Solución de problemas de desbobinador enderezador alimentador 3 en 1 falla de control de tensión fuera de control resultante

Solución de problemas de falla fuera de control de tensión del alimentador enderezador y desenrollador 3 en 1 que provoca pandeo de la tira, ondulaciones en los bordes y rotura del material en una línea de estampado con punzonadora de alta velocidad

1.1 Noticias principales

En la producción de estampado automatizado, el desenrollador-enderezador-alimentador 3 en 1 es el equipo principal frontal de toda la celda de estampado. Integra funciones de carga, nivelación y alimentación de bobinas, y su control estable de tensión del material determina directamente la calidad de la superficie del material en tiras en bruto y la continuidad de la producción de estampado. El material en bobina se libera del carrete de material, pasa a través de múltiples rodillos niveladores para aplanarlo y se envía al troquel de estampado bajo un control de tensión coordinado. Una vez que la tensión pierde el equilibrio, incluso una pequeña fluctuación provocará una serie de fenómenos negativos: onda del borde de la tira, arqueamiento medio, pandeo local, rayado en la superficie del material e incluso fractura repentina del material. La fractura del material detendrá directamente toda la línea de producción; Además de desperdiciar materia prima, también requiere que los operadores dediquen mucho tiempo a roscar el material nuevamente, lo que reduce en gran medida la eficiencia de la producción. En casos severos, el material suelto se acumulará en la cavidad del troquel, causando daños al troquel y generando enormes pérdidas económicas a los clientes.

Nuestro departamento de ingeniería posventa recibió un ticket de servicio de emergencia de un fabricante de piezas metálicas de precisión del este de China. La línea de producción del cliente adopta una punzonadora servo de 200T combinada con un alimentador enderezador y desenrollador tres en uno de la serie HCK, que se utiliza para estampar continuamente piezas de carcasa de acero inoxidable para componentes de baterías de nueva energía. El equipo ha estado funcionando durante aproximadamente 18 meses en modo de trabajo de dos turnos. En las primeras etapas de la falla, los operadores encontraron ocasionalmente ligeras ondulaciones en los bordes de la banda de acero inoxidable. Al principio, el cliente lo consideró un problema de materia prima y de continuidad de la producción. En tres días hábiles, la falla se deterioró gradualmente: la tira apareció arqueada y pandeada intermitentemente, marcas evidentes de rayones en la superficie del material y se produjeron dos accidentes por rotura de la tira sucesivamente. Cada rotura obligó a que la línea se parara durante más de 40 minutos para volver a enhebrarla. Mientras tanto, la entrega inestable del material provocó un tamaño de formado inconsistente de las piezas estampadas, la tasa de rechazo aumentó rápidamente y el cliente tuvo que reducir la velocidad de producción de 80 golpes por minuto a 45 golpes por minuto para aliviar temporalmente el riesgo de rotura del material, lo que resultó en una reducción de casi el 44 % de la capacidad de producción.

1.2 Diagnóstico in situ

Después de llegar al taller del cliente, nuestros ingenieros de servicio llevaron a cabo una inspección en capas desde la estructura mecánica, el control neumático, el sensor de detección de tensión y la configuración de parámetros HMI, y adoptaron un método de aislamiento paso a paso para eliminar factores de influencia irrelevantes.

En primer lugar, verificamos el material bruto de la bobina para descartar defectos de material. Se tomaron muestras de múltiples secciones de bobina para inspección de planitud y no se encontró ninguna onda de borde inherente o anomalía de tensión interna de la materia prima, lo que demostró que la mala forma de la tira se generó en el proceso de transporte del alimentador tres en uno en lugar de provenir de la bobina original.

El segundo paso fue revisar las partes mecánicas del carrete desenrollador. Descubrimos que la pastilla de freno de fricción del carrete de material tenía un desgaste y adelgazamiento evidentes. Cuando el carrete gira y libera material, el par de frenado no se puede mantener de manera estable. Cuando el alimentador tira la tira hacia adelante, el carrete a veces libera material demasiado rápido, lo que provoca acumulación de material y pérdida de tensión; cuando el freno se activa repentinamente, la tensión aumenta instantáneamente, tirando de la tira con fuerza y ​​fácilmente causando estiramiento, deformación y fractura. Al mismo tiempo, el rodamiento de rodillos de soporte del carrete desenrollador se atasca ligeramente y la resistencia a la rotación fluctúa aleatoriamente durante el funcionamiento, lo que agrava aún más la inestabilidad de la fuerza de tracción del material.

El tercer paso fue inspeccionar la sección de nivelación y el mecanismo de detección de tensión. El sensor de tensión instalado en la salida de la plancha había acumulado polvo de aceite espeso durante mucho tiempo, la superficie de detección estaba contaminada y la señal de retroalimentación estaba retrasada y distorsionada. El valor de tensión real de la tira no se pudo transmitir con precisión al sistema de control PLC. El sistema de control no pudo realizar un ajuste en tiempo real del par de frenado de acuerdo con la tensión real del material, lo que generó una falla de control de circuito cerrado. Además, la separación entre los rodillos niveladores superiores e inferiores era desigual en los lados izquierdo y derecho, lo que hacía que la tira soportara una fuerza de extrusión asimétrica en el proceso de nivelación y, finalmente, producía defectos ondulados en los bordes.

El cuarto paso fue verificar los parámetros de control en HMI. Los parámetros del umbral de tensión original establecidos por el cliente no se ajustaron de acuerdo con la atenuación del rendimiento de las pastillas de freno. Los valores límite superior e inferior de tensión estaban demasiado cerca y la ganancia de respuesta del ajuste de los frenos no era razonable. Cuando la tensión fluctuaba, el sistema no podía responder con la suficiente rapidez, lo que amplificaba la vibración de la tensión del material en el funcionamiento a alta velocidad.

La prueba estática se llevó a cabo después del posicionamiento preliminar de la falla. En estado sin carga, se ordenó al sistema que ejecutara el transporte de material a una velocidad fija, y los datos de tensión recopilados por el sensor saltaban hacia arriba y hacia abajo continuamente, con un rango de fluctuación de 8 N a 42 N, mientras que la fluctuación de tensión estable estándar debe controlarse dentro de 12 N ~ 20 N para esta especificación de tiras de acero inoxidable. El resultado de esta prueba confirmó que la falla era una falla compuesta que incluía desgaste mecánico, contaminación del sensor y parámetros de control irrazonables, en lugar de un daño de un solo componente.

1.3 Reparación y Verificación

El trabajo de reparación se dividió en cuatro eslabones principales para resolver los problemas uno por uno y luego llevar a cabo la puesta en servicio combinada.

Primero, desmonte el conjunto del freno del carrete desenrollador, reemplace las pastillas de freno de fricción desgastadas, limpie el disco de fricción del freno, verifique y reemplace el cojinete de soporte del carrete atascado, ajuste la holgura del conjunto del freno, de modo que la salida de par de frenado del carrete sea suave y continua sin fenómenos de sujeción o deslizamiento repentinos.

En segundo lugar, desmonte y limpie el sensor de detección de tensión, elimine el lodo de aceite y el polvo metálico de la superficie de detección, calibre el punto cero del sensor, pruebe la linealidad de salida de la señal y asegúrese de que la señal de retroalimentación de tensión se pueda transmitir al PLC con precisión y en tiempo real. Luego vuelva a ajustar el paralelismo de los rodillos niveladores superior e inferior, ajuste con precisión los espacios de los rodillos izquierdo y derecho de acuerdo con el espesor y las características del material de la tira de acero inoxidable y elimine la fuerza de extrusión asimétrica en la sección de nivelación.

En tercer lugar, vuelva a optimizar los parámetros de control de circuito cerrado de tensión en la HMI. Restablezca el umbral límite superior e inferior de tensión del material, ajuste la ganancia proporcional-integral de la respuesta del par de frenado, optimice la velocidad de respuesta dinámica del sistema, evite una fuerza de frenado excesiva o insuficiente durante la alimentación a alta velocidad, de modo que la tensión pueda estabilizarse automáticamente dentro del intervalo objetivo durante la operación. Mientras tanto, configure la función de alarma de tensión anormal; una vez que la tensión exceda el rango seguro preestablecido, la HMI activará una alarma emergente con anticipación y reducirá la velocidad de alimentación automáticamente para evitar la rotura del material.

Cuarto, limpie los rodillos guía del material y las mangas de goma antirrayas a lo largo del recorrido del material, elimine los residuos metálicos adheridos a la superficie del rodillo para evitar rayones secundarios en la superficie de la tira durante el transporte.

Una vez finalizados los trabajos de reparación, se implementó una verificación de funcionamiento continuo. El equipo funcionó a la velocidad máxima de 80 golpes por minuto durante 150 minutos seguidos, completando 12.000 golpes de forma estable. La fluctuación de tensión de la tira se controló de manera constante dentro del rango estándar. No hubo ondulaciones en los bordes, pandeo ni rayones en la superficie de la tira, y no se produjo ninguna rotura del material durante todo el período de prueba. La detección dimensional de las piezas de trabajo estampadas de la carcasa de la batería mostró que todas las piezas cumplían con los requisitos del dibujo y la tasa de rechazo volvió al nivel de producción normal. La línea de producción de estampado del cliente restauró con éxito su capacidad total el mismo día después del servicio. Este caso de mantenimiento muestra que la falla de tensión fuera de control del alimentador tres en uno involucra la coordinación de la maquinaria, la detección de sensores y el sistema de control PLC. Sólo mediante una inspección exhaustiva y una reparación compuesta podemos eliminar por completo los peligros ocultos en lugar de simplemente ajustar un único parámetro.

1.4 Tabla de datos del comunicado de prensa

1.5 Comunicado de prensa Preguntas y respuestas exclusivas