?

مطالعه موردی 3-in-1 Uncoiler Straightener Feeder Composite Tension Out-of-Control Fault: تجزیه و تحلیل علت ریشه، طرح تعمیر و مشخصات نگهداری پیشگیرانه

این مورد بر اساس یک سلول تولید تمباکو مجهز به یک پرینس 200T servo precision punch و HCK series three-in-one uncoiler straightener feeder است.این تجهیزات برای چاپ مستمر از پوسته فولاد ضد زنگ باتری انرژی جدید استفاده می شود، مواد اولیه است SUS304 نوار فولاد ضد زنگ با ضخامت 0.6 میلی متر و عرض 180 میلی متر. کل خط تولید دو شیفت تولید مستمر را اتخاذ می کند،و تجهیزات 18 ماه است که در حال استفاده هستند.، با میانگین محرک ماهانه به 1.8 میلیون محرک می رسد. تغذیه سه در یک یک ریل گسترش هیدرولیک، مکانیسم تراز چند رول، واحد تشخیص تنش و رول تغذیه سرو را ادغام می کند.ریل مواد مجهز به ترمز اصطکاک پنوماتیک است و کنترل تنش حلقه بسته از طریق سنسور تنش + PLC + تنظیم گشتاور ترمز تحقق می یابد.سرعت کار نامی 80 ضربه در دقیقه است، و محدوده کشش پایدار هدف برای این نوار مشخصات 12 ~ 20 N تنظیم شده است.

پدیده نقص برای اولین بار در تولید شیفت شب ظاهر شد. اپراتور یک موج لبه ی خفیف در لبه ی نوار فولاد ضد زنگ پیدا کرد. در آن زمان،مشتری مشکوک بود که مواد خام کویل دارای سطح ضعیف هستند.اما بعد از تعویض کویل، نقص موج لبه هنوز وجود داشت. سه روز بعد،نوار شروع به ظاهر شدن شکوفایی نامنظم و خم شدن محلی کرددر روز سوم بروز نقص، دو تصادف شکستن نوار به دنبال هم رخ داد.خط توليد لازم براي متوقف کردن، نوار را دوباره پیچید و مسیر مواد را تنظیم کنید، هر بار بیش از 40 دقیقه مصرف می کنید. در همین حال، تنش ناپایدار باعث انحراف کشش مواد محلی می شود،و اندازه ی پوسته ی باتری چاپ شده از حد مجاز فراتر رفته استبرای جلوگیری از شکستگی بیشتر مواد و خطر برخورد، تیم تولید سرعت کار را از 80 spm به 45 spm کاهش داد.و ظرفیت تولید به طور قابل توجهی کاهش یافت. مشتری با بخش فروش ما تماس گرفت و برای خدمات رفع مشکل در محل درخواست کرد.

اولین قدم حذف عوامل کیفیت مواد اولیه است. ما نمونه برداری از بخش های متعدد از کویل فعلی و کویل ذخیره ای را انجام دادیم و بر روی بستر بازرسی بررسی مسطح انجام دادیم.نتیجه آزمایش نشان داد که خود کویل خام هیچ موج لبه آشکار و ناهنجاری تنش داخلیبنابراین، نقص مسطحیت نوار در طول فرآیند انتقال و سطح بندی مواد از تغذیه کننده سه در یک ایجاد شد، نه نقص ذاتی کویل خام.بعدش ویژگی های نقص را ثبت کردیم: موج لبه نوار ناپایدار است، گاهی اوقات در لبه چپ، گاهی اوقات در لبه راست ظاهر می شود؛ خم شدن به صورت تصادفی رخ می دهد و احتمال افزایش سرعت خط؛علائم خراش در امتداد جهت تغذیه بر روی سطح نوار توزیع می شود..

ما کویل را بالا بردیم و رولر مواد را خالی کردیم، سپس به صورت دستی رولر را چرخش دادیم تا سلسله چرخش را بررسی کنیم.و مقاومت چرخش یکنواخت نبودبعد از جدا کردن، ما متوجه شدیم که ناقل پشتیبانی از رول دارای فرسایش جزئی و روانکاری ناکافی است، که منجر به مقاومت چرخش ناپایدار می شود.سپس بررسی مجموعه ی ترمز اصطکاک پنوماتیک: پد اصطکاک به شدت فرسوده شده بود، ضخامت نزدیک به حد تعویض بود. سطح اصطکاک مقداری کربن و فرسایش نامنظم داشت.نمی توان گشتاور ترمینی را به طور پایدار تولید کرددر چرخه تغذیه، رول تغذیه، نوار را به جلو می کشد، رول ممکن است لغزید و مواد را بیش از حد آزاد کند و باعث مواد گسسته و تنش کم شود.تنش فوراً بالا میره، کشيدن نوار به شدت و منجر به خطر شکستگی.

ما حسگر تنش نصب شده در خروجی بخش سطح را بررسی کردیم.محیط کارگاه استامپینگ طولانی مدت باعث شده است که سطح سنجش مقدار زیادی از پودر فلزی و گل روغن روان کننده را جمع آوری کند، که منطقه حسگر را پوشش می داد. بازخورد سیگنال تاخیر و تحریف جدی داشت، ارزش تنش نوار واقعی نمی توانست به طور دقیق به PLC منتقل شود. منطق کنترل حلقه بسته شکست خورد،و سیستم نمی تواند به طور خودکار تنظیم گشتاور ترمز در زمان واقعی با توجه به تنش واقعی.

برای مکانیسم تراز، ما فاصله بین رول های تراز بالایی و پایین را در انتهای چپ و راست با اندازه گیری دقیق اندازه گیری کردیم. انحراف فاصله چپ-راست به 0.12 میلی متر رسید.نیروی اکستروژن نامتقارن نوار در فرآیند تراز، به طوری که یک طرف نوار بیش از حد برابر شده بود در حالی که طرف دیگر به اندازه کافی برابر نشده بود، تشکیل نقص موج لبه. در همان زمان،بقایای فلزی به سطح رول های راهنمای مواد جداگانه چسبیده بود.، که باعث ایجاد خراش های خطی در سطح نوار در طول حمل می شود.

ما وارد سیستم کنترل تجهیزات شدیم تا داده های تنش تاریخی را مشاهده کنیم. ارزش تنش به شدت بین 8 ن و 42 ن در طول عملیات نوسان می کرد.محدوده ی محدوده ی بالا و پایین تناوب اولیه که توسط مشتری تعیین شده بود، خیلی باریک بود.، و افزایش نسبتی پاسخ ترمز بسیار کوچک بود. هنگامی که تنش تغییر کرد، سرعت تنظیم گشتاور ترمز کند بود،که نمی تواند نوسانات تنش را در چرخه تغذیه با سرعت بالا محدود کندبرنامه اصلی عملکرد کاهش سرعت خودکار را در شرایط ناهنجاری تنش فعال نمی کرد، بنابراین تجهیزات در سرعت تنظیم شده کار می کردند حتی اگر تنش از محدوده امن فراتر برود،افزایش خطر شکستن مواد.

آزمایش کالیبراسیون استاتیک پس از اتمام بازرسی فوق انجام شد. تغذیه کننده بدون مواد کویل کار می کرد، حرکت تغذیه شبیه سازی شده و خواندن سنسور تنش به طور نامنظم پرید،که با ویژگی های نقص مشاهده شده در تولید واقعی مطابقت داشته باشدآزمایش تایید کرد که این یک نقص ترکیبی است که توسط فرسایش مکانیکی، آلودگی سنسور و پارامترهای کنترل غیرمنطقی ایجاد شده است.

بعد از بازرسي و آزمايش منظم، ما چهار لايه از علل اصلي براي اين مشکل تنش خارج از کنترل رو مشخص کرديم:

1. علت اصلی مکانیکی: کار طولانی مدت با چرخه های بالا باعث فرسایش پد های ترمز اصطکاک پنوماتیک و روانکاری ضعیف لگن پشتیبان رول می شود. مقاومت چرخش رول ناپایدار بود.و خروجی گشتاور ترمینگ متناوب بود.، که علت اصلی نوسانات تنش بود.
2. شناسایی و علت سیگنال: سنسور تنش توسط لجن نفتی و گرد و غبار فلزی پوشانده شده بود، عملکرد سنجش تخریب شده بود، بازخورد سیگنال به تاخیر افتاده و تحریف شده بود. کنترل تنش حلقه بسته منبع بازخورد دقیق را از دست داده بود.و سیستم نمی تواند تنظیم پویا در زمان واقعی را درک کند.
3. علت تنظیم فرآیند: موازی رولر های صاف کننده از تحمل خارج شده بود، شکاف چپ و راست ناسازگار بود. نوار به نیروی صاف کننده نامتعادل رسید که باعث ایجاد موج لبه و نقص های خم شدن شد.مواد خارجی بر روی رول های راهنما باعث خراش سطح نوار می شود.
4. علت عملکرد سیستم: پارامترهای کنترل تنش با توجه به پیری قطعات به روزرسانی نشده است.تجهیزات فاقد مکانیسم هشدار زودهنگام خودکار و محدودیت سرعت در صورت انحراف ولتاژ بودند، که باعث شد نقص کوچکی به تصادف شکستن مواد تبدیل شود.

کار ترمیم و بهینه سازی به صورت گام به گام بر اساس علت اصلی انجام شد:

1. تعبيهات فرکانس ريل رو جدا کنين، بادکنک هاي فرکانسي کهنه رو برداريد، کربن پاک بر روي ديسک فرکانسي قرار بگيريد، بادکنک هاي فرکانسي کاملاً جديد نصب کنيد، فاصله فرکانس رو تنظیم کنيد،برای اطمینان از تورم صاف و پایدار، چندین بار تورم خروجی ترم را آزمایش کنید.. تعویض ولتاژ ولتاژ ولتاژ ولتاژ ولتاژ
2. حسگر تنش را به طور کامل جدا کنید، آلودگی پودر فلزی و روغن را بر روی سطح حسگر با یک عامل تمیز کننده خاص تمیز کنید، کالیبراسیون نقطه صفر و آزمایش خطی حسگر را انجام دهید.تأیید کنید که تاخیر بازخورد سیگنال کمتر از 20 ms است.. هر رولر راهنمای مواد را تمیز کنید ، بقایای فلزی را حذف کنید ، آستین لاستیکی ضد خراش آسیب دیده را جایگزین کنید.
3. تعادل رول های سطح بالا و پایین را تنظیم کنید، شکاف را در سمت چپ و سمت راست با اندازه گیری احساس کنید تا انحراف شکاف کمتر از 0.02 میلی متر کنترل شود.انجام آزمایش سطح بندی بر روی نوار خرد برای تأیید اثر بهبود صافی.
4. دوباره پارامترهای کنترل تنش حلقه بسته در HMI را بهینه سازی کنید. حد بالا و پایین تنش را تنظیم کنید، افزایش PI از پاسخ گشتاور ترمز را تنظیم کنید، سرعت واکنش پویا ترمز را تسریع کنید.فعال کردن آژیر اضطراری تنش و عملکرد محافظت از سرعت کاهش اتوماتیک. هنگامی که تنش از فاصله امن پیش تنظیم شده فراتر می رود، HMI هشدار را نشان می دهد و تغذیه کننده سرعت را به طور خودکار کاهش می دهد تا از شکستگی نوار جلوگیری شود.
5. مونتاژ تجهیزات را تکمیل کنید و آزمایش چند مرحله ای را انجام دهید: آزمایش بدون بار، آزمایش رشته مواد با سرعت پایین، چاپ آزمایشی با سرعت متوسط و در نهایت بررسی مداوم با سرعت کامل.تست با سرعت کامل 150 دقیقه طول می کشد، تکمیل 12،000 ضربه به طور مداوم، و ثبت داده های تنش هر 200 ضربه برای تجزیه و تحلیل روند.

表格

س1: چرا فرسایش پد ترمز رایج ترین عامل مکانیکی است که منجر به عدم ثبات تنش تغذیه کننده سه در یک می شود؟A1: باد ترمز اصطکاک بخش اصلی پوشیده از رولر uncoiler است. در هر چرخه تغذیه، ترمز باید به طور مکرر درگیر شود و آزاد شود تا سرعت آزاد شدن مواد کویل را کنترل کند.در حالت تولید دو شیفتی مداومبا کاهش ضخامت، فشار تماس و ضریب اصطکاک تغییر می کند، بنابراین گشتاور ترمز نمی تواند پایدار باشد.نیروی کشش نوار به همین ترتیب تغییر می کند.این یک خرابی معمولی تدریجی است که به تدریج با زمان اجرا بدتر می شود و در بازرسی روزانه به راحتی نادیده گرفته می شود.

سوال2: چگونه می توان تشخیص داد که آیا نقص نوسانات تنش ناشی از خرابی سنسور یا فرسایش مکانیکی ترمز است؟A2: آزمایش عایق بندی موثرترین روش است. ثابت کردن استاتیک نوار، اعمال تنش استاندارد شناخته شده به صورت دستی، مشاهده تغییر خواندن سنسور تنش.اگر خواندن سنسور نمی تواند تغییر تنش واقعی را دنبال کند یا خواندن به صورت تصادفی پرش می کند، منبع خطا سنسور تنش و مدار سیگنال است. اگر خواندن سنسور می تواند تنش دستی را به طور معمول منعکس کند اما تنش به وضوح در طول چرخش رول نوسان می کند،مشکل در فرسایش پد ترمز هاستاین روش می تواند از تعویض نابینا از سنسورهای گران قیمت جلوگیری کند.

سوال 3: چرا ما باید حسگر تنش را پس از تمیز کردن یا تعویض دوباره کالیبراسیون کنیم؟A3: سنسور تنش برای تبدیل نیروی کششی مواد به سیگنال الکتریکی به سنجش تنش متکی است. پس از تمیز کردن یا جدا کردن، نقطه صفر سنسور ممکن است حرکت کند. بدون کالیبراسیون صفر،خواندن بازخورد باید تغییر ثابت داشته باشدPLC موجب تنظیم تورم ترمز بر اساس ارزش تنش اشتباه می شود، بنابراین کنترل حلقه بسته نمی تواند به طور طبیعی کار کند.کالیبراسیون نقطه صفر و آزمایش خطی پس از تعمیر و نگهداری سنسور، روش های ضروری هستند.که نمیشه از آن غافل شد.

Q4: چه عوامل الکترومغناطیسی یا تداخل محیطی بر سیگنال سنسور تنش در کارگاه چاپ اثر می گذارد؟A4: منابع اصلی تداخل عبارتند از سیگنال الکترومغناطیسی درایو سرو پرش، کابل برق جریان بالا موازی با کابل سیگنال سنسور، تاثیر لرزش تولید شده توسط استامپ پرش.علاوه بر این، مه نفتی، پودر فلزی و محیط با دمای بالا در کارگاه، سطح حسگر را آلوده می کند و پیری کابل سیگنال را تسریع می کند.کابل حسگر باید سیم دوقلو محافظ را اتخاذ کند، سیم کشی را از کابل برق جدا کنید و به طور منظم سطح حسگر را تمیز کنید.

Q5: چه چرخه نگهداری مناسب برای تغذیه سه در یک تحت تولید دو شیفت چاپ با سرعت بالا است؟A5: روزانه: بازرسی بصری از سطح نوار و روند تنش در زمان واقعی در HMI؛ بررسی اینکه آیا وجود دارد صدا غیر طبیعی از رول در طول کار. ماهانه: بررسی ضخامت پد های ترمز،انعطاف پذیری چرخش رول را بررسی کنید، رولر های راهنمای مواد تمیز. هر سه ماهه: سطح سنسور تنش را تمیز کنید، کابل سیگنال و کانکتور را چک کنید، عملکرد هشدار تنش را آزمایش کنید. هر شش ماهه: فاصله رولر را مساوی کنید و موازی را اندازه بگیرید.پارامترهای تنش پشتیبان HMIهر ساله: بازرسی کامل جداسازی مجموعه ترمز، کالیبراسیون کامل سیستم حلقه بسته تنش و تست تأیید طولانی مدت در تمام سرعت.

سوال 6: اگر این مشکل خارج از کنترل در زمان مناسب حل نشود، چه خسارت اقتصادی رخ می دهد؟A6: اگر نقص همچنان بدتر شود، شکستن نوار مکرر باعث اتلاف مواد اولیه و وقایع طولانی تولید می شود.مواد بیش از حد آزاد ممکن است در حفره ی دیرو جمع شوند و منجر به برخورد دیرو شوند.. هزینه تعمیر این باتری شیل مرطوب بالا است و تاخیر در تحویل خطر مجازات برای سفارش مشتری را به ارمغان می آورد. حتی قبل از آسیب مرطوب، نرخ رد 7.کاهش ظرفیت 2٪ و 44٪ در هر شیفت تولید باعث کاهش تولید و هزینه مواد اولیه شده استتعمیرات کامپوزیت به موقع ظرفیت تولیدی کامل را در یک روز سرویس احیا کرد، حفاظت از دارایی ها و تضمین تحویل سفارش.

در ترکیب با این مورد نگهداری در محل، ما مشخصات استاندارد نگهداری پیشگیرانه را برای سیستم کنترل تنش HCK سه در یک uncoiler straightener feeder ارائه می دهیم:

1. نگهداری روزانه: بررسی بصری مسطحیت نوار و خراش سطح؛ مشاهده روند ارزش تنش در HMI؛ گوش دادن به سر و صدای غیرطبیعی از رول و ترمز در طول کار؛ ثبت نوسانات تنش غیرطبیعی.
2. هزینه ی نگهداری ماهانه: اندازه گیری ضخامت باقیمانده پد های ترمز اصطکاک پنوماتیک، جایگزین کردن پد ها هنگامی که به محدودیت فرسایش می رسد؛ چک کردن چرخش صاف رول، اضافه کردن روغن روان کننده برای لوله کشی؛سطح تمیز رول های راهنما، پاشنه های فلزی را از بین ببرید.
3. نگهداری سه ماهه: جدا کردن و تمیز کردن سطح حسگر تنش؛ بررسی وضعیت اتصال کابل سیگنال محافظت شده و کانکتورآزمایش شبیه سازی محرک از آژیر اضطراری و عملکرد کاهش سرعت خودکار.
4. هزینه های نگهداری نیمه ساله: استفاده از اندازه گیری دقیق حسگر برای تشخیص موازی و شکاف رول های تراز، تنظیم اگر انحراف بیش از استاندارد است؛ پشتیبان گیری تمام پارامترهای فشار حلقه بسته در PLC و HMI؛بررسی حالت مسیر و زمین گیری کابل.
5. هزینه های نگهداری سالانه: بازرسی کامل جداسازی مجموعه ترمز ریل؛ کالیبراسیون نقطه صفر و آزمایش خطی سنسور تنش؛ بهینه سازی جامع پارامترهای PI تنش؛آزمون تأیید مستمر در سرعت کامل.
6. نیاز به موجودی قطعات یدکی: بادکنک های فرکانس فرکانس، سنسور تنش، لگن های پشتیبان رول، حلقه های مهر و موم و دستگیره های لاستیکی رول راهنما را در انبار مشتری نگه دارید، تا زمان متوسط تعمیر در صورت شکست قطعات پوشیده شود.

این مورد تعمیر و نگهداری نشان می دهد که مشکل خارج از کنترل تنش از تغذیه سه در یک uncoiler straightener معمولا یک مشکل کامپوزیت است که شامل فرسایش مکانیکی است،تحریف سیگنال تشخیص و پارامترهای کنترل غیرمنطقینقص به تدریج توسعه می یابد، از یک موج لبه کوچک شروع می شود، سپس به خم شدن و خراش تبدیل می شود،و در نهایت منجر به شکستن نوار و خاموش کردن تولیداگر نادیده گرفته شود، ممکن است منجر به تصادف تصادف و خسارت اقتصادی سنگین شود.

با استفاده از روش تشخيص جدايي لايه اي مهندسان پس از فروش ما دخالت مواد اوليه را از بين بردندتمام علل اصلی رو پیدا کرد، و تعمیر کامپوزیت را شامل تعویض قطعات فرسوده، کالیبراسیون سنسور، تنظیم شکاف مکانیکی و بهینه سازی پارامترهای کنترل انجام داد.تنش نوار ثابت است، مسطحیت نوار با الزامات تولید مطابقت دارد، نرخ رد به سطح عادی باز می گردد و خط تولید سرعت نامی کامل را بازگرداند.مشخصات نگهداری پیشگیرانه خلاصه شده از این مورد برای HCK سه در یک تغذیه در تولید چاپ چرخه بالا قابل استفاده است، که به مشتریان کمک می کند تا نقص های تنش پنهان را از قبل کشف کنند، زمان توقف برنامه ریزی نشده را کاهش دهند و از مچ های پر هزینه و دارایی های مواد اولیه محافظت کنند.