tốc độ chu kỳ của một máy chạy cùng giờ nhưng cuộn các cuộn dây 400m.

Việc thiết lập khoảng thời gian bảo trì dựa trên số chu kỳ cuộn dây thay vì số giờ vận hành yêu cầu hệ thống điều khiển máy ghi lại số chu kỳ tích lũy cho từng bộ phận quan trọng về độ mài mòn và đưa ra các cảnh báo bảo trì ở ngưỡng thích hợp. Đây là một tính năng tiêu chuẩn trong các nền tảng điều khiển Máy cuộn cuộn hiện đại nhưng không có trong các máy điều khiển PLC cơ bản hoặc logic rơle cũ hơn, yêu cầu người vận hành theo dõi số chu kỳ theo cách thủ công - một thực tế hiếm khi được duy trì nhất quán trong môi trường sản xuất. Khi hệ thống điều khiển không có tính năng theo dõi số chu kỳ, thì cách tiếp cận thận trọng là đặt khoảng thời gian bảo trì dựa trên thời gian ở mức 1/3 số giờ do nhà cung cấp khuyến nghị đối với các bộ phận cơ khí có số chu kỳ cao.

Khoảng thời gian bảo trì được đề xuất theo thành phần và cơ sở kích hoạt

Được thành lập vào năm 2002 tại Thượng Hải với sự đầu tư từ Đài Loan và mở rộng thông qua Công ty TNHH Máy móc chính xác Giang Tô Yessjet tại Yixing vào năm 2017, Công ty TNHH Máy móc chính xác Thượng Hải Yessjet cung cấp cho khách hàng lịch trình bảo trì được ghi lại cụ thể cho từng cấu hình Máy cuộn dây - không phải là hướng dẫn sử dụng thiết bị chung mà là kế hoạch bảo trì được hiệu chỉnh theo tốc độ chu kỳ cuộn dây thực tế, hỗn hợp sản phẩm và môi trường vận hành của cơ sở của khách hàng. Lịch trình này được cung cấp như một phần của gói vận hành và bao gồm các ngưỡng đếm chu kỳ cho tất cả các bộ phận quan trọng về độ mài mòn, lượng tồn kho phụ tùng thay thế được đề xuất cho sáu tháng bảo trì theo kế hoạch và danh sách kiểm tra chẩn đoán mà người vận hành có thể sử dụng để xác định các dấu hiệu hao mòn ở giai đoạn đầu trước khi chúng phát triển thành các sự kiện ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.