Motoros felszedő berendezés gép

Iparági tudás

Kúpfeszítő tekercselés: Miért rossz az állandó feszítés a nagy kábeltekercseknél?

A kábeltekercselés gyakorlatában az egyik legmakacsabb tévhit az, hogy az állandó feszültség alapértékének fenntartása a teljes orsó felépítése során a legjobb tekercsminőséget eredményezi. A valóságban állandó feszültség tekergőzik a Motoros vezetékes kábelfelvevő gép mechanikailag instabil orsókat állít elő nagy átmérőjű építményeken, mivel a belső rétegek - amelyek az orsó elején vannak feltekerve, amikor a tekercselési sugár kicsi - nyomóterhelésnek vannak kitéve minden rájuk tekercselt következő rétegből. Ahogy az orsó kifelé építkezik, a legbelső rétegekre nehezedő kumulatív sugárirányú nyomás fokozatosan növekszik, végül meghaladva a kábelköpeny nyomó folyáshatárát, és a szigetelés maradandó deformációját okozza a réteg határfelületein. A deformáció kívülről nem látható, de az érintett pontokon megnövekedett kapacitást és potenciális dielektromos gyengeséget okoz.

A kúpos feszítőtekercs ezt úgy oldja meg, hogy szándékosan csökkenti a tekercs feszültségét, ahogy az orsó átmérője nő. A feszültség bármely adott tekercsátmérőnél a kiindulási feszültség százalékában van beállítva, egy kúpos profilt követve – lineárisan vagy ívesen –, amely a belső rétegekre nehezedő radiális nyomást elfogadható határokon belül tartja az építés során. A PVC-szigetelésű tápkábel tipikus kúpos aránya 60-75%, ami azt jelenti, hogy a teljes orsó külső átmérőjénél a feszültség 60-75%-a a magnál alkalmazott feszültségnek. A pontos kúpos profilt a kábel köpenymodulusa, az orsó geometriája és a maximálisan elfogadható belső réteg nyomófeszültsége határozza meg – olyan paraméterek, amelyek mérnöki számítást igényelnek, nem pedig empirikus kísérletezést a gyártási orsókon.

Kúpfeszesség megvalósítása egy Automata kábelfelvevő gép megköveteli, hogy a vezérlőrendszer folyamatosan nyomon kövesse az aktuális tekercsátmérőt, és valós időben alkalmazza a megfelelő feszültség alapértékét. A tekercs átmérője a menetsebesség és az orsó forgási sebességének arányából származtatható – ez a számítás a legtöbb modern szervohajtási platformon elérhető további érzékelők nélkül. A Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. a termékreceptrendszer részeként konfigurálja a kúpos feszítőprofilokat a motorizált huzalkábel-felvevő gépek termékcsaládjában, lehetővé téve a kezelők számára, hogy eltárolják és előhívják a megfelelő kúpparamétereket az egyes kábelspecifikációkhoz anélkül, hogy a gépen kézi újraszámítást végeznének a termékváltás során.

Az átfutási magasság számítása és hatása a tekercsréteg stabilitására

A keresztirányú emelkedés – az az oldalirányú távolság, amennyit a kábel a tekercsorsó fordulatánként előrehalad – az a paraméter, amely meghatározza, hogy a kábel milyen sűrűn van megtömve az orsóperem szélességében, és hogy a réteg interfészei geometriailag stabilak-e. A helytelen keresztirányú emelkedés két meghibásodási mód egyikét eredményezi: a túl szűk emelkedés átfedő rétegeket hoz létre, ahol a szomszédos kábelek egymásba omlanak a tekercsfeszülés hatására, ami a köpeny felületének károsodását és szabálytalan rétegmagasságot okoz, ami a következő rétegeket instabillá teszi; A túl nagy osztás hézagokat hoz létre a szomszédos menetek között, amelyek lehetővé teszik a felső rétegek átesését és keresztezését az alsó meneteken a tekercselési folyamat során, ami azt a jellegzetes "keresztezett réteg" hibát eredményezi, amely az orsót használhatatlanná teszi az automatikus kifizetési berendezéseken.

Az egyrétegű szél elméletileg helyes emelkedése megegyezik a kábel külső átmérőjével, plusz 1–3%-os hézagtartalékkal, hogy az orsóhosszon belüli külső átmérőjű ingadozást figyelembe lehessen venni. A gyakorlatban a menetemelkedés kiszámításához használt névleges OD-nak a maximális OD specifikációs határnak kell lennie, nem pedig a névleges értéknek, mivel a névleges OD-n számított menetemelkedés átfedést okoz a felső OD tűréshatáron futó kábelen. A ±3%-nál nagyobb OD tűréssel rendelkező kábelek esetén a maximális OD-ból számított rögzített menetemelkedés látható réseket hoz létre a névleges vagy minimális OD-n futó kábeleken – ezekben az esetekben egy zárt hurkú menetemelkedés-beállító rendszer, amely leolvassa a tényleges kábel OD-t egy lézermérőről, és valós időben frissíti a keresztirányú osztásközt, kiváló rétegminőséget biztosít a teljes gyártási OD-tartományban.

Átmeneti hangmagasság-konfiguráció kábeltípus szerint

Többrétegű tekercselés esetén a menetemelkedés számításánál figyelembe kell venni a rétegek közötti átmeneti szöget is – azt a szöget, amelynél az egyes egymást követő rétegek megfordítják a perem haladási irányát. A túl meredek keresztezési szög azt eredményezi, hogy a kábel a megfordítási pontnál belefúródik az előző rétegbe, ahelyett, hogy simán áthaladna rajta, és megemelkedett élperem jön létre a karimán, amely minden réteggel fokozatosan növekszik, és végül megakadályozza, hogy a kábel megfelelően illeszkedjen az orsó teljes szélességében. A keresztezési szög szabályozásához be kell állítani az elmozdulás lassítását és megfordítási profilját a karima menetének végén, amely a meghajtó paraméter-beállítása, amely eltér az állandósult átmeneti emelkedéstől, és külön kell konfigurálni minden kábel külső tartományához.

Orsócsere-sorrend az automatikus kábelfelvevő gépeken: a selejt hosszának minimalizálása

Az automatikus kábelfelvevő gépen az orsócsere eseménye az az átmenet, amely a legközvetlenebbül határozza meg, hogy mennyi használható kábelhossz veszít el orsócsere ciklusonként. A változtatási folyamat során – attól a pillanattól kezdve, hogy a teli orsó befejeződött, egészen addig a pillanatig, amíg az új orsó eléri az állandósult tekercselési feszültséget – az upstream extrudáló vezeték folytatja a kábelek előállítását, amelyek vagy felhalmozódnak az akkumulátorpufferben, vagy a zsinórnak csökkentenie kell a sebességét. Az akkumulátor kisütésekor és a vezetéksebesség-átmenet során gyártott kábel falvastagságában vagy vezetékhelyzetében a sebességváltozás miatt gyakran eltér a specifikációtól, ezért ezt a hosszt le kell selejtezni vagy le kell építeni. Ennek a selejthossznak a minimalizálása három, egymástól függő változó optimalizálását igényli: az akkumulátor kapacitása, a tekercscsere ciklusideje, valamint a vezérlő kézfogási szekvencia a felvevőgép és a vonalmester PLC között.

Az automatikus kábelfelvevő gépen az orsócsere ciklusideje több egymást követő lépésből áll, amelyek mindegyike hozzájárul az átváltás teljes időtartamához. Az egyes lépések időkeretének megértése azonosítja, hogy az automatizálásba vagy a mechanikai tervezés javításába irányuló mérnöki beruházások hol érik el a legnagyobb csökkenést a teljes ciklusidőben és a kapcsolódó selejt hosszában.

• Teljes orsóérzékelés és jelátvitel: A mérőszámláló eléri a célhosszt, elindítja a változási sorrendet, és jelzi az akkumulátornak, hogy kezdje meg a kisütést – ez a lépés kevesebb, mint 200 ezredmásodpercig tart egy modern PLC-vel vezérelt rendszeren; A relé-logikai rendszerek gyakran 1-3 másodperces késleltetéseket vezetnek be, amelyek a mechanikai folyamat megkezdése előtt felemésztik az akkumulátor kapacitását
• Kábelvágás és a farok rögzítése: A repülő vágó vagy álló vágó működteti, levágja a kábelt, és a farok a teljes orsóra van rögzítve – a teljes időtartam általában 1–3 másodperc automatizált rendszereken; A kézi farokkötés ezt 15-30 másodpercre növeli, és a zsinórnak teljesen le kell állnia
• Teljes orsó eltávolítása és üres orsó elhelyezése: Az orsókocsi vagy a torony forog vagy indexel, hogy az üres orsót a tekercselési helyzetbe hozza – a toronyszerű felszedőgépek ezt a lépést 3–6 másodperc alatt teljesítik; a targoncacserét igénylő egyállású gépek 2-8 percet vesznek igénybe a létesítmény elrendezésétől és a rendelkezésre álló berendezésektől függően
• A vezeték rögzítése és a kezdeti tekercselés gyorsulása: A kábelvezeték az új orsómaghoz van rögzítve, és a tekercshajtás a zsinór sebességéhez igazodva gyorsul – a szervohajtású felvevőgépek ezt a gyorsulást 2–4 másodperc alatt teljesítik; régebbi egyenáramú hajtásrendszereknél 8–15 másodpercre lehet szükség a stabil tekercsfeszültség eléréséhez

Az orsócserénként generált teljes selejthossz a zsinór sebességének és azon lépések összegének szorzata, amelyek során az akkumulátor kisül, és a felszedés még nem tekercsel fel állandósult feszültség mellett. 200 m/perc vezetéksebesség mellett 30 másodperces teljes váltási idő csereeseményenként 100 méter potenciálisan a specifikációtól eltérő kábelt eredményez – ez jelentős anyagköltség egy műszakonként többszörös orsócserét futtató zsinór esetében. Az átállási idő 8 másodpercre való csökkentése a torony felvételével és a szervógyorsítással körülbelül 27 méterrel csökkenti, ami 73%-kal csökkenti a cserénkénti selejt mennyiségét, ami közvetlen hatással van a termelési hozamra és a megtermelt kábel kilométerenkénti anyagköltségére.

Feszültség-visszacsatolási architektúra: táncos alapú vs. terhelési cella alapú vezérlés

A motoros vezetékes kábelfelvevő gépek a két elsődleges feszültségmérési architektúra egyikét használják a visszacsatoló jel generálására a tekercsfeszültség-szabályozó hurok számára: a táncoló görgő helyzetének visszacsatolása vagy a közvetlen erőmérő cella feszültségmérés. Mindegyik architektúra eltérő válaszjellemzőkkel, kalibrációs követelményekkel és hibamódokkal rendelkezik, amelyek az alkalmazás kábeltípusától, vonalsebességétől és feszültségstabilitási követelményeitől függően az egyiket vagy a másikat megfelelőbbé teszik. Az alapvető különbségek megértése lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy meghatározzák a megfelelő rendszert az új telepítésekhez, és diagnosztizálják a meglévő rendszerek vezérlési teljesítményével kapcsolatos problémákat anélkül, hogy az első válaszként a vezérlő újrahangolását alapértelmezetten elvégeznék.

A táncos alapú feszültségszabályozás a feszültség közvetett mértékeként egy rugós vagy pneumatikus terhelésű görgő helyzetét használja a kábel útvonalában – a táncos elmozdulása arányos a feszítőerővel, ha ismert a táncos tömege és a rugó vagy a pneumatikus előfeszítő erő. A legfontosabb előny a mechanikai egyszerűség és a benne rejlő felhalmozási képesség: a táncoló görgőút olyan puffert biztosít, amely elnyeli a sebességtranzienseket anélkül, hogy a vezérlőhuroknak azonnal reagálnia kellene. A korlátozás az, hogy a táncoló pozíciója közvetett feszültségmérés – a táncoló érintkezési pontján fellépő erőt méri, amely eltérhet a tekercselési pont feszültségétől a táncos és az orsó közötti kábelút súrlódása miatt, különösen a nagy átmérőjű, nagy hajlítási merevségű kábeleken, amelyek jelentős érintkezési súrlódást okoznak a vezetőgörgőkkel és a fűzőlyukakkal szemben.

A terhelésmérő cella feszültségmérése egy nyúlásmérő erőátalakítót közvetlenül a kábel útjába helyez – akár műszerezett vezetőgörgőként, akár reakcióerő-érzékelőként egy rögzített vezetőcsapon –, és a mérési pontban a kábel feszültségével arányos közvetlen elektromos jelet ad. A mérőcella-rendszerek kiküszöbölik a táncos rendszerek súrlódás okozta mérési hibáját, és nagyobb sávszélességű feszültségjelet biztosítanak, amely jobban megfelel a nagy sebességű tekercselési alkalmazásokhoz, ahol a gyors feszültségi tranzienseket kell érzékelni és korrigálni az egyes tekercsfordulatokon belül. A kompromisszum az, hogy a mérőcelláknak nincs pufferelési képességük – a vezérlőkörnek reagálnia kell minden feszültségtranziensre, ami nagyobb szabályozási sávszélességet és gondosabb PID-beállítást igényel az oszcilláció elkerülése érdekében. A mérőcella-rendszerek rendszeres kalibrálást is igényelnek a mérési pontosság fenntartása érdekében, mivel a nyúlásmérő nullapont-eltolása idővel eltolódik a hőmérséklet és a mechanikai fáradtság hatására.

Csévélőorsó mechanikai kompatibilitása: tengely interfész szabványok és terhelési értékek

A tekercselés minőségi problémáinak gyakran figyelmen kívül hagyott forrása a motorizált huzalkábel-felvevő gépeken a csévélőorsók és a felvevőgép tengelyfelülete közötti mechanikai összeférhetetlenség. A kábelgyártók általában több beszállítótól származó orsók vegyes készletét halmozzák fel az évek során, a furatátmérő, a reteszhorony geometriája és a karima koncentrikussága apró méretváltozásokkal, amelyek problémákat okoznak a szűk tengelytűréssel rendelkező felvevőgépeken. A névleges tengelynél 0,3 mm-rel nagyobb furatátmérőjű orsó hézagillesztést hoz létre, amely lehetővé teszi, hogy az orsó excentrikusan működjön tekercselési feszültség alatt – az excentricitás fordulatonként egyszeri feszültséghullámot hoz létre, amelyet a vezérlőrendszer nem tud elnyomni, mert mechanikusan indukálják, nem pedig folyamatból.

Az orsó megfelelő mechanikai paraméterei, amelyeket ellenőrizni kell a motoros vezetékes kábelfelvevő géppel való kompatibilitás érdekében, többek között a furat átmérője és tűrése, a reteszhorony szélessége és mélysége, a karima kifutási specifikációja és az orsó névleges súlykapacitása a maximális kábeltöltési szinten. Az orsó súlykapacitása különösen fontos a nagy átfutási erővel rendelkező automata kábelfelvevő gépeknél – a teljes orsó keresztirányú szélességében alkalmazott tekercselési feszültség jelentős hajlítónyomatékot generál az orsótengely csapágyain, és az orsó szerkezeti besorolásának túllépése a karima deformálódását okozhatja, amely tartósan károsítja az orsót, és biztonsági kockázatot jelent a fogantyú számára.

• Furatátmérő ellenőrzése: Mérje meg az új orsótételek furatátmérőjét kalibrált furatmérővel, mielőtt üzembe helyezi őket – precíziós felszedési alkalmazásokhoz csak a tengely névleges átmérőjétől ±0,05 mm-en belüli orsókat fogadjon el; a nagyobb tűrések kúpos adapterhüvelyeket igényelnek, amelyek bonyolultabbá teszik és az excentricitást növelik
• A karima kifutásának ellenőrzése: Ellenőrizze a karima felületének kifutását a referenciatüskén lévő tárcsajelzővel az első használat előtt és minden orsó leesése után – a 300 mm-es karimasugáronkénti 0,5 mm-t meghaladó kifutás a karima deformációját jelzi, amely átfordítási időzítési hibákat és élperemképződést okoz.
• Maximális töltési tömeg számítása: Számítsa ki a maximális kábeltöltési tömeget az orsó nettó tárolótérfogatának (az orsó teljes térfogatának mínusz a magtérfogat) és az egységnyi térfogatra jutó kábeltömeg szorzataként – ellenőrizze, hogy ez az érték az orsó névleges bruttó teherbírása alatt van-e, amely magában foglalja az orsó tára tömegét is, legalább 1,5-ös biztonsági tényezővel
• Kulcshornyos illeszkedési osztály: Adjon meg egy szorosan illeszkedő reteszhornyot (JS9/h9 vagy azzal egyenértékű az ISO 286 szerint) a felvételi alkalmazásokhoz az általános erőátvitelhez használt normál illeszkedési tűrés helyett – a laza reteszhorony illesztések lehetővé teszik az orsó forgását a tengelyhez képest gyorsítás és lassítás során, mikrocsúszási eseményeket idézve elő, amelyek helyi feszültségcsúcsokat okoznak.

Automatikus kábelfelvevő gépek utólagos integrálása a meglévő extrudáló sorokba

Automatikus kábelfelvevő gép hozzáadása egy meglévő extrudáló sorhoz, amelyet eredetileg kézi felvezetésre terveztek, olyan vezérlési integrációs kihívásokkal jár, amelyeket gyakran alábecsülnek a projekt tervezési szakaszában. Az extrudálósor lehúzási sebességszabályozóját úgy tervezték, hogy a sor végsebesség-referenciájaként működjön – ez állítja be a gyártási sebességet, és az összes upstream berendezés követi. Amikor egy automatikus felvevőgépet adunk hozzá, egy második zárt hurkú vezérlőrendszert vezet be a sor végén, amely szintén megpróbálja szabályozni a kábel feszességét a sebesség beállításával. E két vezérlőhurok megfelelő koordinációja nélkül károsan hatnak egymásra: a kihúzás növeli a sebességet a feszültségesés jelére, míg a felszálló hajtás egyidejűleg csökkenti a sebességet ugyanarra a feszültségesésre válaszul, olyan tartós rezgést hozva létre, amelyet egyik hurok sem képes önállóan feloldani.

A standard megoldás az, hogy a felszálló hajtást nyomatékszabályozási módban konfigurálják, nem pedig fordulatszám-szabályozási módban, és a lehúzó hajtás marad a sebesség-mesterként. Nyomatékszabályozási módban a felszedő hajtás a megcélzott feszültség alapértékének megfelelő állandó tekercselési nyomatékot alkalmaz, és a tekercselési sebesség automatikusan igazodik a kihúzási kimeneti sebességhez – hasonlóan ahhoz, ahogy a passzív fék állandó ellenállást biztosít a fordulatszámtól függetlenül. A táncoló görgő helyzete ezután csak trimmjelként szolgál a nyomaték alapjelének beállításához, nem pedig elsődleges fordulatszám-referenciaként. Ez a vezérlési architektúra kiküszöböli a hurok interakciós problémáját, mivel a felszálló hajtás már nem versenyez a felhúzással a kábelsebesség szabályozásáért – egyszerűen csak olyan ellenőrzött ellenállási nyomatékot biztosít, amellyel a felhúzási fordulatszám-szabályozó ütközés nélkül meg tud hajtani.

A Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. 2002-ben, tajvani befektetéssel alapították Sanghajban, és 2017-ben a yixingi Jiangsu Yessjet Precise Machinery Co., Ltd.-n keresztül bővült ki. Az integrációs tervezési folyamat a meglévő vonal vezérlőrendszer-auditjával kezdődik, hogy azonosítsa a lehúzó hajtás típusát, a kommunikációs protokoll képességét és a reteszeléshez rendelkezésre álló I/O-t – ezt követi egy meghatározott integrációs architektúra, amely pontosan meghatározza, hogyan kapja meg a felszálló hajtás a sebességreferenciáját, és hogyan lesz irányítva a táncos jel a hurok interakció elkerülése érdekében. Ez a strukturált megközelítés következetesen csökkentette az utólagos beüzemelési időt a nem koordinált kiegészítő telepítésekhez képest, ahol a vezérlési interakciós problémákat a gyártási kísérletek során iteratív módon fedezik fel és oldják meg.