Rod Breakdown Machine จัดการการควบคุมความตึงของสายไฟระหว่าง capstans ต่อเนื่องกันอย่างไร

A เครื่องสลายก้าน จัดการความตึงของสายไฟระหว่างตัวดึงแบบต่อเนื่องผ่านชุดประกอบแขนนักเต้น โหลดเซลล์เซ็นเซอร์ และการควบคุมความเร็วมอเตอร์แบบวงปิด . บล็อกกว้านแต่ละอันถูกขับเคลื่อนอย่างอิสระ และระบบควบคุมจะปรับความเร็วในการหมุนอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาค่าแรงต้านกลับที่ตั้งไว้ — โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5% และ 15% ของภาระการแตกหักของสายไฟ — ป้องกันทั้งการหย่อนสะสมและการตึงมากเกินไปซึ่งอาจทำให้สายไฟขาดหรือข้อบกพร่องที่พื้นผิว

การทำความเข้าใจกลไกนี้ในเชิงลึกถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรการวาดลวด ผู้ควบคุมเครื่องจักร และทีมจัดซื้อที่ประเมินอุปกรณ์การแยกย่อยแท่งสำหรับการผลิตลวดทองแดง อลูมิเนียม หรือเหล็กกล้า

เหตุใดการควบคุมแรงตึงระหว่างแคปสแตนจึงมีความสำคัญ

ในเครื่องแยกชิ้นส่วนแบบแท่ง ลวดจะผ่านลำดับของแม่พิมพ์ดึง — โดยทั่วไป 9 ถึง 17 เสียชีวิต ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของเครื่อง - แต่ละรายการจะลดพื้นที่หน้าตัดของสายไฟลง 15% ถึง 25% ต่อการผ่าน . ระหว่างแม่พิมพ์แต่ละตัวและกว้านที่สอดคล้องกัน ลวดจะอยู่ภายใต้ความเค้นเชิงกล หากค่าความแตกต่างความเร็วระหว่างแคปแทนสองตัวที่อยู่ติดกันไม่ตรงกันแม้แต่น้อย ผลที่ตามมาก็จะบานปลายอย่างรวดเร็ว:

• ความตึงที่มากเกินไปทำให้เกิดการคอของสายไฟ การแตกหัก หรือมิติที่ไม่สอดคล้องกัน
• ความตึงที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดการพันสายไฟ การพูดคุยแบบตายตัว และการให้คะแนนพื้นผิว
• แรงตึงต้านกลับที่ไม่สามารถควบคุมได้ส่งผลให้มีการยืดตัวไม่สม่ำเสมอและคุณสมบัติทางกลทั่วทั้งขดลวดไม่ดี

การจัดการความตึงที่แม่นยำจึงไม่ได้เป็นเพียงความสะดวกทางกลเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับคุณภาพของลวดที่สม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวาดจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายด้านล่าง 2.0 มม บนเหล็กกล้าคาร์บอนสูงหรือตัวนำทองแดงระดับละเอียด

วิธีการควบคุมความตึงเบื้องต้นที่ใช้ในเครื่องแยกส่วนแบบก้าน

ระบบแขนนักเต้น (สะสม)

แขนนักเต้นเป็นอุปกรณ์ตรวจจับความตึงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องแยกชิ้นส่วนแบบแท่ง แขนหมุนแบบสปริงหรือแบบปรับความตึงด้วยแรงลมจะสัมผัสกับสายไฟระหว่างแคปสแตนสองตัว เมื่อลวดแน่นเกินไป แขนจะเบนขึ้น เมื่อความหย่อนเริ่มลดลง ตำแหน่งเชิงมุมของแขนอ่านได้โดย a ตัวเข้ารหัสแบบหมุนหรือโพเทนชิออมิเตอร์ และสัญญาณนี้จะป้อนโดยตรงไปยังตัวควบคุมการขับเคลื่อนของมอเตอร์กว้านอัพสตรีม ซึ่งจะปรับความเร็วแบบเรียลไทม์เพื่อคืนแขนให้อยู่ในตำแหน่งที่เป็นกลาง

ระบบแขนของนักเต้นเป็นที่นิยมสำหรับพวกเขา เวลาตอบสนองทางกลที่รวดเร็ว — โดยทั่วไปจะมีปฏิกิริยาภายใน 20 ถึง 50 มิลลิวินาที — ทำให้มีประสิทธิภาพในการดูดซับแรงตึงอย่างกะทันหันที่เกิดจากจุดเชื่อมหรือความแปรผันของเส้นผ่านศูนย์กลางในแกนที่เข้ามา

การวัดความตึงตามโหลดเซลล์

มีเครื่องจักรแยกย่อยขั้นสูงเพิ่มเติมรวมอยู่ด้วย โหลดเซลล์สเตรนเกจ ติดตั้งอยู่บนรอกเบี่ยงระหว่างแคปสแตน โหลดเซลล์จะวัดแรงตึงของลวดจริงในหน่วยนิวตันด้วยความแม่นยำสูง ซึ่งบ่อยครั้ง ±0.5% เต็มสเกล — และส่งค่านี้ไปยัง PLC หรือตัวควบคุมไดรฟ์ โหลดเซลล์ต่างจากแขนนักเต้นตรงที่โหลดเซลล์ไม่มีความเฉื่อยเชิงกลเพิ่มเติมในเส้นทางของสายไฟ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกับสายไฟที่ละเอียดมากหรือการทำงานที่ความเร็วสูงข้างต้น 20 ม./วินาที .

การควบคุมคาสเคดความเร็วมอเตอร์แบบวงปิด

เครื่องแยกย่อยแบบสมัยใหม่ใช้ก สถาปัตยกรรมการควบคุมแรงบิดความเร็วแบบเรียงซ้อน . กว้านแต่ละตัวขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ AC แต่ละตัวพร้อมไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) หรือเซอร์โวไดรฟ์ ชุดขับหลัก (โดยปกติจะอยู่ที่จุดสิ้นสุดการรับขึ้น) จะตั้งค่าความเร็วอ้างอิง และชุดขับอัปสตรีมแต่ละตัวจะทำงานในโหมดผู้ติดตาม โดยจะปรับความเร็วตามการตอบสนองของแรงตึง สิ่งนี้จะสร้างห่วงโซ่การซิงโครไนซ์ที่ การแก้ไขความเร็วจะแพร่กระจายต้นน้ำภายในรอบการควบคุมเดียว โดยทั่วไปทุกๆ 1–10 มิลลิวินาทีบน PLC อุตสาหกรรมสมัยใหม่

การเปรียบเทียบเทคโนโลยีควบคุมแรงดึง

บทบาทของแรงดึงต้านในประสิทธิภาพของแม่พิมพ์และคุณภาพของสายไฟ

แรงดึงกลับ — แรงดึงที่ควบคุมซึ่งใช้กับลวดที่เข้าสู่แม่พิมพ์ — มีอิทธิพลโดยตรงต่อการสึกหรอของแม่พิมพ์และคุณสมบัติทางโลหะวิทยาของลวด บนเครื่องสลายแท่ง โดยทั่วไปแรงดึงกลับจะอยู่ระหว่าง 10% ถึง 40% ของแรงดึง ขึ้นอยู่กับวัสดุและกำหนดการลด

แรงดึงต้านที่สูงขึ้นจะช่วยลดแรงกดในแนวรัศมีบนผนังแม่พิมพ์ ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ได้สูงสุดถึง 30% ในชุดแม่พิมพ์ทังสเตนคาร์ไบด์ . อย่างไรก็ตาม แรงดึงกลับที่มากเกินไปจะเพิ่มความเครียดตามแนวแกนในเส้นลวด ทำให้เกิดความเสี่ยงที่จะเกิดข้อบกพร่องจากจุดศูนย์กลางในลวดเหล็กกล้าคาร์บอนสูง ระบบควบคุมความตึงบนเครื่องแยกส่วนแบบแท่งจึงต้องทำงานภายในหน้าต่างแคบ ซึ่งแม่นยำเพียงพอในการใช้ประโยชน์จากแรงดึงต้านย้อนกลับ โดยไม่เกินขีดจำกัดอัตราครากของสายไฟในแต่ละขั้นตอนการลดขนาด

การชดเชยความเร็วจัดการกับการยืดตัวของสายไฟระหว่างรอบอย่างไร

เมื่อดึงลวดผ่านแม่พิมพ์แต่ละอัน มันจะยืดออกตาม หลักการคงตัวของปริมาตร : สิ่งที่พื้นที่หน้าตัดลดลงต้องเพิ่มความยาวตามสัดส่วน การลดพื้นที่ลง 20% จะทำให้ความยาวของสายไฟเพิ่มขึ้นโดยประมาณ 25% ซึ่งหมายความว่าแต่ละกว้านท้ายน้ำจะต้องหมุนเร็วกว่าอันก่อนหน้าเพื่อรองรับการเติบโตนี้

ระบบควบคุมของเครื่องสลายแกนตั้งโปรแกรมล่วงหน้า ตารางอัตราส่วนความเร็ว ขึ้นอยู่กับตารางการลดแม่พิมพ์ ตัวอย่างเช่น หากสายไฟที่เข้าเครื่องจักร 9 ดายอยู่ที่ 5 ม./วินาที และพบว่าพื้นที่ลดลงโดยเฉลี่ย 20% ต่อดาย ความเร็วกว้านสุดท้ายจะต้องอยู่ที่ประมาณ 27 เมตร/วินาที เพื่อให้ตรงกับความเร็วของลวดที่ยาว ลูปป้อนกลับความตึงจะทำการแก้ไขอย่างละเอียดเพิ่มเติมจากอัตราส่วนพื้นฐานนี้ในแบบเรียลไทม์

การจัดการความตึงในระหว่างการขาดและการสตาร์ทสายไฟใหม่

การแตกหักของสายไฟเป็นเหตุการณ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการทำงานของเครื่องจักรแยกส่วนแกน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการสตาร์ทหรือเมื่อดำเนินการขดลวดของแกนที่มีรอยเชื่อม ระบบควบคุมแรงดึงที่ออกแบบอย่างดีประกอบด้วยการตอบสนองเชิงป้องกันดังต่อไปนี้:

• การชะลอตัวของกว้านต้นน้ำทันที เกิดขึ้นจากการสูญเสียสัญญาณความตึงเครียดอย่างกะทันหันจากแขนนักเต้นหรือโหลดเซลล์
• การปิดโซนตามลำดับ — PLC จะหยุดแคปสแตนจากจุดพักต้นทางเพื่อป้องกันการพันกันของสายไฟรอบๆ แม่พิมพ์
• ทางลาดรีสตาร์ทที่ควบคุมได้ — หลังจากการร้อยด้ายใหม่ เครื่องจักรจะเร่งความเร็วผ่านโปรไฟล์การสตาร์ทแบบนุ่มนวลที่ตั้งโปรแกรมได้ เพื่อค่อยๆ สร้างแรงตึงใหม่โดยไม่ทำให้ลวดเกลียวที่เพิ่งพันขาด

สำหรับเครื่องแยกชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูง ระยะเวลาการกู้คืนลวดขาดโดยเฉลี่ยจะลดลงเหลือต่ำกว่า 3 นาที ผ่านลำดับการรีสตาร์ทตามแรงตึงอัตโนมัติ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยรวม (OEE) ได้อย่างมาก

บูรณาการกับ HMI และระบบการตรวจสอบของเครื่อง

เครื่องแยกส่วนแบบแท่งร่วมสมัยจะแสดงค่าความตึงระหว่างแคปทันแบบเรียลไทม์บนหน้าจอสัมผัส HMI ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบความตึงของแต่ละโซนได้แบบเรียลไทม์ โดยทั่วไปพารามิเตอร์หลักจะแสดงได้แก่:

• ค่าแรงตึงกระแสต่อโซน (เป็นนิวตันหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของเซ็ตพอยต์)
• ความเร็วกว้าน (ม./นาที) สำหรับแต่ละบล็อกรูปวาด
• การดึงกระแสของมอเตอร์เป็นตัวแทนสำหรับแรงดึง
• ประวัติการแจ้งเตือนสำหรับข้อผิดพลาดด้านแรงดึงและเหตุการณ์การแตกหักของสายไฟ

รองรับระบบขั้นสูง การเชื่อมต่อ OPC-UA หรือ Modbus TCP ช่วยให้สามารถบันทึกข้อมูลความตึงเครียดเข้าสู่ระบบ SCADA หรือ MES ส่วนกลางเพื่อการวิเคราะห์แนวโน้มกระบวนการ การตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพ และการวางแผนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ผู้ผลิตบางรายเสนอในขณะนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพความตึงเครียดโดยใช้ AI ช่วย โดยที่ข้อมูลการวาดในอดีตจะถูกนำมาใช้เพื่อปรับค่าที่ตั้งไว้โดยอัตโนมัติเมื่อสลับระหว่างวัสดุแท่งหรือกำหนดการดาย

ประเด็นสำคัญสำหรับการเลือกและการใช้งานอุปกรณ์

เมื่อประเมินหรือใช้งานเครื่องแยกส่วนแบบแท่งที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมความตึง ประเด็นในทางปฏิบัติต่อไปนี้สมควรได้รับความสนใจเป็นอันดับแรก:

1. ตรวจสอบว่าเครื่องมี การควบคุมไดรฟ์อิสระต่อบล็อกกว้าน — ระบบกระปุกเกียร์ที่ใช้ร่วมกันไม่สามารถชดเชยความแปรผันของแรงตึงตามเวลาจริงได้
2. สำหรับความเร็วในการวาดด้านบน 15 เมตร/วินาที จัดลำดับความสำคัญของการตรวจจับความตึงตามโหลดเซลล์เหนือแขนกลของนักเต้นเพื่อการตอบสนองที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น
3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอบเวลาการควบคุม PLC เป็น 10 มิลลิวินาทีหรือเร็วกว่า เพื่อรับมือกับความผันผวนของแรงดึงที่ความเร็วการทำงานโดยไม่ทำให้สายไฟขาด
4. ขอเอกสารประกอบเครื่อง ช่วงจุดตั้งค่าความตึงและขั้นตอนการสอบเทียบ สำหรับแต่ละเกรดวัสดุที่คุณตั้งใจจะประมวลผล
5. ยืนยันว่า HMI ให้การมองเห็นความตึงเครียดต่อโซน และรองรับการส่งออกข้อมูลสำหรับบันทึกคุณภาพ

การควบคุมแรงดึงเป็นปัจจัยที่กำหนดในท้ายที่สุดระหว่างเครื่องแยกชิ้นส่วนแบบแท่งที่ดึงลวดเพียงอย่างเดียวกับเครื่องที่ดึงลวด สม่ำเสมอ มีประสิทธิภาพ และแตกหักน้อยที่สุด . การลงทุนในเครื่องจักรที่มีสถาปัตยกรรมการจัดการแรงดึงหลายชั้นที่แข็งแกร่ง จ่ายเงินปันผลผ่านการใช้แม่พิมพ์ที่น้อยลง เวลาหยุดทำงานที่ลดลง และพิกัดความเผื่อด้านขนาดที่เข้มงวดมากขึ้นในทุกขั้นตอนการผลิต

อ้างอิง / แหล่งที่มา