Fehlerbehebung bei 3-in-1-Abwickler-Richtmaschine-Zuführung Spannungsregelung Fehlergebnis

Fehlerbehebung bei einem 3-in-1-Abwickelhaspel-Richtwerk-Feeder-Spannungsfehler, der außer Kontrolle gerät und zu Bandknicken, Kantenwellen und Materialbruch an der Hochgeschwindigkeits-Stanzpresse führt

1.1 Nachrichtenleiter

In der automatisierten Stanzproduktion ist die 3-in-1-Abwickel-, Richt- und Zuführvorrichtung die vordere Kernausrüstung der gesamten Stanzzelle. Es integriert Coil-Lade-, Nivellierungs- und Vorschubfunktionen und seine stabile Materialspannungsregelung bestimmt direkt die Oberflächenqualität des rohen Bandmaterials und die Kontinuität der Stanzproduktion. Das Spulenmaterial wird von der Materialrolle gelöst, durchläuft zur Glättung mehrere Richtwalzen und wird unter koordinierter Spannungsregelung zum Prägestempel befördert. Sobald die Spannung aus dem Gleichgewicht gerät, führt selbst eine kleine Schwankung zu einer Reihe schlimmer Phänomene: Bandkantenwelle, Mittelwölbung, örtliches Knicken, Kratzer auf der Materialoberfläche und sogar plötzlicher Materialbruch. Ein Materialbruch führt direkt zum Stillstand der gesamten Produktionslinie. Abgesehen davon, dass Rohmaterial verschwendet wird, müssen die Bediener auch viel Zeit mit dem erneuten Einfädeln des Materials verbringen, was die Produktionseffizienz erheblich verringert. In schweren Fällen lagert sich loses Material im Formhohlraum ab, was zu Schäden am Formwerkzeug und zu enormen wirtschaftlichen Verlusten für die Kunden führt.

Unsere technische Kundendienstabteilung erhielt ein Notfallticket von einem Hersteller von Präzisionsmetallteilen in Ostchina. Die Produktionslinie des Kunden nutzt eine 200-Tonnen-Servostanzpresse, die mit einem Drei-in-Eins-Abwickel-Richtgerät der HCK-Serie kombiniert ist und zum kontinuierlichen Stanzen von Gehäuseteilen aus Edelstahl für neue Energiebatteriekomponenten verwendet wird. Die Anlage läuft seit rund 18 Monaten im Zweischichtbetrieb. Im Frühstadium der Verwerfung stellten die Betreiber vereinzelt leichte Kantenwellen am Edelstahlband fest. Zunächst betrachtete der Kunde es als Rohstoffproblem und setzte die Produktion fort. Innerhalb von drei Arbeitstagen verschlimmerte sich der Fehler allmählich: Das Band zeigte zeitweise Wölbungen und Knicke, deutliche Kratzspuren auf der Materialoberfläche und es kam zu zwei Bandbruchunfällen nacheinander. Jeder Bruch zwang die Anlage zum erneuten Einfädeln für mehr als 40 Minuten stilllegen. In der Zwischenzeit verursachte eine instabile Materialzufuhr eine inkonsistente Formgröße der gestanzten Werkstücke, die Ausschussrate stieg schnell an und der Kunde musste die Produktionsgeschwindigkeit von den Nennhüben von 80 Hüben pro Minute auf 45 Hübe pro Minute reduzieren, um das Risiko von Materialbrüchen vorübergehend zu verringern, was zu einer Reduzierung der Produktionskapazität um fast 44 % führte.

1.2 Vor-Ort-Diagnose

Nach der Ankunft in der Kundenwerkstatt führten unsere Servicetechniker eine mehrschichtige Inspektion der mechanischen Struktur, der pneumatischen Steuerung, des Spannungserkennungssensors und der HMI-Parametereinstellung durch und führten eine schrittweise Isolierungsmethode ein, um irrelevante Einflussfaktoren zu eliminieren.

Zunächst haben wir das Spulenrohmaterial überprüft, um Materialfehler auszuschließen. Mehrere Spulenabschnitte wurden zur Ebenheitsprüfung beprobt, und es wurden keine inhärenten Kantenwellen oder inneren Spannungsanomalien des Rohmaterials festgestellt, was bewies, dass die schlechte Bandform durch den Förderprozess des Drei-in-Eins-Vorschubgeräts erzeugt wurde und nicht von der ursprünglichen Spule stammte.

Der zweite Schritt bestand darin, die mechanischen Teile der Abwickelhaspel zu überprüfen. Wir stellten fest, dass der Reibungsbremsbelag der Materialrolle offensichtlich abgenutzt und dünner geworden war. Wenn sich die Haspel dreht und Material freigibt, kann das Bremsmoment nicht stabil aufrechterhalten werden. Wenn der Vorschub das Band nach vorne zieht, gibt die Spule manchmal Material zu schnell ab, was zu Materialansammlungen und zu lockerer Spannung führt; Wenn die Bremse plötzlich einrastet, steigt die Spannung sofort an, wodurch das Band straff gezogen wird und es leicht zu Dehnungsverformungen und Brüchen kommt. Gleichzeitig klemmt das Stützrollenlager der Abwickelhaspel leicht und der Rotationswiderstand schwankt im Betrieb zufällig, was die Instabilität der Materialzugkraft weiter verschlimmert.

Der dritte Schritt bestand darin, den Nivellierabschnitt und den Spannungserkennungsmechanismus zu überprüfen. Der am Auslass der Richtmaschine installierte Spannungssensor hatte über lange Zeit dicken Ölstaub angesammelt, die Sensorfläche war verschmutzt und das Rückmeldungssignal war verzögert und verzerrt. Der tatsächliche Spannungswert des Bandes konnte nicht genau an das SPS-Steuerungssystem übermittelt werden. Das Steuersystem konnte das Bremsmoment nicht in Echtzeit an die tatsächliche Materialspannung anpassen, was zu einem Fehler im geschlossenen Regelkreis führte. Außerdem war der Spalt zwischen den oberen und unteren Richtwalzen auf der linken und rechten Seite ungleichmäßig, was dazu führte, dass das Band beim Richtvorgang einer asymmetrischen Extrusionskraft ausgesetzt war und schließlich zu Kantenwellenfehlern führte.

Der vierte Schritt bestand darin, die Steuerungsparameter am HMI zu überprüfen. Die ursprünglich vom Kunden eingestellten Spannungsschwellenparameter wurden nicht entsprechend der Leistungsdämpfung der Bremsbeläge angepasst. Die oberen und unteren Grenzwerte der Spannung lagen zu nahe beieinander und die Reaktionsverstärkung der Bremseinstellung war unangemessen. Bei Spannungsschwankungen konnte das System nicht schnell genug reagieren, was die Schwingungen der Materialspannung im Hochgeschwindigkeitsbetrieb verstärkte.

Der statische Test wurde nach vorläufiger Fehlerpositionierung durchgeführt. Im Leerlaufzustand wurde dem System befohlen, die Materialförderung mit fester Geschwindigkeit laufen zu lassen, und die vom Sensor gesammelten Spannungsdaten sprangen kontinuierlich auf und ab, mit einem Schwankungsbereich von 8 N bis 42 N, während die standardmäßige stabile Spannungsschwankung für diese Edelstahlbandspezifikation innerhalb von 12 N bis 20 N gesteuert werden sollte. Dieses Testergebnis bestätigte, dass es sich bei dem Fehler um einen zusammengesetzten Fehler handelte, der mechanischen Verschleiß, Sensorverschmutzung und unzumutbare Steuerungsparameter umfasste, und nicht um einen einzelnen Komponentenschaden.

1.3 Reparatur und Überprüfung

Die Reparaturarbeiten wurden in vier Kernglieder unterteilt, um die Probleme einzeln zu lösen und anschließend eine kombinierte Inbetriebnahme durchzuführen.

Zerlegen Sie zunächst die Bremsenbaugruppe der Abwickelhaspel, tauschen Sie die abgenutzten Bremsbeläge aus, reinigen Sie die Bremsreibscheibe, prüfen Sie das festsitzende Haspelstützlager und ersetzen Sie es, stellen Sie das Spiel der Bremsenbaugruppe ein, damit die Bremsdrehmomentabgabe der Haspel gleichmäßig und kontinuierlich erfolgt, ohne dass es zu plötzlichen Klemm- oder Schlupfphänomenen kommt.

Zweitens zerlegen und reinigen Sie den Spannungserkennungssensor, entfernen Sie Ölschlamm und Metallpulver auf der Sensoroberfläche, kalibrieren Sie den Sensornullpunkt, testen Sie die Signalausgangslinearität und stellen Sie sicher, dass das Spannungsrückkopplungssignal genau und in Echtzeit an die SPS übertragen werden kann. Passen Sie dann die Parallelität der oberen und unteren Nivellierwalzen neu an, stellen Sie die linken und rechten Walzenabstände entsprechend der Dicke und den Materialeigenschaften des Edelstahlbandes fein ein und beseitigen Sie asymmetrische Extrusionskräfte im Nivellierabschnitt.

Drittens: Optimieren Sie die Parameter der Spannungsregelung im HMI erneut. Setzen Sie die obere und untere Grenzschwelle der Materialspannung zurück, passen Sie die Proportional-Integral-Verstärkung der Bremsmomentreaktion an, optimieren Sie die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit des Systems, vermeiden Sie übermäßige oder unzureichende Bremskraft bei Hochgeschwindigkeitsvorschub, damit die Spannung während des Betriebs automatisch innerhalb des Zielintervalls stabilisiert werden kann. Richten Sie in der Zwischenzeit die Alarmfunktion für Spannungsanomalien ein. Sobald die Spannung den voreingestellten sicheren Bereich überschreitet, zeigt das HMI im Voraus eine Alarmmeldung an und verlangsamt die Vorschubgeschwindigkeit automatisch, um Materialbruch zu verhindern.

Viertens: Reinigen Sie die Materialführungsrollen und die kratzfesten Gummimanschetten entlang des Materialwegs und entfernen Sie an der Rollenoberfläche haftende Metallreste, um sekundäre Kratzer auf der Bandoberfläche während des Transports zu vermeiden.

Nach Abschluss der Reparaturarbeiten wurde eine kontinuierliche Laufprüfung durchgeführt. Das Gerät lief 150 Minuten lang ununterbrochen mit voller Nenngeschwindigkeit von 80 Hüben pro Minute und führte 12.000 Hübe stabil aus. Die Spannungsschwankung des Bandes wurde stetig innerhalb des Standardbereichs kontrolliert. Während des gesamten Testzeitraums traten keine Kantenwellen, Knicke oder Kratzer auf der Bandoberfläche auf und es kam zu keinem Materialbruch. Die Dimensionserkennung von gestanzten Batteriegehäuse-Werkstücken zeigte, dass alle Teile den Zeichnungsanforderungen entsprachen und die Ausschussrate auf das normale Produktionsniveau zurückging. Die Stanzproduktionslinie des Kunden konnte noch am selben Tag nach der Wartung erfolgreich ihre volle Kapazität wiederherstellen. Dieser Wartungsfall zeigt, dass der Spannungsfehler des Drei-in-Eins-Zuführers die Koordination von Maschinen, Sensorerkennung und SPS-Steuerungssystem betrifft. Nur durch eine umfassende Inspektion und Verbundreparatur können wir versteckte Gefahren vollständig beseitigen, anstatt nur einen einzelnen Parameter anzupassen.

1.4 Datentabelle zur Pressemitteilung

1.5 Exklusive Fragen und Antworten zur Pressemitteilung