วิธีที่การคลายคอยล์แบบควบคุมแรงดึงป้องกันการครูดที่พื้นผิวระหว่างการป้อนเครื่องปั๊ม

การครูดที่พื้นผิวในระหว่างการป้อนปั๊มมีสาเหตุเดียว: การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแถบที่กำลังเคลื่อนที่กับพื้นผิวสัมผัส หรือระหว่างการพันคอยล์ที่อยู่ติดกัน การคลายคอยล์แบบควบคุมความตึงช่วยป้องกันโดยการรักษาแรงตึงด้านหลังที่ปรับอย่างต่อเนื่องและเสถียร ซึ่งจะทำให้คอยล์ทุกชั้นถูกกดอย่างสม่ำเสมอกับเพื่อนบ้าน และแถบจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ตรงกับม้วนฟีด เป้าหมายในทางปฏิบัติคือแรงตึงภายในประมาณ ±5% ของจุดที่ตั้งไว้ ความแปรผันของเส้นผ่านศูนย์กลางดรัมจะถูกกำจัดตลอดวงจรการคลายคอยล์ และความเร็วของแถบที่ซิงโครไนซ์กับตัวป้อนภายใน ±0.1% ในโปรแกรมการปั๊มแผงด้านนอกอะลูมิเนียมที่ได้รับการบันทึกไว้โปรแกรมหนึ่ง การปรับแบบจำลองการควบคุมความตึงในขั้นตอนการกลิ้งและการคลายคอยล์ช่วยเพิ่มการผ่านครั้งแรก (FTT) จาก 85% เป็นมากกว่า 92% โดยมีรอยขีดข่วนและรูพรุนคิดเป็น 78.4% ของการทำงานซ้ำทั้งหมดก่อนการแก้ไข

เหตุใดการตอกเส้นป้อนจึงทำให้เกิดรอยครูดตั้งแต่แรก

ขดลวดอลูมิเนียมหรือเหล็กมาถึงบาดแผลภายใต้แรงตึงเฉพาะ เมื่อคลายคอยล์เพื่อประทับตรา ทุกส่วนต่อประสานที่แถบสัมผัสกับพื้นผิวอื่นมีโอกาสที่จะเกิดความเสียหาย และตัวคอยล์เองก็เป็นหนึ่งในส่วนต่อประสานเหล่านั้น การครูดเกิดขึ้นจากกลไกการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่แตกต่างกันสามกลไกในบริเวณที่คลายเกลียว:

การเคลื่อนไหวแบบห่อต่อห่อ หากคอยล์คลายออกโดยมีแรงตึงน้อยกว่าที่พัน ฉนวนด้านนอกจะคลายออก แถบดังกล่าวสามารถดึงผ้าห่อหนึ่งทับอีกผ้าหนึ่งได้ ทำให้เกิดรอยขีดข่วนระหว่างชั้นที่มีอยู่แล้วก่อนที่วัสดุจะถึงแม่พิมพ์ ขดม้วนที่พันหลวมนั้น "ดำเนินการได้ยากเนื่องจากดึงห่อหนึ่งทับอีกห่อหนึ่งได้ง่าย"

เส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์ยุบหรือผันผวน เดคอยล์แบบดั้งเดิมจะขยายเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของคอยล์ประมาณ 20 มม. (เช่น จาก 508 มม. เป็น 525 มม.) เพื่อจับยึด ในขณะที่การคลายคอยล์ดำเนินไปจนถึงชั้นสุดท้าย แรงจับยึดอาจไม่สามารถต้านทานแรงขยายตัวของดรัม และดรัมยังคงขยายตัวต่อไป ทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนชั้นวัสดุที่เหลือ นี่เป็นข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างของ uncoiler ไม่ใช่ข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงาน

ความเร็วม้วนและแถบไม่ตรงกัน รอยขีดข่วนเกิดขึ้นเมื่อความเร็วม้วนแตกต่างจากความเร็วคอยล์ หรือเมื่อแถบสัมผัสกับพื้นผิวรองรับซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับวัสดุที่ไวต่อพื้นผิว ในการป้อนปั๊มเป็นระยะ ๆ แถบจะเร่งความเร็วและลดความเร็วทุกครั้งที่กด และความล่าช้าใดๆ ระหว่างตัวคลายคอยล์และม้วนฟีดจะทำให้เกิดหน้าสัมผัสแบบเลื่อนในขณะที่วัสดุมีความเสี่ยงมากที่สุด

กลไกที่ 1: การจับคู่แรงดึงช่วยลดการเลื่อนแบบห่อต่อห่อ

หลักการป้องกันการครูดที่ตรงที่สุดในการคลายคอยล์คือการจับคู่ความตึงของขดลวด: คอยล์ควรคลายออกด้วยแรงตึงเท่าๆ กับที่เคยใช้ในการพันขดลวดในตอนแรก

นี่ไม่ใช่แนวทางคร่าวๆ แต่เป็นการควบคุมกระบวนการที่วัดผลได้ เส้นตรงที่ทำเครื่องหมายไว้บนผนังด้านข้างคอยล์ก่อนดำเนินการเผยให้เห็นว่าความตึงของผลตอบแทนนั้นถูกต้องหรือไม่: การเคลื่อนที่ของเส้นนั้นระหว่างการคลายคอยล์บ่งชี้ว่าการตั้งค่าเบรกที่ไม่เหมาะสม หากเส้นเลื่อน การพันจะเลื่อนสัมพันธ์กัน และการครูดจะเกิดขึ้นแม้ว่าพื้นผิวของแถบจะยังดูยอมรับได้ในขณะนั้นก็ตาม

เบรกอันคอยล์เลอร์ - แบบกลไกหรือแบบแม่เหล็กไฟฟ้า - เป็นตัวกระตุ้นที่รักษาความตึงนี้ การเบรกไม่เพียงพอจะทำให้คอยล์คลายตัว การเบรกมากเกินไปทำให้เกิดการเคลื่อนไหวและรอยขีดข่วนในตัวมันเอง ข้อกำหนดคือแรงตึงคงที่ในขณะที่คอยล์ถูกประมวลผล ไม่ใช่แรงดันเบรกแบบเซ็ตแล้วลืม ระบบเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสตรงได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อชดเชยขนาดคอยล์ที่ลดลงซึ่งเป็นกลไกถัดไป

กลไก 2: ความตึงที่ชดเชยเส้นผ่านศูนย์กลางช่วยป้องกันข้อบกพร่อง "หลวมด้านใน แน่นด้านนอก"

เมื่อขดลวดคลายตัว เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพจะลดลง หากตัวคลายคอยล์ใช้แรงบิดในการเบรกคงที่ ความตึงในแถบจะเพิ่มขึ้นเมื่อแขนคันโยกลดลง ซึ่งเป็นสภาวะ "หลวมด้านใน แน่นด้านนอก" แบบคลาสสิก ในการดำเนินการตัดและฟอยล์ จะทำให้เกิดรอยขีดข่วน 勒卷 (การรัด) และมาตรการรับมือมาตรฐานคือการควบคุมความตึงแบบเรียว: ความตึงของเส้นจะลดลงเป็นเส้นตรงเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของคอยล์เพิ่มขึ้น แทนที่จะคงค่าคงที่

สำหรับการปั๊มเส้นป้อน จะใช้ฟิสิกส์แบบเดียวกันในทางกลับกัน ตัวคลายคอยล์จะต้องลดแรงเบรกหรือแรงบิดในการขับเคลื่อนลงอย่างต่อเนื่องเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์ลดลง เพื่อให้ความตึงของแถบที่ตัวคลายคอยล์คงที่ เมื่อไม่มีการชดเชยนี้ ความตึงจะผิดที่ปลายด้านหนึ่งของคอยล์แม้ว่าจะถูกต้องที่อีกด้านหนึ่งก็ตาม และการพันที่ปลายด้านความตึงผิดก็สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ

วิธีแก้ปัญหาพื้นฐานเพิ่มเติมจะจัดการกับดรัมเอง เครื่องกำจัดคอยล์ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ดิสเพลสเมนต์เชิงเส้นที่มีความแม่นยำสูงจะตรวจสอบตำแหน่งแกนดึงของดรัม และจะรักษาเส้นผ่านศูนย์กลางของดรัมให้คงที่ตลอดกระบวนการคลายคอยล์ทั้งหมดผ่านการควบคุมวาล์วอัตโนมัติ ด้วยการขจัดความผันผวนของเส้นผ่านศูนย์กลาง การออกแบบนี้จึงป้องกันรอยขีดข่วนระหว่างชั้นแม้ในชั้นสุดท้าย - แก้ปัญหาที่ต้นเหตุของการเสียดสีพื้นผิวในเดคอยล์เลอร์ แทนที่จะชดเชยที่ปลายน้ำ

กลไกที่ 3: แรงดึงกลับแบบหน่วงจะดูดซับแรงกระแทกของฟีดเป็นระยะๆ

การตอกจะป้อนเป็นระยะๆ ทุกจังหวะจะเริ่มต้นและหยุดแถบ และแรงเร่งความเร็วและความหน่วงจะเคลื่อนกลับขึ้นไปบนเส้นไปยังตัวคลายคอยล์ หากแรงเหล่านั้นไปถึงขดลวดที่หลวม จะทำให้เกิดการเลื่อนและการเสียรูปตามที่ต้องการ

คุณสมบัติการออกแบบสองประการขัดขวางเส้นทางนี้ ขั้นแรก คลายคอยล์แรงดึงกลับแบบหน่วง - การกดลงหรือม้วนแบบลดแรงกดกับรอบด้านนอกของคอยล์ เพื่อป้องกันไม่ให้คลายและเสียดสีกับผ้าพันด้านใน ในขณะที่จานเบรกและเบรกแบบนิวแมติกจะดูดซับความเฉื่อยในการหมุน ดังนั้นคอยล์จะไม่ "เปิด" ในระหว่างการคลายคอยล์ คำอธิบายสิทธิบัตรมีความชัดเจน: การผสมผสานระหว่างหัวกด เบรกแบบนิวแมติก และจานเบรกทำให้เกิดการคลายคอยล์แบบหน่วงซึ่งช่วยลดความเฉื่อยและหลีกเลี่ยงการครูดที่พื้นผิวระหว่างการคลี่คลาย

ประการที่สอง ลูปผู้ติดตามแบบหน่วงระหว่างอันคอยล์เลอร์และเครื่องป้อนเป็นระยะๆ จะกระจายปฏิกิริยาของลูปไปยังสองลูปที่แยกจากกัน ลดการลื่นไถลและการเสียรูปของวัสดุคอยล์ที่เกิดจากการเร่งความเร็วและความหน่วงสูงของอุปกรณ์ฟีด ลูปทำหน้าที่เป็นตัวกันกระแทกเชิงกล: อันคอยล์เลอร์จะทำงานอย่างต่อเนื่องที่แรงตึงต่ำในขณะที่ตัวป้อนจะดัชนีเป็นระยะๆ และแถบในลูปจะดูดซับส่วนต่างโดยไม่ส่งแรงกระแทกกลับไปที่การพันคอยล์

กลไกที่ 4: การควบคุมแรงดึงแบบวงปิดจะรักษาค่าที่ตั้งไว้เพื่อป้องกันสิ่งรบกวน

การควบคุมความตึงแบบวงรอบเปิด - การตั้งค่าแรงบิดเบรกหรือกระแสมอเตอร์และหวังว่าผลลัพธ์จะถูกต้อง - ไม่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเส้นผ่านศูนย์กลาง ความแปรผันของแรงเสียดทาน หรือความผันผวนของความเร็วป้อน การควบคุมวงปิดเป็นสถาปัตยกรรมขั้นต่ำสำหรับการประทับตราที่มีความสำคัญต่อพื้นผิว

ลูปประกอบด้วยสามองค์ประกอบ: เซ็นเซอร์ความตึงบนเส้นทางแถบที่แปลงความตึงจริงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ตัวควบคุมที่เปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับค่าที่ตั้งไว้และใช้การแก้ไข PID และแอคชูเอเตอร์ (เบรก เซอร์โวมอเตอร์ หรือตัวขับเคลื่อนความถี่แปรผัน) ที่ปรับแรงบิดหรือความเร็ว เอาต์พุต PID จะถูกซ้อนทับบนจุดตั้งค่าแรงบิดแบบวงเปิด ดังนั้นระบบจะตอบสนองต่อทั้งความตึงที่ได้รับคำสั่งและการเบี่ยงเบนตามจริง

เป้าหมายประสิทธิภาพมีความสำคัญมากกว่าสถาปัตยกรรม ระบบคลายคอยล์ที่ควบคุมด้วยเซอร์โวพร้อมการควบคุมความตึงขั้นสูงจะรักษาเสถียรภาพความเร็ว ±0.1% ซึ่งเป็นระดับที่จำเป็นสำหรับแผ่นที่มีแรงดึงสูงเป็นพิเศษ โดยที่ความเร็วใดๆ ที่กระเพื่อมจะแปลงเป็นระลอกคลื่นของแรงตึงและการทำเครื่องหมายที่พื้นผิวที่อาจเกิดขึ้น สำหรับอะลูมิเนียม ซึ่งนุ่มกว่าและไวต่อการขีดข่วนมากกว่าเหล็ก ค่าที่ตั้งไว้ของความตึงควรเป็นความตึงที่เบาที่สุดที่ยังคงรักษาแถบให้เรียบและติดตามได้ รวมกับวงวนขนาดเล็กที่คงที่

ด้านตัวป้อนของสมการ: การซิงโครไนซ์ป้องกันการเลื่อนที่ม้วน

จำเป็นต้องมีการควบคุมความตึงที่ตัวคลายคอยล์เลอร์แต่ยังไม่เพียงพอ หากม้วนฟีดและตัวคลายคอยล์ไม่ตรงกันกับความเร็ว แถบจะเลื่อนไปกับม้วนฟีด และรอยขีดข่วนจะเคลื่อนไปทางด้านล่างของบริเวณแม่พิมพ์

หลักการไม่ซับซ้อน: หากมีการขับเคลื่อนลูกกลิ้งฟีด ม้วนฟีดควรปรับให้ตรงกับความเร็วของโลหะเพื่อป้องกันการเกิดรอยขีดข่วน ในทางปฏิบัติ หมายความว่าการอ้างอิงความเร็วของ Uncoiler ต้องเป็นไปตามโปรไฟล์ดัชนีของ Feeder ไม่ใช่ทำงานที่ RPM คงที่ การวนซ้ำคงที่เล็กๆ ระหว่างทั้งสองจะแยกความเร็วการคลายคอยล์อย่างต่อเนื่องออกจากความเร็วการป้อนเป็นระยะๆ แต่ความเร็วเฉลี่ยจะต้องเท่ากัน - มิฉะนั้น ลูปจะขยายใหญ่ขึ้นจนกว่าจะยุบตัวหรือเทออกจนกว่าแถบจะถูกดึงให้ตึงกับเบรกอันคอยล์เลอร์

วินัยการซิงโครไนซ์เดียวกันนี้ใช้กับทุกม้วนในเส้นทาง ม้วนโต๊ะถ่ายโอนที่ทำงานด้วยความเร็วพื้นผิวที่แตกต่างจากแถบจะทำเครื่องหมายไว้ พื้นผิวม้วนที่ไม่ใช่โลหะหรือชุบโครเมียมช่วยลดความเสี่ยง แต่ความเร็วที่ตรงกันคือการควบคุมหลัก ม้วนกดควรเป็นโพลียูรีเทนหรือชุบโครเมียมพร้อมร่องรัศมีกว้าง เพื่อหลีกเลี่ยงขอบคมที่บุบหรือรอยขีดข่วน

การตั้งค่าควบคุมความตึงที่ใช้งานได้จริงเพื่อการป้อนแบบไร้รอยขีดข่วน

ตารางต่อไปนี้จะรวมพารามิเตอร์ที่กำหนดโดยตรงว่าการคลายคอยล์แบบควบคุมความตึงป้องกันหรือทำให้เกิดการครูดหรือไม่:

ประเด็นสำคัญ

• การครูดเป็นข้อบกพร่องที่เกิดจากการเคลื่อนที่แบบสัมพัทธ์ และการควบคุมความตึงคือการควบคุมการเคลื่อนที่แบบสัมพัทธ์ จับคู่ความตึงของขดลวด ให้คงที่กับการเปลี่ยนแปลงเส้นผ่านศูนย์กลาง และซิงโครไนซ์ความเร็วของแถบกับตัวป้อน
• วัดการจับคู่ความตึงได้: เส้นตรงบนผนังด้านข้างขดไม่ควรเคลื่อนที่ระหว่างการคลายขด การเคลื่อนไหวใดๆ หมายความว่าผ้าห่อตัวกำลังเลื่อน
• ความผันผวนของเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นสาเหตุหลักของรอยขีดข่วนระหว่างชั้นในชั้นสุดท้ายของคอยล์ เดคอยล์เลอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางดรัมคงที่และการควบคุมความตึงของเทเปอร์ต่างก็ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ ประการแรกกำจัดสาเหตุ ประการหลังชดเชยมัน
• การควบคุมความตึงแบบวงปิดด้วยเซ็นเซอร์ความตึงและการแก้ไข PID เป็นสถาปัตยกรรมขั้นต่ำสำหรับการประทับตราที่วิกฤตพื้นผิว โดยมีความเสถียรของความเร็ว ±0.1% ในระบบที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว
• เครื่องคลายคอยล์ไม่สามารถชดเชยตัวป้อนที่ไม่ตรงกันได้ ความเร็วของแถบจะต้องตรงกับความเร็วพื้นผิวลูกกลิ้งป้อน-ม้วน โดยมีวงคงที่ขนาดเล็กดูดซับดัชนีเป็นระยะๆ โดยไม่ส่งแรงกระแทกกลับไปยังขดลวด
• Quantified payoff: in an aluminum outer-panel stamping program, tension-model adjustment contributed to raising FTT from 85% to >92% เทียบกับค่าพื้นฐานซึ่งมีรอยขีดข่วนและรูพรุนถึง 78.4% ของการทำงานซ้ำ