Motoros kifizető berendezés gép

Iparági tudás

Aktív feszültségszabályozás be Motoros vezetékes kábel kifizető berendezés : Miben különbözik a passzív fékezéstől

A motorizált és a passzív kifizető rendszerek közötti alapvető különbség abban rejlik, hogy a visszacsavarodási folyamat során hogyan keletkezik és tartható fenn az ellenfeszültség. A passzív rendszerek – mágneses porfékek, súrlódó tárcsafékek vagy mechanikus húzómechanizmusok – rögzített vagy manuálisan állítható ellenállás-nyomatékot alkalmaznak az orsó tengelyére, a mechanikai ellenállásra támaszkodva, hogy feszültséget hozzon létre a huzalban, ahogy azt a későbbi folyamat húzza. Ez a megközelítés megfelelően működik steady-state körülmények között, de megjósolhatóan kudarcot vallanak a gyártási folyamat két legkritikusabb pillanatában: az álló helyzetből történő gyorsítás és a leállításig történő lassítás. A gyorsítás során a teljesen nehéz kábeltekercs tehetetlensége azt jelenti, hogy a célfeszültség fenntartásához szükséges féknyomaték lényegesen nagyobb, mint az állandósult futásnál – az állandósult állapotú feszültséghez beállított passzív fék lehetővé teszi a laza hurok kialakulását a gyorsítás során, amely aztán megfeszül, ahogy a lefelé irányuló sebesség stabilizálódhat, és stabilizálódhat a vezetőképesség. teljesen.

A motoros huzalkábel-kifizető berendezés ezt úgy oldja meg, hogy aktívan hajtja az orsót a tekercselés irányába, szabályozott nyomatékkal, amely ellensúlyozza az orsó tehetetlenségét a gyorsítási és lassítási fázisok során. A meghajtórendszer – jellemzően vektorvezérelt váltakozó áramú motor vagy szervohajtás – fordulatszám-referenciát kap az utánfutó vezetéktől, és egy olyan nyomatékparancsot alkalmaz, amely a táncoló görgőt a célhelyzetben tartja a teljes fordulatszám-tartományban. Amikor az alsó vezeték felgyorsul, a motorizált kifizető hajtás növeli a kimeneti nyomatékát, hogy proaktívan letekerje a kábelt, ahelyett, hogy megvárná, amíg a táncos leesik és feszültséghiányt jelez. Az eredmény egy olyan feszültségprofil, amely a teljes gyorsítási és lassítási tartományban az alapjel ±5%-án belül marad – ez az ellenőrzési szint, amelyet a passzív rendszerek nem tudnak elérni nagy átmérőjű, nagy tehetetlenségi nyomatékú kábeltekercseken.

A Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. a tehetetlenségi nyomaték kompenzációs algoritmusait integrálja motorizált huzalkábel-kifizető berendezésének hajtáskonfigurációjába, az egyes telepítéseknél megadott tényleges orsóátmérőre és súlytartományra kalibrálva. A tehetetlenségi kiegyenlítési paramétereket az üzembe helyezés során, ellenőrzött gyorsulási rámpa teszttel állítják be, és az eredményül kapott feszültségstabilitást a sor gyártásba lépése előtt ellenőrzik a célkerethez képest – ezzel biztosítva, hogy a teljesítményjellemzők az első gyártási menettől kezdve megfeleljenek a folyamatkövetelményeknek, ahelyett, hogy az ügyfél kezelőitől hosszabb próba-hiba hangolásra lenne szükség.

Orsóátmérő kompenzáció: Miért sodródik el a megtérülési feszültség anélkül?

A motorizált kábelkifizető gépen letekercselt kábeltekercs folyamatosan változtatja effektív átmérőjét a futás során – a külső réteg átmérőjétől kezdve, és a mag átmérőjéig csökken, ahogy a kábel elfogy. Egy tipikus nagy ipari orsó esetében ez az átmérőváltozás 3:1 és 5:1 közötti arányt jelenthet a teli és üres állapot között. Ha a kifizető hajtás állandó forgási sebesség-alapjelet tart, ahelyett, hogy kompenzálná ezt az átmérőváltozást, akkor a lineáris kábel kimeneti sebessége arányosan csökken, ahogy az orsó kiürül, és arra kényszeríti a downstream folyamatot, hogy vagy elfogadja a változó előtolási sebességet, vagy az akkumulátorpufferre hagyatkozzon a hiány elnyelésére. Azokon az extrudáló vonalakon, ahol a vezető betáplálási sebessége közvetlenül befolyásolja a szigetelés falvastagságát, a kiegyenlítetlen átmérőváltozás a kifizetődőben a falvastagság fokozatos növekedését jelenti, ahogy az orsó kiürül – ez a hiba elég lassan fejlődik ki ahhoz, hogy átmenjen a kezdeti minőségellenőrzésen, de a tekercshosszon átívelő statisztikai mintavételnél meghiúsul.

A helyes mérnöki megközelítés az orsó átmérőjének folyamatos becslése automatikus fordulatszám-korrekcióval a kifizető hajtásra. Az átmérő becslése három módszerrel valósítható meg, amelyek mindegyike eltérő pontossági jellemzőkkel és hardverkövetelményekkel rendelkezik:

• Táncos pozíció integráció: A táncoló görgő elmozdulása az idő múlásával beépül a felhasznált kábelhossz becsléséhez, amelyet az ismert orsógeometriával kombinálva számítják ki az aktuális tekercsátmérőt – hatásos a konzisztens orsógeometriákra, de felhalmozódik a hiba, ha a táncost hosszabb ideig az úthatár közelében üzemeltetik.
• Sebességarány számítása: A kifizető orsó kódoló sebessége és az alsó vonal kódoló sebessége közötti arányt használják a tényleges letekercselési átmérő valós idejű kiszámításához – pontos és önkorrigáló, de megbízható sebességjelet igényel a lefelé irányuló folyamatból, amely szinkronizálva van a kifizetési vezérlővel.
• Közvetlen optikai mérés: A lézeres távolságérzékelő vagy ultrahangos jelátalakító közvetlenül méri az aktuális orsó külső átmérőjét – ez a legnagyobb pontosságú módszer, amely független a halmozott számítási hibától, de növeli az érzékelő hardverköltségét, és védelmet igényel a kábelpor és a kenőanyag szennyeződése ellen a mérési területen.

A gyakorlatban a sebességarány számítási módszere kínálja a legjobb egyensúlyt a pontosság és a megvalósítás egyszerűsége között a legtöbb számára Automata vezetékes kifizető gép installációk. A kompenzációs frissítési sebességnek elegendőnek kell lennie az egyes tekercsrétegek közötti átmérőváltozások nyomon követéséhez – egy tipikus, 1,5 mm-es szigetelt átmérőjű kábel esetén egy 400 mm-es keresztirányú szélességű orsón minden réteg körülbelül 0,003 mm átmérőváltozást jelent, amihez orsófordulatonként legalább egy számítás frissítési gyakorisága szükséges, hogy a kompenzációs pontosság a tényleges átmérő 0,5%-án belül maradjon.

Orsó betöltése és igazítása: a feszültség egyenletességét meghatározó mechanikai tényezők

A motoros huzalkábel-kifizető berendezések feszültségének egyenetlensége gyakran a vezérlőrendszer problémáira vezethető vissza, amikor a valódi kiváltó ok az orsó rögzítési pontjának mechanikai hibája. Az orsó, amely a forgástengelyével nem merőleges a kifizetési irányra – akár 1-2 fokkal is – szinuszos feszültségváltozást hoz létre a tekercselési frekvencián, miközben a kábel felváltva húzódik a karima felülete felé és onnan letekercselés közben. Ez a feszültség hullámzás a táncoló görgőn ritmikus rezgésként jelenik meg, amelyet a feszültségszabályozó hurok nem tud elnyomni, mert a zavar frekvenciája megegyezik vagy meghaladja a vezérlőhurok sávszélességét. Az így kapott feszültségingadozás tipikusan 8–15% csúcstól csúcsig a tekercselési frekvencián, és nem reagál a PID-beállításokra, így a kezelők helytelenül arra a következtetésre jutnak, hogy a vezérlőrendszer a probléma forrása.

A megfelelő orsóigazítás megköveteli az orsó tengelyirányú merőlegességét és oldalirányú központosítását a kifizetési irányhoz képest. Az axiális merőlegességet a nyerőkeret geometriája és az orsótengely csapágytömbjének beállítása határozza meg – az orsó karima felületén elhelyezett mérőórával ellenőrizhető, miközben a tengelyt kézzel forgatják. Az oldalsó központosítás biztosítja, hogy a kábel az első vezetőszemnek megfelelő szögben lép ki az orsóból, minimalizálva a flottaszöget – az orsó kábelkilépési pontja és az első vezetőszem középvonala közötti szöget –, amelyet 1,5 fok alatt kell tartani, hogy megakadályozzuk a peremkopást és a szélek kopását a legkülső kábelrétegeken.

Gyakori orsószerelési hibák és feszülési hatásaik

Orsócsere-sorozat kialakítása: Az állásidő minimalizálása a feszültségszabályozás veszélyeztetése nélkül

Az orsócsere esemény – a kimerült orsóról egy új, teljes orsóra való áttérés egy automatikus vezetékkábel-kifizető gépen – a legnagyobb kockázatot jelentő pillanat a kifizetési rendszer működési ciklusában mind a termelés folytonossága, mind a feszültségszabályozás szempontjából. A dedikált orsócsere-akkumulátorral nem rendelkező vonalakon az utánfutási folyamatnak teljesen le kell állítania a cseresorozat idejére, ami egy manuálisan feltöltött rendszeren általában 3-8 percet vesz igénybe az orsó súlyától és a kezelőberendezések elérhetőségétől függően. Folyamatosan működő extrudálósor esetén még 3 perces leállás is megköveteli az indítási öblítést és stabilizálást, mielőtt a termék minősége visszatérne a specifikációhoz – így a teljes termelési veszteség orsócserénként 8-15 perc használható kibocsátás.

A repülő összekötő rendszerek – amelyek a kimerült orsó végét az új orsó éléhez kapcsolják, miközben mindkettő mozgásban van – kiküszöböli ezt a termelési veszteséget, de pontos időzítési koordinációt igényel a toldóműködtető, a kifizető hajtás és az akkumulátorrendszer között. Az összeillesztésnek akkor kell megtörténnie, amikor az akkumulátor felszabadítja tárolt kábelhosszát, hogy fenntartsa a lefelé irányuló vezeték sebességét a kimerült orsó pillanatnyi leállása alatt. Ha az akkumulátor kapacitása nem elegendő a teljes illesztési szekvencia lefedésére, a lefelé irányuló folyamat feszültségkiesést fog tapasztalni, aminek következtében az extrudáló keresztfej pillanatnyi feszültségcsökkenést tapasztal – ami potenciálisan lehetővé teszi, hogy a vezető elvándoroljon a szerszámon belül a középponttól, és egy hosszúságú excentrikus szigetelés keletkezik, amelyet le kell selejtezni.

• Akkumulátor mérete repülő toldáshoz: Az akkumulátor lökethosszának legalább a kábelkimenet 1,5-szeresét kell tárolnia a maximális várható illesztési szekvencia ideje alatt, a további 50%-os tartalék pedig figyelembe veszi a kezelői reakcióidő és a splicing fej ciklusidejének változását gyártási körülmények között
• A végponti észlelés megbízhatósága: Az optikai vagy induktív érzékelőknek, amelyek az orsó majdnem üres állapotát észlelik, kellő előzetes értesítéssel kell kiváltaniuk az illesztést indító jelet – jellemzően akkor, ha 2-3 réteg kábel marad az orsón –, hogy lehetővé tegyék az akkumulátor teljes tárolókapacitásának kiépítését, mielőtt az illesztési esemény elkezdődik.
• Új orsó előgyorsítás: Az új orsómeghajtónak fel kell gyorsítania a friss orsót, hogy illeszkedjen az aktuális zsinórfelületi sebességhez, mielőtt a toldóbilincs bekapcsolna – az álló vagy lassan mozgó orsóra történő toldás feszültségimpulzust hoz létre, ahogy a toldási pont a régi orsóról az újra vált át, ami potenciálisan megszakíthatja a kötési kötést a finom átmérőjű huzalon.
• Az illesztés utáni feszültség újrastabilizálása: Az összeillesztés után a kifizetési feszültségszabályozó hurok újrastabilizálási időszakot igényel, mivel a régi orsó tehetetlenségi jellemzőiről az új teljes orsóra vált át – a vezérlőrendszernek lágy átmenetet kell alkalmaznia a tehetetlenségi nyomatékkompenzációs paraméterekben, nem pedig azonnali lépésváltást a túllövés elkerülése érdekében.

Motorizált kábel-kifizető gép integrálása extrudáló vonalvezérlő rendszerekkel

Az önálló egységként működő motorizált kábel-kifizető gép – saját független feszültség-alapjellel és táncoló vezérlőhurkával – eredendő konfliktust okoz az extrudálósor kihúzási sebesség-szabályozó rendszerével. Mindkét rendszer megpróbálja szabályozni a kábel feszességét a megfelelő pontjain: a kifizető fenntartja az elülső feszültséget a vezető bemeneténél, a lehúzás pedig a lefelé irányuló feszültséget a szigetelt kábelkimenetnél. Ha ezt a két vezérlőhurkot nem egy megosztott kommunikációs kapcsolaton keresztül koordinálják, akkor ütköző oszcillációba léphetnek be, ahol a kifizetés növeli a feszültséget a táncos leesésére válaszul, míg a kihúzás egyidejűleg csökkenti a sebességet a feszültség növekedésére válaszul – olyan tartós oda-vissza interakciót hozva létre, amelyet egyik hurok sem tud önállóan megoldani.

A helyes integrációs megközelítés egy hierarchikus vezérlési architektúra, ahol az extrudálási vonal fő PLC sebességreferenciát ad a motorizált vezetékes kifizető berendezés meghajtójához előrecsatolt jelként, miközben a kifizető táncoló pozícióvezérlő hurok a fő fordulatszám-referencia tetején trimm-beállításként működik, nem pedig független sebességszabályozóként. Ebben a konfigurációban a kifizető hajtás proaktívan követi a vonalsebességet az előrecsatolt jelen keresztül, és a táncos huroknak csak a maradéksebesség eltéréseit kell kijavítania – csökkentve a szabályozási sávszélesség követelményét és kiküszöbölve a hurok interakciójának lehetőségét. A vonali master PLC és a kifizető hajtás közötti kommunikációs kapcsolatnak egy determinisztikus terepibusz-protokollt – PROFIBUS, EtherNet/IP vagy PROFINET – kell használnia 10 ezredmásodperc alatti ciklusidővel, hogy biztosítsa az előrecsatolási jel megfelelő időben történő továbbítását ahhoz, hogy a vonalgyorsítási rámpák során hatékony legyen.

A Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. 2002-ben alapították Sanghajban, és 2017-ben a yixingi Jiangsu Yessjet Precise Machinery Co., Ltd.-n keresztül bővült. A Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. natív integrációs képességgel rendelkező motorizált vezetékes kábel-kifizető berendezéseket tervez az S7 extrudáló vezetékek gyártásában leggyakrabban használt S7-es sorozatú S7-es kábelvezérlő platformokhoz. és iQ-R sorozat, valamint Allen-Bradley ControlLogix. A kifizető hajtás interfész úgy van előre konfigurálva, hogy a megfelelő terepibusz-protokollon keresztül fogadja a fő fordulatszám-referenciát, miközben a táncoló trimm hurok paraméterei gyárilag stabil indítási konfigurációra vannak beállítva, amelyet a kezelők a helyszínen finomhangolhatnak anélkül, hogy hajtásprogramozási szakértelemre lenne szükségük. Ez az integrációs megközelítés csökkenti az új sortelepítések üzembe helyezési idejét, és kiküszöböli azokat a vezérlési interakciós problémákat, amelyek gyakoriak, amikor a különböző beszállítóktól származó kifizető berendezéseket a vezérlő architektúra mérnöki koordinációja nélkül adják hozzá egy meglévő extrudáló sorhoz.

Feszülési alapérték kiválasztása különböző vezetőanyagokhoz és mérőeszközökhöz

A megfelelő feszültség alapérték kiválasztása egy automata vezetékkábel-kifizető gépen nem azt jelenti, hogy a gép működési tartományán belül kényelmes középértéket kell választani – ez egy anyagspecifikus számítás, amely három egymással versengő követelményt egyensúlyoz: elegendő feszültség a vezető egyenességének fenntartásához és az orsó kicsavarásának megakadályozásához, elég alacsony feszültség a vezeték megnyúlásának elkerüléséhez, és a vezető feszültség túllépése az extrudáló szerszám. Ezen követelmények mindegyike más-más megszorítást ír elő az elfogadható feszültségi ablakra, és mindhárom kényszer metszéspontja határozza meg a megfelelő működési tartományt egy adott vezető specifikációhoz.

A vezetékek megnyúlása a legkritikusabb korlát a finom átmérőjű és nagy tisztaságú vezetékeknél. Ha a kifizetődő feszültség meghaladja a vezető arányos határát – azt a feszültségszintet, amely alatt az alakváltozás teljesen rugalmas – maradandó nyúlás lép fel, ami csökkenti a vezeték keresztmetszeti területét és növeli az egységnyi hosszra eső ellenállását. Az oxigénmentes réz (OFC) vezetők esetében az arányossági határ alacsonyabb, mint a szabványos elektrolitikusan szívós osztású (ETP) réznél, ami azt jelenti, hogy a szabványos huzaloknál elfogadható feszültség-alapértékek mérhető nyúlást okozhatnak az azonos átmérőjű OFC-vezetékeken. Egy adott vezető newtonban kifejezett feszültséghatára kiszámítható az arányos feszültséghatárból (konzervatív üzemi tartalék esetén jellemzően a folyáshatár 30–40%-a), megszorozva a vezető keresztmetszeti területével – ezt a számítást minden vezeték specifikációra el kell végezni, nem pedig azt feltételezni, hogy lineárisan skálázódik a vezető súlyával.

Ezek az értékek mérnöki kiindulópontként szolgálnak, és az adott vezeték szállítójának a tényleges gyártási tételre vonatkozó mechanikai tulajdonságadatai alapján kell ellenőrizni. A vezetékek mechanikai tulajdonságai beszállítónként és ugyanazon szállító gyártási tételei között változnak – különösen a sodrott vezetők esetében, ahol az egyes huzalhúzási paraméterek befolyásolják a végső szál folyáshatárát. A feszültségellenőrzési protokoll felállítása – amely magában foglalja a javasolt alapjelen végzett rövid tesztfutást, majd a mintahosszon végzett méterenkénti ellenállás mérést – megerősíti, hogy az üzemi feszültség a ténylegesen feldolgozott anyag rugalmassági tartományán belül van, ahelyett, hogy kizárólag a névleges anyagspecifikációkra hagyatkozna.