K

Sự cố điều khiển căng đứt 3 trong 1 (cuộn, làm thẳng, cấp liệu) dẫn đến hiện tượng cong vênh, sóng mép và đứt vật liệu trên dây chuyền dập tốc độ cao

1.1 Giới thiệu tin tức

Trong sản xuất dập tự động, thiết bị 3 trong 1 (cuộn, làm thẳng, cấp liệu) là thiết bị cốt lõi ở đầu vào của toàn bộ dây chuyền dập. Nó tích hợp các chức năng tải cuộn, làm phẳng và cấp liệu, và việc kiểm soát căng vật liệu ổn định của nó trực tiếp quyết định chất lượng bề mặt của vật liệu dạng cuộn và tính liên tục của sản xuất dập. Vật liệu dạng cuộn được giải phóng khỏi trục cuộn, đi qua nhiều con lăn làm phẳng để làm phẳng, và được đưa đến khuôn dập dưới sự kiểm soát căng phối hợp. Một khi sự mất cân bằng căng xảy ra, ngay cả một biến động nhỏ cũng sẽ gây ra một loạt các hiện tượng xấu: sóng mép vật liệu, cong vênh ở giữa, cong vênh cục bộ, trầy xước trên bề mặt vật liệu, và thậm chí là đứt vật liệu đột ngột. Đứt vật liệu sẽ dừng toàn bộ dây chuyền sản xuất; ngoài việc lãng phí nguyên liệu thô, nó còn đòi hỏi người vận hành phải mất nhiều thời gian để luồn vật liệu lại, làm giảm đáng kể hiệu quả sản xuất. Trong trường hợp nghiêm trọng, vật liệu lỏng lẻo sẽ tích tụ vào khoang khuôn, gây hư hỏng khuôn và mang lại tổn thất kinh tế lớn cho khách hàng.

Bộ phận kỹ thuật sau bán hàng của chúng tôi đã nhận được yêu cầu dịch vụ khẩn cấp từ một nhà sản xuất linh kiện kim loại chính xác ở miền Đông Trung Quốc. Dây chuyền sản xuất của khách hàng sử dụng máy dập servo 200T kết hợp với thiết bị 3 trong 1 dòng HCK (cuộn, làm thẳng, cấp liệu), được sử dụng để dập liên tục các bộ phận vỏ bằng thép không gỉ cho các bộ phận pin năng lượng mới. Thiết bị đã hoạt động khoảng 18 tháng dưới chế độ làm việc hai ca. Ở giai đoạn đầu của sự cố, người vận hành thỉnh thoảng phát hiện thấy sóng mép nhẹ trên dải thép không gỉ. Ban đầu, khách hàng cho rằng đó là vấn đề nguyên liệu và tiếp tục sản xuất. Trong vòng ba ngày làm việc, sự cố dần trở nên tồi tệ hơn: dải vật liệu xuất hiện cong vênh và gấp khúc không liên tục, các vết trầy xước rõ ràng trên bề mặt vật liệu, và hai lần xảy ra sự cố đứt dải vật liệu liên tiếp. Mỗi lần đứt đều buộc dây chuyền phải dừng hơn 40 phút để luồn lại vật liệu. Đồng thời, việc cấp liệu không ổn định gây ra kích thước tạo hình không nhất quán của các chi tiết dập, tỷ lệ phế phẩm tăng nhanh, và khách hàng buộc phải giảm tốc độ sản xuất từ tốc độ định mức 80 lần/phút xuống còn 45 lần/phút để tạm thời giảm thiểu rủi ro đứt vật liệu, dẫn đến giảm gần 44% năng lực sản xuất.

1.2 Chẩn đoán tại chỗ

Sau khi đến xưởng của khách hàng, các kỹ sư dịch vụ của chúng tôi đã tiến hành kiểm tra theo từng lớp từ cấu trúc cơ khí, điều khiển khí nén, cảm biến phát hiện căng và cài đặt tham số HMI, đồng thời áp dụng phương pháp loại trừ từng bước để loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng không liên quan.

Trước hết, chúng tôi đã kiểm tra nguyên liệu dạng cuộn để loại trừ các khuyết tật của vật liệu. Nhiều đoạn cuộn đã được lấy mẫu để kiểm tra độ phẳng, và không tìm thấy sóng mép cố hữu hoặc bất thường về ứng suất bên trong của nguyên liệu, điều này chứng tỏ hình dạng dải vật liệu xấu được tạo ra trong quá trình vận chuyển của thiết bị 3 trong 1 chứ không phải từ cuộn ban đầu.

Bước thứ hai là kiểm tra các bộ phận cơ khí của trục cuộn. Chúng tôi phát hiện thấy má phanh ma sát của trục cuộn đã bị mòn và mỏng rõ rệt. Khi trục cuộn quay và nhả vật liệu, mô-men xoắn phanh không thể duy trì ổn định. Khi thiết bị cấp liệu kéo dải vật liệu về phía trước, trục cuộn đôi khi nhả vật liệu quá nhanh, dẫn đến tích tụ vật liệu và căng lỏng; khi phanh đột ngột hoạt động, lực căng tăng đột ngột, kéo dải vật liệu chặt và dễ gây biến dạng kéo giãn và đứt gãy. Đồng thời, ổ trục đỡ của trục cuộn bị kẹt nhẹ, và điện trở quay dao động ngẫu nhiên trong quá trình hoạt động, làm trầm trọng thêm sự bất ổn của lực kéo vật liệu.

Bước thứ ba là kiểm tra bộ phận làm thẳng và cơ cấu phát hiện căng. Cảm biến căng được lắp đặt ở đầu ra của bộ làm thẳng đã tích tụ bụi dầu dày đặc trong thời gian dài, bề mặt cảm biến bị nhiễm bẩn, và tín hiệu phản hồi bị chậm và bị méo. Giá trị căng thực tế của dải vật liệu không thể được truyền chính xác đến hệ thống điều khiển PLC. Hệ thống điều khiển không thể điều chỉnh mô-men xoắn phanh theo thời gian thực theo căng vật liệu thực tế, tạo ra lỗi điều khiển vòng kín. Ngoài ra, khoảng hở giữa các con lăn làm thẳng trên và dưới không đều ở hai bên trái và phải, làm cho dải vật liệu chịu lực ép không đối xứng trong quá trình làm phẳng, và cuối cùng tạo ra các khuyết tật sóng mép.

Bước thứ tư là xác minh các tham số điều khiển trên HMI. Các tham số ngưỡng căng ban đầu do khách hàng cài đặt chưa được điều chỉnh theo sự suy giảm hiệu suất của má phanh. Giá trị giới hạn trên và dưới của lực căng quá gần nhau, và độ lợi phản hồi của điều chỉnh phanh không hợp lý. Khi lực căng dao động, hệ thống không thể phản ứng đủ nhanh, làm khuếch đại sự rung động của lực căng vật liệu khi hoạt động tốc độ cao.

Kiểm tra tĩnh được thực hiện sau khi định vị lỗi sơ bộ. Ở trạng thái không tải, hệ thống được lệnh chạy cấp liệu với tốc độ cố định, và dữ liệu căng thu thập bởi cảm biến liên tục nhảy lên xuống, với phạm vi dao động từ 8 N đến 42 N, trong khi độ dao động căng ổn định tiêu chuẩn nên được kiểm soát trong khoảng 12 N ~ 20 N đối với thông số kỹ thuật dải thép không gỉ này. Kết quả kiểm tra này xác nhận rằng lỗi là một lỗi tổng hợp bao gồm mài mòn cơ khí, nhiễm bẩn cảm biến và các tham số điều khiển không hợp lý, thay vì hư hỏng một thành phần duy nhất.

1.3 Sửa chữa và xác minh

Công việc sửa chữa được chia thành bốn liên kết cốt lõi để giải quyết từng vấn đề một, sau đó tiến hành hiệu chỉnh kết hợp.

Đầu tiên, tháo rời cụm phanh trục cuộn, thay thế má phanh ma sát bị mòn, làm sạch đĩa phanh ma sát, kiểm tra và thay thế ổ trục đỡ trục cuộn bị kẹt, điều chỉnh khe hở của cụm phanh, để đầu ra mô-men xoắn phanh của trục cuộn được mượt mà và liên tục mà không có hiện tượng kẹp hoặc trượt đột ngột.

Thứ hai, tháo rời và làm sạch cảm biến phát hiện căng, loại bỏ bùn dầu và bột kim loại trên bề mặt cảm biến, hiệu chỉnh điểm không của cảm biến, kiểm tra độ tuyến tính của tín hiệu đầu ra, đảm bảo tín hiệu phản hồi căng có thể được truyền đến PLC một cách chính xác và theo thời gian thực. Sau đó, điều chỉnh lại độ song song của các con lăn làm thẳng trên và dưới, tinh chỉnh khe hở con lăn trái và phải theo độ dày và đặc tính vật liệu của dải thép không gỉ, loại bỏ lực ép không đối xứng trong bộ phận làm thẳng.

Thứ ba, tối ưu hóa lại các tham số điều khiển vòng kín căng trên HMI. Đặt lại ngưỡng giới hạn trên và dưới của lực căng vật liệu, điều chỉnh độ lợi tỷ lệ-tích phân của phản hồi mô-men xoắn phanh, tối ưu hóa tốc độ phản hồi động của hệ thống, tránh lực phanh quá mức hoặc không đủ trong quá trình cấp liệu tốc độ cao, để lực căng có thể được tự động ổn định trong khoảng mục tiêu trong quá trình hoạt động. Đồng thời, thiết lập chức năng cảnh báo căng bất thường, một khi lực căng vượt quá phạm vi an toàn đã đặt, HMI sẽ hiển thị lời nhắc cảnh báo trước, và tự động giảm tốc độ cấp liệu để ngăn ngừa đứt vật liệu.

Thứ tư, làm sạch các con lăn dẫn hướng vật liệu và ống bọc cao su chống trầy xước dọc theo đường đi của vật liệu, loại bỏ các mảnh vụn kim loại bám trên bề mặt con lăn, để tránh trầy xước thứ cấp trên bề mặt dải vật liệu trong quá trình vận chuyển.

Sau khi công việc sửa chữa hoàn thành, việc xác minh chạy liên tục đã được thực hiện. Thiết bị chạy ở tốc độ định mức tối đa 80 lần/phút trong 150 phút liên tục, hoàn thành 12.000 lần dập một cách ổn định. Độ dao động căng của dải vật liệu được kiểm soát ổn định trong phạm vi tiêu chuẩn. Không có sóng mép, cong vênh hoặc trầy xước trên bề mặt dải vật liệu, và không xảy ra đứt vật liệu trong toàn bộ thời gian thử nghiệm. Việc kiểm tra kích thước của các chi tiết vỏ pin dập cho thấy tất cả các bộ phận đều đáp ứng yêu cầu bản vẽ, và tỷ lệ phế phẩm đã giảm trở lại mức sản xuất bình thường. Dây chuyền sản xuất dập của khách hàng đã khôi phục thành công toàn bộ công suất trong cùng ngày sau khi bảo trì. Trường hợp bảo trì này cho thấy lỗi điều khiển căng của thiết bị 3 trong 1 liên quan đến sự phối hợp của hệ thống cơ khí, cảm biến phát hiện và hệ thống điều khiển PLC. Chỉ bằng cách kiểm tra toàn diện và sửa chữa tổng hợp, chúng ta mới có thể loại bỏ hoàn toàn các mối nguy tiềm ẩn thay vì chỉ đơn giản là điều chỉnh một tham số duy nhất.

1.4 Bảng dữ liệu thông cáo báo chí

1.5 Hỏi đáp độc quyền thông cáo báo chí