Motorlu Sarma Ekipmanları Makinası

Endüstri Bilgisi

Konik Gerginlik Sargısı: Büyük Kablo Makaraları için Sabit Gerilim Neden Yanlış Stratejidir?

Kablo sarma pratiğindeki en kalıcı yanılgılardan biri, tüm makara yapısı boyunca sabit bir gerilim ayar noktasının korunmasının en iyi bobin kalitesini sağlamasıdır. Gerçekte, bir cisim üzerinde sürekli gerilim sarmalı Motorlu Tel Kablo Sarma Makinası Sarma yarıçapı küçük olduğunda makaranın başlangıcında sarılan iç katmanlar, üstlerine sarılan sonraki her katmandan gelen basınç yüküne maruz kaldığından, büyük çaplı yapılarda mekanik olarak dengesiz makaralar üretir. Makara dışarı doğru geliştikçe, en içteki katmanlar üzerindeki kümülatif radyal basınç giderek artar, sonunda kablo kılıfının basınç akma dayanımını aşar ve katman arayüzlerinde yalıtımın kalıcı deformasyonuna neden olur. Deformasyon dışarıdan görülmez ancak yüksek kapasitans okumalarına ve etkilenen noktalarda potansiyel dielektrik zayıflığa neden olur.

Konik gerilimli sarım, makara çapı arttıkça sarım gerilimini bilinçli olarak azaltarak bu sorunu çözer. Herhangi bir sarım çapındaki gerilim, yapı boyunca iç katmanlar üzerindeki radyal basıncı kabul edilebilir sınırlar içinde tutan bir konik profil (doğrusal veya kavisli) takip edilerek başlangıç ​​geriliminin yüzdesi olarak ayarlanır. PVC yalıtımlı güç kablosu için tipik bir koniklik oranı %60-75'tir; bu, tam makara dış çapındaki gerilimin, çekirdeğe uygulanan gerilimin %60-75'i olduğu anlamına gelir. Kesin konik profili, kablonun kılıf modülü, makara geometrisi ve kabul edilebilir maksimum iç katman basınç gerilimi ile belirlenir; bu parametreler, üretim makaraları üzerinde ampirik deneme-yanılma yerine mühendislik hesaplaması gerektirir.

Bir konik gerilimin uygulanması Otomatik Kablo Sarma Makinası kontrol sisteminin mevcut sarım çapını sürekli olarak izlemesini ve karşılık gelen gerilim ayar noktasını gerçek zamanlı olarak uygulamasını gerektirir. Sargı çapı, travers hızının makara dönüş hızına oranından elde edilebilir; bu hesaplama, çoğu modern servo sürücü platformunda ek sensörlere ihtiyaç duymadan yapılabilir. Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd., Motorlu Tel Kablo Sarma Makinesi serisindeki ürün tarifi sisteminin bir parçası olarak konik gerilim profillerini yapılandırarak operatörlerin, ürün değişimi sırasında makinede manuel olarak yeniden hesaplamaya gerek kalmadan her bir kablo spesifikasyonu için doğru konik parametrelerini saklamasına ve geri çağırmasına olanak tanır.

Çapraz Adım Hesabı ve Makara Katmanı Kararlılığına Etkisi

Çapraz adım - kablonun sarma makarasının devri başına ilerlediği yanal mesafe - kablonun makara flanşı genişliği boyunca ne kadar yoğun bir şekilde paketlendiğini ve katman arayüzlerinin geometrik olarak stabil olup olmadığını belirleyen parametredir. Yanlış bir çapraz hatve, iki arıza modundan birine neden olur: çok sıkı hatve, bitişik kabloların sarma gerilimi altında birbirine girdiği üst üste binen katmanlar oluşturur, bu da ceket yüzeyinde hasara ve sonraki katmanları kararsız hale getiren düzensiz katman yüksekliğine neden olur; çok geniş adım, sarma işlemi sırasında üst katmanların düşmesine ve alt dönüşlerin üzerinden geçmesine izin veren bitişik dönüşler arasında boşluklar yaratır, bu da makarayı otomatik ödeme ekipmanında kullanılamaz hale getiren karakteristik "çapraz katman" kusurunu üretir.

Tek katmanlı bir sarım için teorik olarak doğru adım, kablonun dış çapına artı makara uzunluğu boyunca OD değişimini karşılamak için %1-3'lük bir boşluk payına eşittir. Pratikte, hatve hesaplaması için kullanılan nominal dış çap, nominal değer yerine maksimum dış çap spesifikasyon limiti olmalıdır çünkü nominal dış çap için hesaplanan hatve, üst dış çap toleransında çalışan kablo üzerinde örtüşmeye neden olacaktır. Dış çap toleransları ±%3'ten daha geniş olan kablolar için, maksimum Dış Çaptan hesaplanan sabit bir adım, nominal veya minimum Dış Çapta çalışan kablo üzerinde görünür boşluklar oluşturacaktır; bu durumlarda, gerçek kablo dış çapını bir lazer ölçerden okuyan ve çapraz adımı gerçek zamanlı olarak güncelleyen bir kapalı döngü aralık ayarlama sistemi, tüm üretim dış çap aralığında üstün katman kalitesi sağlar.

Kablo Tipine Göre Çapraz Hatve Yapılandırması

Çok katmanlı sarım için, hatve hesaplamasında ayrıca katmanlar arası geçiş açısını da hesaba katmak gerekir; bu açı, her ardışık katmanın flanştaki çapraz yönü tersine çevirdiği açıdır. Aşırı derecede dik bir geçiş açısı, kablonun düzgün bir şekilde üzerinden geçmek yerine geri dönüş noktasında önceki katmanın içine girmesine neden olur, flanşta her katmanla birlikte giderek büyüyen yükseltilmiş bir kenar kordonu oluşturur ve sonunda kablonun tam makara genişliği boyunca düzgün bir şekilde oturmasını engeller. Geçiş açısının kontrol edilmesi, flanş hareket ucundaki çapraz yavaşlamanın ve ters profilinin ayarlanmasını gerektirir; bu, kararlı durum çapraz adımından farklı bir sürücü parametresi ayarıdır ve her kablo dış çap aralığı için bağımsız olarak yapılandırılması gerekir.

Otomatik Kablo Sarma Makinelerinde Makara Değiştirme Sıralaması: Hurda Uzunluğunun En Aza İndirilmesi

Otomatik Kablo Sarma Makinesindeki makara değiştirme olayı, makara değiştirme döngüsü başına ne kadar kullanılabilir kablo uzunluğunun kaybolduğunu en doğrudan belirleyen geçiştir. Değişim dizisi sırasında - dolu makaranın tamamlandığının sinyali verildiği andan yeni makaranın kararlı durum sargı gerilimine ulaştığı ana kadar - yukarı yöndeki ekstrüzyon hattı ya akümülatör tamponunda biriken ya da hattın hızı düşürmesini gerektiren kablo üretmeye devam eder. Akümülatör deşarjı ve hat hızı geçişi sırasında üretilen kablo, hız değişimi nedeniyle duvar kalınlığı veya iletken konumu açısından sıklıkla spesifikasyonların dışındadır ve bu uzunluğun hurdaya çıkarılması veya düşürülmesi gerekir. Bu hurda uzunluğunun en aza indirilmesi, birbirine bağlı üç değişkenin optimize edilmesini gerektirir: akümülatör kapasitesi, makara değiştirme çevrim süresi ve alma makinesi ile hat ana PLC'si arasındaki kontrol anlaşması sırası.

Otomatik Kablo Sarma Makinesindeki makara değiştirme çevrim süresi, her biri toplam değiştirme süresine katkıda bulunan birkaç ardışık adımdan oluşur. Her adım için zaman bütçesini anlamak, otomasyona veya mekanik tasarım iyileştirmesine yapılan mühendislik yatırımının nerede toplam çevrim süresinde ve ilgili hurda uzunluğunda en büyük azalmayı sağladığını tanımlar.

• Tam makara algılama ve sinyal iletimi: Sayaç sayacı hedef uzunluğa ulaşır, değişim sırasını tetikler ve akümülatöre boşaltmaya başlaması için sinyal verir. Bu adımın modern bir PLC kontrollü sistemde 200 milisaniyeden az sürmesi gerekir; Aktarmalı mantık sistemleri genellikle mekanik sıra başlamadan önce akümülatör kapasitesini tüketen 1-3 saniyelik gecikmelere neden olur
• Kablo kesme ve kuyruk sabitleme: Uçan kesici veya sabit kesici harekete geçer, kabloyu keser ve kuyruk tam makaraya sabitlenir; otomatik sistemlerde toplam süre genellikle 1-3 saniyedir; manuel kuyruk bağlama bu süreyi 15-30 saniyeye uzatır ve hattın tamamen durmasını gerektirir
• Tam makaranın çıkarılması ve boş makaranın konumlandırılması: Makara taşıyıcısı veya taret, boş makarayı sarma pozisyonuna getirmek için döner veya indekslenir; taret tarzı sarma makineleri bu adımı 3-6 saniyede tamamlar; Forklift değişimi gerektiren tek konumlu makineler, tesis düzenine ve ekipmanın kullanılabilirliğine bağlı olarak 2-8 dakika sürer
• Lead bağlantısı ve ilk sarma ivmesi: Kablo ucu yeni makara çekirdeğine bağlanır ve sarma sürücüsü hat hızına uyacak şekilde hızlanır; servo tahrikli sarma makineleri bu hızlanmayı 2-4 saniyede tamamlayabilir; eski DC tahrik sistemlerinin sabit sargı gerilimine ulaşması 8-15 saniye sürebilir

Makara değişimi başına üretilen toplam hurda uzunluğu, hat hızının çarpımı ve akümülatörün boşaltıldığı ve sarıcının henüz kararlı durum geriliminde sarmadığı tüm adımların toplamıdır. 200 m/dak hat hızında, 30 saniyelik toplam geçiş süresi, değişim olayı başına potansiyel olarak spesifikasyon dışı 100 metrelik kablo üretir; bu, vardiya başına birden fazla makara değişimi yapan bir hat için önemli bir malzeme maliyetidir. Taret alımı ve servo hızlandırma yoluyla geçiş süresinin 8 saniyeye düşürülmesi, bu sürenin yaklaşık 27 metreye düşmesini sağlar; bu da değişim başına hurdada %73'lük bir azalma sağlar; bu da üretim verimi ve üretilen kablonun kilometresi başına malzeme maliyeti üzerinde doğrudan etkiye sahiptir.

Gerilim Geri Besleme Mimarisi: Dansçı Tabanlı ve Yük Hücresi Tabanlı Kontrol

Motorlu Tel Kablo Sarma Makineleri, sarım gerilimi kontrol döngüsü için geri bildirim sinyali oluşturmak üzere iki temel gerilim ölçüm mimarisinden birini kullanır: dansçı silindir konumu geri bildirimi veya doğrudan yük hücresi gerilim ölçümü. Her mimarinin, uygulamanın kablo tipine, hat hızına ve gerilim kararlılığı gereksinimlerine bağlı olarak birini veya diğerini daha uygun hale getiren farklı tepki özellikleri, kalibrasyon gereksinimleri ve arıza modları vardır. Temel farklılıkları anlamak, mühendislerin yeni kurulumlar için doğru sistemi belirlemesine ve ilk yanıt olarak denetleyicinin yeniden ayarlanmasına gerek kalmadan mevcut sistemlerdeki kontrol performansı sorunlarını teşhis etmesine olanak tanır.

Dansçı tabanlı gerilim kontrolü, gerilimin dolaylı bir ölçüsü olarak kablo yolunda yay yüklü veya pnömatik olarak yüklenmiş bir silindirin konumunu kullanır; dansçı kütlesi ve yay veya pnömatik ön yük kuvveti bilindiğinde dansçının yer değiştirmesi gerilim kuvvetiyle orantılıdır. En önemli avantaj, mekanik basitlik ve doğal birikim yeteneğidir: dansçı silindir hareketi, kontrol döngüsünün anında tepki vermesini gerektirmeden hız geçişlerini emen bir tampon sağlar. Buradaki sınırlama, dansçı pozisyonunun dolaylı bir gerilim ölçümü olmasıdır; özellikle kılavuz makaralara ve halkalara karşı önemli temas sürtünmesi oluşturan yüksek bükülme sertliğine sahip büyük çaplı kablolarda, dansçı ile makara arasındaki kablo yolundaki sürtünmeden dolayı sarım noktasındaki gerilimden farklı olabilen dansçı temas noktasındaki kuvveti ölçer.

Yük hücresi gerilim ölçümü, bir gerinim ölçer kuvvet transdüserini doğrudan kablo yoluna (aletlendirilmiş bir kılavuz silindiri olarak veya sabit bir kılavuz pimi üzerinde bir tepki kuvveti sensörü olarak) yerleştirir ve ölçüm noktasındaki kablo gerilimiyle orantılı doğrudan bir elektrik sinyali sağlar. Yük hücresi sistemleri, hareketli sistemlerin sürtünmeden kaynaklanan ölçüm hatasını ortadan kaldırır ve hızlı gerilim geçişlerinin bireysel sargı devirleri içerisinde tespit edilmesi ve düzeltilmesi gereken yüksek hızlı sargı uygulamaları için daha uygun olan daha yüksek bant genişliğine sahip bir gerilim sinyali sağlar. Buradaki değiş tokuş, yük hücrelerinin tamponlama kapasitesine sahip olmamasıdır; kontrol döngüsünün her geçici gerilime yanıt vermesi gerekir; bu da salınımı önlemek için daha yüksek kontrol bant genişliği ve daha dikkatli PID ayarlaması gerektirir. Yük hücresi sistemleri aynı zamanda ölçüm doğruluğunu korumak için periyodik kalibrasyon gerektirir; çünkü gerinim ölçer sıfır ofseti zaman içinde sıcaklık ve mekanik yorgunlukla birlikte kayar.

Sargı Makarası Mekanik Uyumluluğu: Şaft Arayüzü Standartları ve Yük Değerleri

Motorlu Tel Kablo Sarma Makinelerinde sıklıkla gözden kaçırılan sarım kalitesi sorunlarının kaynağı, sarma makaraları ile sarma makinesi şaft arayüzü arasındaki mekanik uyumsuzluktur. Kablo üreticileri genellikle yıllar süren çalışma boyunca birden fazla tedarikçiden karışık bir makara envanteri biriktirir; bu da, sıkı şaft toleranslarına sahip sarma makinelerinde sorunlara neden olan delik çapı, kama yuvası geometrisi ve flanş eşmerkezliliğindeki ince boyutsal değişikliklerle birlikte olur. Nominal şafttan 0,3 mm daha büyük bir delik çapına sahip bir makara, makaranın sarım gerilimi altında eksantrik çalışmasına izin veren bir boşluk uyumu oluşturur - eksantriklik, prosesten ziyade mekanik olarak tetiklendiğinden kontrol sisteminin bastıramadığı, devir başına bir gerilim dalgalanması oluşturur.

Motorlu Tel Kablo Sarma Makinesi ile uyumluluk açısından doğrulanması gereken ilgili makara mekanik parametreleri arasında delik çapı ve toleransı, kama yuvası genişliği ve derinliği, flanş salgısı spesifikasyonu ve maksimum kablo doldurma seviyesinde makaranın nominal ağırlık kapasitesi yer alır. Makara ağırlık kapasitesi, yüksek çapraz kuvvet kapasitesine sahip Otomatik Kablo Sarma Makinelerinde özellikle önemlidir; tüm makara çapraz genişliği boyunca uygulanan sarım gerilimi, makara mili yataklarında önemli bir bükülme momenti oluşturur ve makaranın yapısal değerinin aşılması, makaraya kalıcı olarak zarar veren ve yüklü makara forklift tarafından taşındığında bir güvenlik tehlikesi oluşturan flanş deformasyonuna neden olabilir.

• Delik çapı doğrulaması: Yeni makara gruplarının delik çapını, bunları üretim hizmetine sokmadan önce kalibre edilmiş bir delik ölçerle ölçün; hassas sarma uygulamaları için yalnızca şaft nominal çapının ±0,05 mm'si dahilindeki makaraları kabul edin; daha geniş toleranslar, karmaşıklık ve eksantriklik potansiyeli ekleyen konik adaptör manşonları gerektirir
• Flanş salgı kontrolü: İlk kullanımdan önce ve herhangi bir makara düşme olayından sonra referans mandrel üzerindeki bir kadranlı göstergeyle flanş yüzü salgısını kontrol edin — 300 mm flanş yarıçapı başına 0,5 mm'yi aşan salgı, çapraz ters zamanlama hatalarına ve kenar boncuk oluşumuna neden olacak flanş deformasyonunu gösterir
• Maksimum dolum ağırlığı hesaplaması: Maksimum kablo dolum ağırlığını, makaranın net depolama hacminin (toplam makara hacmi eksi çekirdek hacmi) ve birim hacim başına kablo ağırlığının çarpımı olarak hesaplayın; bu değerin, makara dara ağırlığını içeren makaranın nominal brüt yük kapasitesinin minimum 1,5 güvenlik faktörü kadar altında olduğunu doğrulayın.
• Kama yuvası uyum sınıfı: Genel güç aktarımı için kullanılan normal uyum toleransları yerine, alma uygulamaları için sıkı uyum sağlayan bir kama yuvası (JS9/h9 veya ISO 286'ya göre eşdeğeri) belirtin — gevşek kama yuvası oturmaları, hızlanma ve yavaşlama sırasında makaranın mile göre dönmesine izin vererek, lokal gerilim ani artışları oluşturan mikro kayma olayları üretir.

Otomatik Kablo Sarma Makinelerinin Mevcut Ekstrüzyon Hatlarına Retrofit Entegrasyonu

Orijinal olarak manuel alım için tasarlanmış mevcut bir ekstrüzyon hattına Otomatik Kablo Sarma Makinesi eklemek, proje planlama aşamasında genellikle hafife alınan kontrol entegrasyonu zorluklarını içerir. Ekstrüzyon hattının çekme hızı kontrol cihazı, hat için terminal hız referansı olarak çalışacak şekilde tasarlanmıştır; üretim hızını ayarlar ve tüm yukarı akış ekipmanı bunu takip eder. Otomatik bir sarma makinesi eklendiğinde, hattın sonunda, hız ayarı yoluyla kablo gerginliğini de düzenlemeye çalışan ikinci bir kapalı devre kontrol sistemi devreye girer. Bu iki kontrol döngüsü uygun şekilde koordine edilmediğinde olumsuz bir şekilde etkileşime girer: çekme, gerilim düşüşü sinyaline yanıt olarak hızı artırırken, çekme sürücüsü aynı gerilim düşüşüne yanıt olarak hızı eş zamanlı olarak azaltır ve her iki döngünün de bağımsız olarak çözemeyeceği sürekli bir salınım yaratır.

Standart çözüm, çekme sürücüsünün hız yöneticisi olarak kalmasıyla, alma sürücüsünü hız kontrol modu yerine tork kontrol modunda yapılandırmaktır. Tork kontrol modunda, alıcı tahrik, hedef gerilim ayar noktasına karşılık gelen sabit bir sarma torku uygular ve sarma hızı, çekme çıkış hızına uyacak şekilde otomatik olarak ayarlanır; tıpkı pasif frenin hızdan bağımsız olarak sabit direnç sağlamasına benzer şekilde. Oynar silindir konumu bu durumda birincil hız referansı olarak değil, yalnızca tork ayar noktasını ayarlamak için bir trim sinyali olarak hizmet eder. Bu kontrol mimarisi döngü etkileşimi problemini ortadan kaldırır çünkü alıcı sürücü artık kablo hızını kontrol etmek için çekme ile rekabet etmez; sadece çekme hız kontrol cihazının çatışma olmadan çalıştırabileceği kontrollü bir direnç torku sağlar.

2002 yılında Tayvan'dan gelen yatırımla Şanghay'da kurulan ve 2017 yılında Yixing, Wuxi'de Jiangsu Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. aracılığıyla genişletilen Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd., Motorlu Tel Kablo Sarma Makinelerini ve Otomatik Kablo Sarma Makinelerini çok çeşitli orijinal ekipman üreticileri tarafından inşa edilen ekstrüzyon hatlarına entegre etme konusunda kapsamlı deneyime sahiptir. Entegrasyon mühendisliği süreci, çekme sürücüsü tipini, iletişim protokolü kapasitesini ve kilitleme için mevcut I/O'yu tanımlamak üzere mevcut hattın kontrol sistemi denetimiyle başlar ve ardından, alma sürücüsünün hız referansını tam olarak nasıl alacağını ve döngü etkileşimini önlemek için dansçı sinyalinin nasıl yönlendirileceğini belirten tanımlanmış bir entegrasyon mimarisi gelir. Bu yapılandırılmış yaklaşım, üretim denemeleri sırasında kontrol etkileşimi sorunlarının tekrar tekrar keşfedildiği ve çözüldüğü koordine olmayan eklenti kurulumlarına kıyasla yenileme devreye alma süresini tutarlı bir şekilde azaltmıştır.