ケーブル保管ラック: 押出ラインでの利益の蓄積と制御

ノンストップ生産を可能にする重要なバッファー

A ケーブル収納ラック バッチベースのリール切り替えから連続プロセスを切り離す動的アキュムレータとして機能します。押出ライン、CV ライン、または巻き戻しラインでは、断熱材の押出中、硬化チューブの稼働中、または印刷ステーションの稼働中など、中核となるプロセスを停止することはできません。しかし、ペイオフ リールの有効期限が切れ、巻き取りリールがいっぱいになると、スプライスまたはカットアンドトランスファー操作が必要になります。ケーブル収納ラックはこの矛盾を吸収します。ケーブルの予備長が蓄積されます— 標準的な高速回線の場合、通常 100 ～ 500 メートル - 定常状態での走行中に、リール交換のためにペイオフ リールが静止している数秒または数分間、格納されているケーブルを解放します。その結果、上流または下流のリールがアイドル状態にある間、プロセス全体で連続した中断のない線速度が得られます。 この単一のデバイスは、バッチに依存するラインを真の連続運転に変換します。

垂直構成と水平構成: 基本的な選択

ケーブル ストレージ ラックの物理的な方向は、美観を考慮して決定されるものではありません。これは、工場の床上の占有面積、床面積の直線メートル当たりの最大蓄積容量、および導体の完全性を決定するケーブルの曲げ半径を決定します。垂直と水平の選択は、特定の回線レイアウトとケーブル仕様に基づいて行う必要があります。

縦型ケーブル収納ラック

垂直ラックは高さを利用して蓄積長を作成します。複数の滑車が上部バンクと下部バンクに配置され、一方のバンクは固定され、もう一方のバンクはリニアキャリッジ上で移動します。ケーブルは固定シーブと可動シーブの間を複数回通過します。キャリッジが離れると、ケーブル経路の合計長が増加し、入ってくるケーブルが吸収されます。 垂直ラックは、水平ラックに比べて、床面積 1 メートルあたり 1.5 ～ 2 倍のケーブルを保管できます。 シーブバンク間の分離距離が垂直面内にあるためです。この構成は、改修された古い押出成形住宅など、天井は高くても床面積が限られている施設で主流です。重要な設計パラメータは移動台車の重量であり、滑車上でケーブルが滑ることなくアキュムレータが機能するために必要な張力に直接影響します。

横型ケーブル収納ラック

水平ラックは水平トラックに沿ってシーブを配置します。この構成により、全高が低くなり、糸通しやメンテナンスのためのオペレータのアクセスが容易になり、張力の過渡現象に対する応答性が向上して自然に移動質量が低くなります。トレードオフは、設置面積が大きくなるということです。つまり、水平アキュムレータの容量が大きくなります。 直径 10 mm のケーブルで 200 メートルの場合、通常は 8 ～ 12 メートルの直線トラック長が必要です 。水平ラックは、垂直方向のキャリッジ重量が高く、許容できないほど高いバックテンションが要求される大径電力ケーブルや、天井取り付け機器が制限されているクリーンルーム押出ラインでは標準的な選択肢です。

蓄積容量の計算とサイジング

必要な蓄積容量は推測ではありません。ラインスピードと最大リール切り替え時間から導出される計算値です。基本的な式は簡単です。 蓄積長さ＝ライン速度（m/min）×切替時間（min） 。ラインが 200 m/分で稼働し、オペレータの切り替え時間が 1.5 分である場合、最低 300 メートルの保管容量が必要です。安全マージン 20%～30% 次に、接続の失敗、オペレータのばらつき、および新しいリールの加速段階を考慮して追加されます。所定の物理ストロークでこの長さを達成するために必要なシーブのパス数は、パス数 = 必要な累積 / (2 × 有効ストローク) として計算されます。したがって、5 メートルのキャリッジストロークと 16 のシーブパスを備えたラックは、160 メートルの累積長さを提供します。

張力制御と移動キャリッジシステム

ケーブルを単に滑車に緩く巻き付けることはできません。正確に制御された張力下で維持する必要があります。張力が低すぎると、ケーブルが滑車上で滑り、表面摩耗が発生し、累積追従精度が失われます。この値が高すぎると、導体がその弾性限界を超えて引き伸ばされるか、光ファイバーのコアが微小に曲がってしまい、減衰が生じます。可動キャリッジは、高精度圧力レギュレーターを備えた空気圧シリンダー、またはサーボモーター制御のトルク システムという 2 つの機構のいずれかを介してこの張力を加えます。空気圧システムは、キャリッジの位置に関係なく一定の張力を維持し、通常は次の間で調整可能です。 細いデータ ケーブルの場合は 5 N および 50 N、中電圧の電力ケーブルの場合は 100 N ～ 500 N 。サーボ駆動のトルク システムは、キャリッジの移動に伴ってシーブにかかるケーブル重量の変化を補償する機能を追加し、蓄積されたケーブル質量に依存しない真の一定の張力を提供します。これは、大径ケーブルのロング ストローク アキュムレータにとって重要な機能です。

ペイオフポジションとテイクアップポジションでの統合

ケーブル保管ラックは、2 つの異なる制御ゾーンの間に配置されます。受信側では、回線のプロセス速度で動作するペイオフ スタンドからケーブルを受け取ります。出力側では、一定速度のプロセスエントリに信号を送ります。通常の動作中、アキュムレータ キャリッジは「フル」位置に移動し、リザーブ長を保存します。スプライスのためにペイオフ リールが停止すると、アキュムレータ キャリッジが「空」位置に向かって移動し、格納されているケーブルをラインに送り込みます。非接触位置センサー (通常は超音波センサーまたはレーザーセンサー) は、キャリッジの直線位置を追跡し、 ペイオフ リールのドライブ コントローラーへの 4 ～ 20 mA 信号 。この信号は、キャリッジを中心に保つためにペイオフに加速または減速を命令し、新しいリールが速度に達する前にアキュムレータが完全に空になることがないようにする閉ループ制御を作成します。

ラインストップなしのスプライスシーケンス

ケーブル収納ラックの価値は自動接続シーケンスで証明されます。オペレータまたは自動融着接続機は、期限切れのケーブルをクランプして切断し、新しいリールの先端をプロセス ケーブルの尾部に突合せ溶接またはテープで貼り付けます。この 90 秒のシーケンス中、アキュムレータは保管されているケーブルを毎分 250 メートルの速度で CV ラインに放出します。アキュムレータがなければ、CV チューブはケーブル コアを失い、全ラインの停止、未硬化の絶縁部分のスクラップ部分、および長い再配線手順が発生します。保管ラックはこのダウンタイムを吸収し、新しいリールが正常に回収されるとラインを定常状態の蓄積に戻します。

滑車の設計とケーブル保護

シーブは、ケーブルがアキュムレータを通過する際にケーブルと接触する唯一の表面です。半導電性ジャケットと一次絶縁層の場合、シーブの溝はケーブルの外径と一致するように輪郭を描く必要があります。 最小溝根元半径はケーブル直径の 8 ～ 12 倍 ケーブルの指定された最小曲げ半径を超えないようにします。シーブの表面は通常、軽量ケーブルの場合は陽極酸化アルミニウムで、重量ケーブルの場合はゴムのラグが施され、過度の張力を必要とせずに摩擦係数を高めて滑りを防ぎます。 CV ライン用途では、チューブから出る硬化ケーブルからの残留熱に耐えるために、シーブがセラミック コーティングで指定される場合があります。 120℃～150℃ ケーブル表面に。溝バリが発生する 1 つのシーブの損傷により、アキュムレータを通過するケーブルの 1 メートルごとに外側のジャケットが徐々に摩耗し、1 キロメートルの長さのケーブルに継続的な欠陥が生じます。