R

Rozwiązywanie problemów z awarią 3-w-1 odwijaka, prostownicy i podajnika z utratą kontroli napięcia, prowadzącą do falowania taśmy, falowania krawędzi i zerwania materiału na szybkich liniach do tłoczenia prasą

1.1 Wstęp do wiadomości

W zautomatyzowanej produkcji tłoczenia, 3-w-1 odwijak-prostownica-podajnik jest kluczowym urządzeniem front-end całego ogniwa tłoczącego. Integruje funkcje ładowania krążka, wyrównywania i podawania, a jego stabilna kontrola napięcia materiału bezpośrednio decyduje o jakości powierzchni surowego materiału taśmowego i ciągłości produkcji tłoczenia. Materiał w krążku jest uwalniany z bębna materiałowego, przechodzi przez wiele rolek wyrównujących w celu spłaszczenia i jest wysyłany do matrycy tłoczącej pod skoordynowaną kontrolą napięcia. Gdy napięcie traci równowagę, nawet niewielkie wahanie spowoduje szereg złych zjawisk: falowanie krawędzi taśmy, łukowanie środka, lokalne zniekształcenia, zarysowania na powierzchni materiału, a nawet nagłe zerwanie materiału. Zerwanie materiału bezpośrednio zatrzyma całą linię produkcyjną; oprócz marnowania surowca, wymaga również od operatorów poświęcenia dużej ilości czasu na ponowne nawlekanie materiału, co znacznie obniża wydajność produkcji. W ciężkich przypadkach luźny materiał może dostać się do wnęki matrycy, powodując uszkodzenie matrycy i przynosząc ogromne straty ekonomiczne klientom.

Nasz dział inżynierii serwisu posprzedażowego otrzymał pilne zgłoszenie serwisowe od producenta precyzyjnych części metalowych z Chin Wschodnich. Linia produkcyjna klienta wykorzystuje serwoprasę 200T dopasowaną do trójw-jednym odwijaka-prostownicy-podajnika serii HCK, która jest używana do ciągłego tłoczenia części obudów ze stali nierdzewnej dla komponentów akumulatorów nowej energii. Urządzenie działało przez około 18 miesięcy w trybie dwuzmianowym. Na wczesnym etapie awarii operatorzy sporadycznie zauważali niewielkie falowanie krawędzi na taśmie ze stali nierdzewnej. Początkowo klient uznał to za problem surowca i kontynuował produkcję. W ciągu trzech dni roboczych awaria stopniowo się pogarszała: taśma wykazywała przerywane łukowanie i zniekształcenia, widoczne ślady zarysowań na powierzchni materiału, a dwa wypadki zerwania taśmy nastąpiły po kolei. Każde zerwanie zmuszało linię do zatrzymania na ponad 40 minut w celu ponownego nawlekania. Jednocześnie niestabilne podawanie materiału powodowało niespójny rozmiar formowania tłoczonych elementów, szybko wzrastał wskaźnik odrzutów, a klient musiał zmniejszyć prędkość produkcji z znamionowej 80 uderzeń na minutę do 45 uderzeń na minutę, aby tymczasowo zmniejszyć ryzyko zerwania materiału, co skutkowało prawie 44% spadkiem zdolności produkcyjnych.

1.2 Diagnostyka na miejscu

Po przybyciu do warsztatu klienta, nasi inżynierowie serwisu przeprowadzili warstwowe inspekcje od konstrukcji mechanicznej, sterowania pneumatycznego, czujnika wykrywania napięcia i ustawień parametrów HMI, stosując metodę stopniowej izolacji w celu wyeliminowania nieistotnych czynników wpływających.

Przede wszystkim sprawdziliśmy surowy materiał w krążku, aby wykluczyć wady materiałowe. Próbki z wielu sekcji krążka zostały pobrane do kontroli płaskości i nie stwierdzono żadnych wewnętrznych falowań krawędzi ani anomalii naprężeń wewnętrznych surowca, co dowiodło, że zły kształt taśmy powstał w procesie transportu trójw-jednym podajnika, a nie pochodził z oryginalnego krążka.

Drugim krokiem było sprawdzenie części mechanicznych bębna odwijaka. Stwierdziliśmy, że okładzina hamulca ciernego bębna materiałowego miała widoczne zużycie i przerzedzenie. Gdy bęben obraca się i uwalnia materiał, moment hamowania nie może być utrzymywany stabilnie. Gdy podajnik ciągnie taśmę do przodu, bęben czasami uwalnia materiał zbyt szybko, prowadząc do gromadzenia się materiału i luźnego napięcia; gdy hamulec nagle się załącza, napięcie natychmiast wzrasta, ściągając taśmę mocno i łatwo powodując deformację rozciągającą i zerwanie. Jednocześnie łożysko rolki podporowej bębna odwijaka ma lekkie zacięcie, a opór obrotowy waha się losowo podczas pracy, co dodatkowo pogarsza niestabilność siły ciągnącej materiał.

Trzecim krokiem była inspekcja sekcji wyrównującej i mechanizmu wykrywania napięcia. Czujnik napięcia zainstalowany na wylocie prostownicy był przez długi czas zanieczyszczony grubym kurzem olejowym, powierzchnia czujnika była zanieczyszczona, a sygnał sprzężenia zwrotnego był opóźniony i zniekształcony. Rzeczywista wartość napięcia taśmy nie mogła być dokładnie przekazana do systemu sterowania PLC. System sterowania nie mógł dokonać regulacji momentu hamowania w czasie rzeczywistym zgodnie z rzeczywistym napięciem materiału, tworząc awarię sterowania w pętli zamkniętej. Ponadto, szczelina między górnymi i dolnymi rolkami wyrównującymi była nierówna po lewej i prawej stronie, co powodowało, że taśma doświadczała asymetrycznej siły ściskania w procesie wyrównywania, a ostatecznie powodowało wady falowania krawędzi.

Czwartym krokiem było zweryfikowanie parametrów sterowania na HMI. Oryginalne parametry progu napięcia ustawione przez klienta nie zostały dostosowane do osłabienia wydajności okładzin hamulcowych. Górne i dolne wartości graniczne napięcia były zbyt blisko siebie, a wzmocnienie reakcji regulacji hamulca było nierozsądne. Gdy napięcie się wahało, system nie mógł zareagować wystarczająco szybko, co wzmacniało wibracje napięcia materiału podczas pracy z dużą prędkością.

Po wstępnym zlokalizowaniu awarii przeprowadzono test statyczny. W stanie bez obciążenia system został polecony do pracy z transportem materiału ze stałą prędkością, a dane napięcia zebrane przez czujnik ciągle skakały w górę i w dół, z zakresem wahań od 8 N do 42 N, podczas gdy standardowe stabilne wahania napięcia powinny być kontrolowane w granicach 12 N ~ 20 N dla tej specyfikacji taśmy ze stali nierdzewnej. Ten wynik testu potwierdził, że awaria była złożoną awarią obejmującą zużycie mechaniczne, zanieczyszczenie czujnika i nierozsądne parametry sterowania, zamiast uszkodzenia pojedynczego komponentu.

1.3 Naprawa i weryfikacja

Prace naprawcze zostały podzielone na cztery kluczowe etapy, aby rozwiązać problemy jeden po drugim, a następnie przeprowadzić wspólne uruchomienie.

Po pierwsze, zdemontować zespół hamulca bębna odwijaka, wymienić zużyte okładziny hamulca ciernego, oczyścić tarczę hamulca ciernego, sprawdzić i wymienić zacięte łożysko podporowe bębna, wyregulować luz zespołu hamulca, tak aby moment hamowania bębna był płynny i ciągły, bez nagłego zaciskania lub poślizgu.

Po drugie, zdemontować i oczyścić czujnik wykrywania napięcia, usunąć szlam olejowy i proszek metalowy z powierzchni czujnika, skalibrować punkt zerowy czujnika, przetestować liniowość sygnału wyjściowego, zapewnić, że sygnał sprzężenia zwrotnego napięcia może być przekazany do PLC dokładnie i w czasie rzeczywistym. Następnie ponownie wyregulować równoległość górnych i dolnych rolek wyrównujących, precyzyjnie dostroić szczeliny rolek lewych i prawych zgodnie z grubością i charakterystyką materiału taśmy ze stali nierdzewnej, wyeliminować asymetryczną siłę ściskania w sekcji wyrównującej.

Po trzecie, zoptymalizować parametry sterowania napięciem w pętli zamkniętej na HMI. Zresetować górny i dolny próg napięcia materiału, dostosować wzmocnienie proporcjonalno-całkujące reakcji momentu hamowania, zoptymalizować dynamiczną prędkość reakcji systemu, unikać nadmiernej lub niewystarczającej siły hamowania podczas szybkiego podawania, tak aby napięcie mogło być automatycznie stabilizowane w docelowym przedziale podczas pracy. Jednocześnie skonfigurować funkcję alarmu anomalii napięcia, gdy napięcie przekroczy ustawiony bezpieczny zakres, HMI wyświetli komunikat alarmowy z wyprzedzeniem i automatycznie zwolni prędkość podawania, aby zapobiec zerwaniu materiału.

Po czwarte, oczyścić rolki prowadzące materiał i gumowe rękawy zapobiegające zarysowaniom wzdłuż ścieżki materiału, usunąć zanieczyszczenia metalowe przylegające do powierzchni rolek, aby uniknąć wtórnych zarysowań na powierzchni taśmy podczas transportu.

Po zakończeniu prac naprawczych przeprowadzono weryfikację ciągłego działania. Urządzenie pracowało z pełną znamionową prędkością 80 uderzeń na minutę przez 150 minut bez przerwy, stabilnie wykonując 12 000 uderzeń. Wahania napięcia taśmy były stabilnie kontrolowane w standardowym zakresie. Nie zaobserwowano falowania krawędzi, zniekształceń ani zarysowań na powierzchni taśmy, a podczas całego okresu testowego nie wystąpiło zerwanie materiału. Detekcja wymiarowa tłoczonych elementów obudów akumulatorów wykazała, że wszystkie części spełniały wymagania rysunkowe, a wskaźnik odrzutów powrócił do normalnego poziomu produkcji. Linia do tłoczenia klienta z powodzeniem przywróciła pełną wydajność tego samego dnia po serwisie. Ten przypadek konserwacji pokazuje, że awaria utraty kontroli napięcia trójw-jednym podajnika obejmuje koordynację mechaniki, detekcji czujników i systemu sterowania PLC. Tylko poprzez kompleksową inspekcję i złożoną naprawę możemy całkowicie wyeliminować ukryte zagrożenia, zamiast po prostu dostosowywać pojedynczy parametr.

1.4 Tabela danych prasowych

1.5 Wywiady prasowe