Solução de problemas de falha de controle de tensão do desbobinador endireitador alimentador 3 em 1 resultante

Solução de problemas de falha de controle de tensão fora de controle do desbobinador-endireitador-alimentador 3 em 1, resultando em enrugamento da chapa, onda na borda e quebra de material em linha de estampagem de prensa de alta velocidade

1.1 Liderança de Notícias

Na produção de estampagem automatizada, o desbobinador-endireitador-alimentador 3 em 1 é o equipamento central de ponta de toda a célula de estampagem. Ele integra funções de carregamento de bobina, nivelamento e alimentação, e seu controle de tensão de material estável determina diretamente a qualidade da superfície do material da chapa bruta e a continuidade da produção de estampagem. O material da bobina é liberado do carretel de material, passa por vários rolos de nivelamento para achatamento e é enviado para a matriz de estampagem sob controle de tensão coordenado. Uma vez que a tensão perde o equilíbrio, mesmo uma pequena flutuação trará uma série de fenômenos ruins: onda na borda da chapa, arqueamento no meio, enrugamento localizado, arranhões na superfície do material e até mesmo fratura súbita do material. A fratura do material interromperá diretamente toda a linha de produção; além de desperdiçar matéria-prima, também exige que os operadores gastem muito tempo para passar o material novamente, reduzindo drasticamente a eficiência da produção. Em casos graves, o material solto se acumulará na cavidade da matriz, causando danos à matriz e trazendo enormes perdas econômicas aos clientes.

Nosso departamento de engenharia pós-venda recebeu um ticket de serviço de emergência de um fabricante de peças de metal de precisão no leste da China. A linha de produção do cliente adota uma prensa de estampagem servo de 200T combinada com um desbobinador-endireitador-alimentador três em um da série HCK, que é usado para estampar continuamente peças de carcaça de aço inoxidável para componentes de bateria de nova energia. O equipamento está em operação há cerca de 18 meses em modo de trabalho de dois turnos. No estágio inicial da falha, os operadores ocasionalmente encontraram leves ondas nas bordas da chapa de aço inoxidável. No início, o cliente julgou como problema de matéria-prima e continuou a produção. Em três dias úteis, a falha se deteriorou gradualmente: a chapa apareceu arqueamento e enrugamento intermitentes, marcas de arranhões óbvias na superfície do material e dois acidentes de quebra de chapa ocorreram em sucessão. Cada quebra forçou a linha a parar por mais de 40 minutos para reenfileirar. Enquanto isso, a entrega instável de material causou tamanho de formação inconsistente das peças estampadas, a taxa de rejeição aumentou rapidamente, e o cliente teve que reduzir a velocidade de produção de 80 golpes por minuto para 45 golpes por minuto para aliviar temporariamente o risco de quebra de material, resultando em uma redução de quase 44% na capacidade de produção.

1.2 Diagnóstico no Local

Após chegar à oficina do cliente, nossos engenheiros de serviço realizaram inspeção em camadas da estrutura mecânica, controle pneumático, sensor de detecção de tensão e configuração de parâmetros HMI, e adotaram um método de isolamento passo a passo para eliminar fatores de influência irrelevantes.

Primeiro, verificamos o material da bobina bruta para excluir defeitos de material. Várias seções da bobina foram amostradas para inspeção de planicidade, e nenhuma onda de borda inerente ou anormalidade de estresse interno da matéria-prima foi encontrada, o que provou que a má forma da chapa foi gerada no processo de transporte do alimentador três em um, em vez de vir da bobina original.

O segundo passo foi verificar as peças mecânicas do carretel desbobinador. Descobrimos que a pastilha de freio de fricção do carretel de material apresentava desgaste e afinamento óbvios. Quando o carretel gira e libera material, o torque de frenagem não pode ser mantido de forma estável. Quando o alimentador puxa a chapa para frente, o carretel às vezes libera material muito rápido, levando ao acúmulo de material e tensão solta; quando o freio engata repentinamente, a tensão aumenta instantaneamente, puxando a chapa firmemente e causando facilmente deformação por alongamento e fratura. Ao mesmo tempo, o rolamento do rolo de suporte do carretel desbobinador tem um leve travamento, e a resistência de rotação flutua aleatoriamente em operação, agravando ainda mais a instabilidade da força de tração do material.

O terceiro passo foi inspecionar a seção de nivelamento e o mecanismo de detecção de tensão. O sensor de tensão instalado na saída do endireitador acumulou espesso pó de óleo por muito tempo, a superfície sensora estava contaminada, e o sinal de feedback estava atrasado e distorcido. O valor real de tensão da chapa não pôde ser transmitido com precisão para o sistema de controle PLC. O sistema de controle não pôde fazer o ajuste em tempo real do torque de frenagem de acordo com a tensão real do material, formando uma falha de controle de malha fechada. Além disso, a folga entre os rolos de nivelamento superior e inferior era desigual nos lados esquerdo e direito, o que fez com que a chapa suportasse força de extrusão assimétrica no processo de nivelamento, e finalmente produziu defeitos de onda na borda.

O quarto passo foi verificar os parâmetros de controle no HMI. Os parâmetros originais de limiar de tensão definidos pelo cliente não foram ajustados de acordo com a atenuação do desempenho da pastilha de freio. Os valores limite superior e inferior de tensão estavam muito próximos, e o ganho de resposta do ajuste do freio era irracional. Quando a tensão flutuava, o sistema não conseguia responder rápido o suficiente, o que amplificava a vibração da tensão do material em operação de alta velocidade.

Um teste estático foi realizado após o posicionamento preliminar da falha. Sob estado sem carga, o sistema foi comandado para operar o transporte de material em velocidade fixa, e os dados de tensão coletados pelo sensor saltavam continuamente para cima e para baixo, com uma faixa de flutuação de 8 N a 42 N, enquanto a flutuação de tensão estável padrão deveria ser controlada entre 12 N ~ 20 N para esta especificação de chapa de aço inoxidável. Este resultado do teste confirmou que a falha foi uma falha composta incluindo desgaste mecânico, poluição do sensor e parâmetros de controle irracionais, em vez de um único dano de componente.

1.3 Reparo e Verificação

O trabalho de reparo foi dividido em quatro elos principais para resolver os problemas um por um, e depois realizar comissionamento combinado.

Primeiro, desmonte a montagem do freio do carretel desbobinador, substitua as pastilhas de freio de fricção desgastadas, limpe o disco de fricção do freio, verifique e substitua o rolamento de suporte do carretel travado, ajuste a folga da montagem do freio, de modo que a saída do torque de frenagem do carretel seja suave e contínua sem fenômeno de travamento ou deslizamento súbito.

Segundo, desmonte e limpe o sensor de detecção de tensão, remova o lodo de óleo e o pó de metal da superfície sensora, calibre o ponto zero do sensor, teste a linearidade da saída do sinal, garantindo que o sinal de feedback de tensão possa ser transmitido ao PLC com precisão e em tempo real. Em seguida, reajuste o paralelismo dos rolos de nivelamento superior e inferior, ajuste finamente as folgas dos rolos esquerdo e direito de acordo com a espessura e as características do material da chapa de aço inoxidável, eliminando a força de extrusão assimétrica na seção de nivelamento.

Terceiro, reotimize os parâmetros de controle de malha fechada de tensão no HMI. Redefina o limiar superior e inferior de tensão do material, ajuste o ganho proporcional-integral da resposta do torque de frenagem, otimize a velocidade de resposta dinâmica do sistema, evite força de frenagem excessiva ou insuficiente durante a alimentação em alta velocidade, de modo que a tensão possa ser estabilizada automaticamente dentro do intervalo alvo durante a operação. Enquanto isso, configure a função de alarme de tensão anormal, uma vez que a tensão exceda a faixa segura predefinida, o HMI exibirá um prompt de alarme com antecedência e diminuirá a velocidade de alimentação automaticamente para evitar quebra de material.

Quarto, limpe os rolos guia de material e as mangas de borracha anti-riscos ao longo do caminho do material, remova detritos metálicos presos à superfície do rolo, para evitar arranhões secundários na superfície da chapa durante o transporte.

Após a conclusão do trabalho de reparo, foi implementada a verificação de funcionamento contínuo. O equipamento funcionou na velocidade nominal total de 80 golpes por minuto por 150 minutos continuamente, completando 12.000 golpes de forma estável. A flutuação de tensão da chapa foi controlada de forma estável dentro da faixa padrão. Não houve onda na borda, enrugamento ou arranhão na superfície da chapa, e nenhuma quebra de material ocorreu durante todo o período de teste. A detecção dimensional das peças da carcaça da bateria estampada mostrou que todas as peças atendiam aos requisitos do desenho, e a taxa de rejeição voltou ao nível de produção normal. A linha de produção de estampagem do cliente restaurou com sucesso a capacidade total no mesmo dia após o serviço. Este caso de manutenção mostra que a falha de controle de tensão fora de controle do alimentador três em um envolve a coordenação de máquinas, detecção de sensor e sistema de controle PLC. Somente com inspeção abrangente e reparo composto podemos eliminar completamente os perigos ocultos em vez de simplesmente ajustar um único parâmetro.

1.4 Tabela de Dados de Comunicado de Imprensa

1.5 Perguntas e Respostas Exclusivas do Comunicado de Imprensa