การแก้ไขปัญหาความผิดพลาดของเครื่องคลายม้วน เครื่องยืด และเครื่องป้อนแบบ 3-in-1 ที่ควบคุมแรงตึงไม่ได้

การแก้ไขปัญหาความผิดพลาดของการควบคุมแรงดึงที่ผิดปกติของเครื่องคลายม้วน-ยืด-ป้อน 3-in-1 ซึ่งส่งผลให้เกิดการโก่งงอของแถบโลหะ, คลื่นที่ขอบ และการขาดของวัสดุในสายการผลิตปั๊มขึ้นรูปความเร็วสูง

1.1 ข่าวนำ

ในการผลิตปั๊มขึ้นรูปอัตโนมัติ เครื่องคลายม้วน-ยืด-ป้อน 3-in-1 เป็นอุปกรณ์หลักส่วนหน้าของเซลล์ปั๊มขึ้นรูปทั้งหมด โดยรวมฟังก์ชันการโหลดม้วน, การปรับระดับ และการป้อน และการควบคุมแรงดึงของวัสดุที่เสถียรเป็นตัวกำหนดคุณภาพพื้นผิวของวัสดุแถบโลหะดิบและความต่อเนื่องของการผลิตปั๊มขึ้นรูป วัสดุที่เป็นม้วนจะถูกปล่อยออกจากแกนม้วน, ผ่านลูกกลิ้งปรับระดับหลายตัวเพื่อทำให้แบนราบ และถูกส่งไปยังแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปภายใต้การควบคุมแรงดึงที่ประสานกัน เมื่อแรงดึงเสียสมดุล แม้แต่การผันผวนเพียงเล็กน้อยก็จะนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์หลายอย่าง: คลื่นที่ขอบแถบโลหะ, การโก่งตัวตรงกลาง, การโก่งงอเฉพาะที่, รอยขีดข่วนบนพื้นผิววัสดุ และแม้กระทั่งการขาดของวัสดุอย่างกะทันหัน การขาดของวัสดุจะหยุดสายการผลิตทั้งหมดทันที นอกจากจะสิ้นเปลืองวัตถุดิบแล้ว ยังต้องใช้เวลามากในการร้อยวัสดุใหม่ ซึ่งช่วยลดประสิทธิภาพการผลิตลงอย่างมาก ในกรณีที่รุนแรง วัสดุที่หลวมจะกองเข้าไปในช่องแม่พิมพ์ ทำให้แม่พิมพ์เสียหายและสร้างความสูญเสียทางเศรษฐกิจมหาศาลให้กับลูกค้า

แผนกวิศวกรรมหลังการขายของเราได้รับตั๋วบริการฉุกเฉินจากผู้ผลิตชิ้นส่วนโลหะความแม่นยำในภาคตะวันออกของจีน สายการผลิตของลูกค้าใช้เครื่องปั๊มเซอร์โว 200T ที่จับคู่กับเครื่องคลายม้วน-ยืด-ป้อน HCK ซีรีส์สาม-in-one ซึ่งใช้ในการปั๊มขึ้นรูปชิ้นส่วนเปลือกสแตนเลสสำหรับส่วนประกอบแบตเตอรี่พลังงานใหม่อย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์นี้ทำงานมาประมาณ 18 เดือนภายใต้โหมดการทำงานสองกะ ในช่วงต้นของความผิดปกติ ผู้ปฏิบัติงานพบคลื่นที่ขอบเล็กน้อยบนแถบสแตนเลสเป็นครั้งคราว ในตอนแรก ลูกค้าตัดสินว่าเป็นปัญหาวัตถุดิบและดำเนินการผลิตต่อไป ภายในสามวันทำการ ความผิดปกติก็แย่ลงเรื่อยๆ: แถบโลหะปรากฏการโก่งตัวและงอเป็นช่วงๆ, รอยขีดข่วนที่เห็นได้ชัดบนพื้นผิววัสดุ และอุบัติเหตุแถบโลหะขาดสองครั้งเกิดขึ้นติดต่อกัน การขาดแต่ละครั้งทำให้สายการผลิตต้องหยุดทำงานนานกว่า 40 นาทีเพื่อร้อยใหม่ ในขณะเดียวกัน การป้อนวัสดุที่ไม่เสถียรทำให้ขนาดของชิ้นงานปั๊มขึ้นรูปไม่สม่ำเสมอ, อัตราของเสียเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และลูกค้าต้องลดความเร็วในการผลิตจากอัตราที่กำหนดไว้ที่ 80 ครั้งต่อนาทีลงเหลือ 45 ครั้งต่อนาที เพื่อบรรเทาความเสี่ยงการขาดของวัสดุชั่วคราว ส่งผลให้กำลังการผลิตลดลงเกือบ 44%

1.2 การวินิจฉัย ณ จุดเกิดเหตุ

หลังจากมาถึงโรงงานของลูกค้า วิศวกรบริการของเราได้ทำการตรวจสอบเป็นชั้นๆ ตั้งแต่โครงสร้างเชิงกล, การควบคุมด้วยลม, เซ็นเซอร์ตรวจจับแรงดึง และการตั้งค่าพารามิเตอร์ HMI และใช้วิธีการแยกทีละขั้นตอนเพื่อกำจัดปัจจัยที่มีอิทธิพลที่ไม่เกี่ยวข้อง

ประการแรก เราได้ตรวจสอบวัสดุม้วนดิบเพื่อแยกข้อบกพร่องของวัสดุ มีการสุ่มตัวอย่างส่วนของม้วนหลายส่วนเพื่อตรวจสอบความเรียบ และไม่พบคลื่นที่ขอบโดยธรรมชาติหรือความผิดปกติของความเค้นภายในของวัตถุดิบ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่ารูปร่างแถบโลหะที่ผิดปกติเกิดขึ้นในกระบวนการลำเลียงของเครื่องป้อนสาม-in-one แทนที่จะมาจากม้วนเดิม

ขั้นตอนที่สองคือการตรวจสอบชิ้นส่วนเชิงกลของแกนม้วนคลายออก เราพบว่าผ้าเบรกเสียดทานของแกนม้วนมีการสึกหรอและบางลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อแกนม้วนหมุนและปล่อยวัสดุ แรงบิดเบรกไม่สามารถรักษาความเสถียรได้ เมื่อเครื่องป้อนดึงแถบโลหะไปข้างหน้า แกนม้วนบางครั้งจะปล่อยวัสดุเร็วเกินไป ทำให้วัสดุสะสมและแรงดึงหย่อนยาน; เมื่อเบรกทำงานกะทันหัน แรงดึงจะเพิ่มขึ้นทันที ดึงแถบโลหะให้ตึงและทำให้เกิดการยืดตัวและการขาดได้ง่าย ในขณะเดียวกัน ลูกปืนรองรับของแกนม้วนคลายออกมีการติดขัดเล็กน้อย และแรงต้านการหมุนผันผวนแบบสุ่มในการทำงาน ซึ่งยิ่งทำให้ความไม่เสถียรของแรงดึงวัสดุแย่ลง

ขั้นตอนที่สามคือการตรวจสอบส่วนปรับระดับและกลไกตรวจจับแรงดึง เซ็นเซอร์แรงดึงที่ติดตั้งอยู่ที่ทางออกของเครื่องยืดมีคราบน้ำมันและฝุ่นสะสมเป็นเวลานาน พื้นผิวเซ็นเซอร์ปนเปื้อน และสัญญาณตอบสนองล่าช้าและบิดเบือน ค่าแรงดึงจริงของแถบโลหะไม่สามารถส่งไปยังระบบควบคุม PLC ได้อย่างถูกต้อง ระบบควบคุมไม่สามารถปรับแรงบิดเบรกแบบเรียลไทม์ตามแรงดึงวัสดุจริงได้ ทำให้การควบคุมแบบวงปิดล้มเหลว นอกจากนี้ ช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งปรับระดับด้านบนและด้านล่างไม่สม่ำเสมอทั้งสองด้าน ทำให้แถบโลหะได้รับแรงกดที่ไม่สมมาตรในกระบวนการปรับระดับ และสุดท้ายก็เกิดข้อบกพร่องคลื่นที่ขอบ

ขั้นตอนที่สี่คือการตรวจสอบพารามิเตอร์การควบคุมบน HMI พารามิเตอร์ขีดจำกัดแรงดึงเดิมที่ลูกค้าตั้งไว้ไม่ได้ถูกปรับตามการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพผ้าเบรก ค่าขีดจำกัดบนและล่างของแรงดึงใกล้กันเกินไป และอัตราขยายการตอบสนองของการปรับเบรกไม่สมเหตุสมผล เมื่อแรงดึงผันผวน ระบบจะไม่สามารถตอบสนองได้เร็วพอ ซึ่งขยายการสั่นของแรงดึงวัสดุในการทำงานความเร็วสูง

การทดสอบแบบสถิติถูกดำเนินการหลังจากการระบุตำแหน่งความผิดพลาดเบื้องต้น ภายใต้สภาวะไม่มีโหลด ระบบถูกสั่งให้ลำเลียงวัสดุด้วยความเร็วคงที่ และข้อมูลแรงดึงที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์กระโดดขึ้นลงอย่างต่อเนื่อง โดยมีช่วงความผันผวนตั้งแต่ 8 N ถึง 42 N ในขณะที่ความผันผวนของแรงดึงที่เสถียรมาตรฐานควรถูกควบคุมภายใน 12 N ~ 20 N สำหรับข้อกำหนดแถบสแตนเลสนี้ ผลการทดสอบนี้ยืนยันว่าความผิดพลาดเป็นความล้มเหลวแบบผสมรวมถึงการสึกหรอเชิงกล, การปนเปื้อนของเซ็นเซอร์ และพารามิเตอร์การควบคุมที่ไม่สมเหตุสมผล แทนที่จะเป็นความเสียหายของส่วนประกอบเดียว

1.3 การซ่อมแซมและการตรวจสอบ

งานซ่อมแซมแบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลักเพื่อแก้ไขปัญหาทีละรายการ จากนั้นจึงดำเนินการทดสอบร่วมกัน

ประการแรก ถอดประกอบชุดเบรกแกนม้วนคลายออก, เปลี่ยนผ้าเบรกเสียดทานที่สึกหรอ, ทำความสะอาดจานเบรกเสียดทาน, ตรวจสอบและเปลี่ยนลูกปืนรองรับแกนม้วนที่ติดขัด, ปรับระยะห่างของชุดเบรก เพื่อให้แรงบิดเบรกที่ออกจากแกนม้วนมีความราบรื่นและต่อเนื่องโดยไม่มีการจับหรือลื่นไถลอย่างกะทันหัน

ประการที่สอง ถอดประกอบและทำความสะอาดเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงดึง, ขจัดคราบน้ำมันและผงโลหะบนพื้นผิวเซ็นเซอร์, ปรับเทียบจุดศูนย์ของเซ็นเซอร์, ทดสอบความเป็นเชิงเส้นของสัญญาณขาออก, ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณตอบสนองแรงดึงสามารถส่งไปยัง PLC ได้อย่างถูกต้องและแบบเรียลไทม์ จากนั้นปรับการขนานของลูกกลิ้งปรับระดับด้านบนและด้านล่างใหม่, ปรับช่องว่างลูกกลิ้งซ้ายและขวาอย่างละเอียดตามความหนาและลักษณะวัสดุของแถบสแตนเลส, ขจัดแรงกดที่ไม่สมมาตรในส่วนปรับระดับ

ประการที่สาม ปรับปรุงพารามิเตอร์การควบคุมแรงดึงแบบวงปิดบน HMI ใหม่ ตั้งค่าขีดจำกัดบนและล่างของแรงดึงวัสดุใหม่, ปรับอัตราขยายสัดส่วน-ปริพันธ์ของการตอบสนองแรงบิดเบรก, ปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองแบบไดนามิกของระบบ, หลีกเลี่ยงแรงเบรกที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอระหว่างการป้อนความเร็วสูง, เพื่อให้แรงดึงได้รับการปรับให้เสถียรโดยอัตโนมัติภายในช่วงเป้าหมายระหว่างการทำงาน ในขณะเดียวกัน ตั้งค่าฟังก์ชันการแจ้งเตือนแรงดึงผิดปกติ, เมื่อแรงดึงเกินช่วงปลอดภัยที่ตั้งไว้, HMI จะแสดงข้อความแจ้งเตือนล่วงหน้า และลดความเร็วการป้อนลงโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันการขาดของวัสดุ

ประการที่สี่ ทำความสะอาดลูกกลิ้งนำวัสดุและปลอกยางกันรอยขีดข่วนตามเส้นทางวัสดุ, ขจัดเศษโลหะที่ติดอยู่บนพื้นผิวลูกกลิ้ง, เพื่อหลีกเลี่ยงรอยขีดข่วนรองบนพื้นผิวแถบโลหะระหว่างการลำเลียง

หลังจากงานซ่อมแซมเสร็จสิ้น การตรวจสอบการทำงานอย่างต่อเนื่องได้ถูกนำมาใช้ อุปกรณ์ทำงานด้วยความเร็วเต็มที่ที่กำหนดไว้ที่ 80 ครั้งต่อนาที เป็นเวลา 150 นาทีอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการปั๊มขึ้นรูป 12,000 ครั้งอย่างเสถียร ความผันผวนของแรงดึงของแถบโลหะถูกควบคุมอย่างเสถียรภายในช่วงมาตรฐาน ไม่พบคลื่นที่ขอบ, การโก่งงอ หรือรอยขีดข่วนบนพื้นผิวแถบโลหะ และไม่มีการขาดของวัสดุเกิดขึ้นตลอดช่วงการทดสอบ การตรวจวัดขนาดของชิ้นงานเปลือกแบตเตอรี่ที่ปั๊มขึ้นรูปแสดงให้เห็นว่าชิ้นส่วนทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดของแบบ และอัตราของเสียลดลงสู่ระดับการผลิตปกติ สายการผลิตปั๊มขึ้นรูปของลูกค้าได้กลับมาทำงานเต็มกำลังในวันเดียวกันหลังจากการให้บริการ กรณีการบำรุงรักษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าความผิดพลาดของการควบคุมแรงดึงที่ผิดปกติของเครื่องป้อนสาม-in-one เกี่ยวข้องกับการประสานงานของระบบเครื่องกล, การตรวจจับเซ็นเซอร์ และระบบควบคุม PLC การตรวจสอบที่ครอบคลุมและการซ่อมแซมแบบผสมเท่านั้นที่เราจะสามารถกำจัดอันตรายที่ซ่อนอยู่ได้อย่างสมบูรณ์ แทนที่จะเพียงแค่ปรับพารามิเตอร์เดียว

1.4 ตารางข้อมูลข่าวประชาสัมพันธ์

1.5 คำถาม-คำตอบพิเศษข่าวประชาสัมพันธ์