ワイヤーケーブル巻線機メーカー

業界の知識

トラバース機構の設計: ワイヤの分配精度がコイルの品質に与える影響

トラバース機構 コイリングマシン 巻線中にワイヤまたはケーブルがコイル幅全体に横方向にどのように分布するかを決定します。ほとんどの製造環境では、トラバース性能は完成したコイル面の目視検査によって評価されますが、この表面検査では、複数の層にわたるコイル本体の内部で発生する、最も重要な品質問題が見逃されます。不均一なピッチ分布は、トラバース速度と巻き取り速度の不一致、トラバース駆動リードスクリューのバックラッシュ、または直径遷移点での一貫性のないピッチプログラミングによって引き起こされ、層が正しくネストされているコイル内の局所的な圧力集中を引き起こします。これらの圧力点により、最も内側のケーブル層の絶縁形状が歪み、特にケーブルがコイルの中心から引っ張られる用途では、繰り出し中に摩耗損傷が発生する状態が生じます。

トラバース精度を直接制御するエンジニアリング変数は、ピッチ対直径比の更新レートです。巻き取り中にコイルの直径が大きくなると、たとえマンドレルの RPM が一定であっても、巻き取り点での線表面速度が増加します。あ コイル巻線機 この直径の増加を補償するためにトラバース ピッチを継続的に再計算および更新しないと、内層ではピッチが徐々に狭くなり、外層に向かってピッチが徐々に広くなります。この欠陥は、コイル面では均一に見えますが、層の境界面が平行ではない断面を生成します。層数アルゴリズムまたは直接直径測定センサーから得られるリアルタイムの直径補正を備えたサーボ駆動のトラバース システムは、コイルの全ビルド高さにわたってこの漸進的なピッチ誤差を排除します。

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. は、ワイヤー ケーブル コイリング マシン シリーズに標準として閉ループ ピッチ補償を備えたサーボ制御トラバースを実装しています。トラバース コントローラは、巻線マンドレル エンコーダから継続的なフィードバックを受け取り、巻線が回転するたびにピッチ設定値を再計算します。これにより、コイルのビルド高さや加速段階と減速段階中のマンドレル速度の変化に関係なく、ワイヤのレイヤが最初の層から最後の層まで幾何学的に一貫した状態に保たれます。

ダンサーローラーダイナミクス: 可変速巻取りの張力制御の調整

ワイヤーコイリングマシンのダンサーローラーアセンブリは、見た目よりも複雑な機能を実行します。同時に、上流ラインとコイリングマンドレル間の速度差を緩衝し、変位位置を通じてワイヤー張力を測定し、張力制御ループを駆動するフィードバック信号を提供します。これら 3 つの機能のいずれかが、不適切なダンサー質量、磨耗したピボット ベアリング、または適切に調整されていない PID コントローラーによって損なわれると、張力制御システムが鈍くなるか発振するようになり、層間の張力の変動を伴うコイルが生成されます。この変動は、目視検査では見えませんが、ケーブルの単位長さあたりの抵抗をテストすると導体の伸びの変動として検出できます。

ダンサー ローラーの質量は、ケーブル コイラーの設置において最も頻繁に指定されていないパラメータです。軽すぎるダンサーは、過剰な変位偏位を伴う高周波張力外乱に反応し、制御出力を飽和させ、コイル切り替え加速過渡現象中に張力ループが制御を失う原因となります。重すぎるダンサーは、張力の小さな偏差をすぐに修正するのに十分な応答性を持たず、張力の偏差が複数のコイル層にわたって蓄積する可能性があります。特定の用途に適したダンサーの質量は、ワイヤーの弾性率、目標張力設定値、予想される最大ライン速度変化率、およびダンサー アームの形状によって決まります。この計算には、経験則による推定ではなく、工学分析が必要です。

ワイヤータイプ別ダンサーローラー構成ガイド

質量の選択以外にも、張力制御ループの PID 調整には、低速動作範囲と高速動作範囲に個別のパラメータ セットが必要です。張力を 50 m/min で安定させる単一の PID パラメーター セットは、通常、300 m/min では減衰が不足し、ダンサーの位置に目に見える振動が発生し、巻き取り点でのリズミカルな張力の変化として現れます。ゲイン スケジュール制御 (PID パラメーターがライン速度の関数として自動的に調整される) は技術的に正しいソリューションであり、外部コントローラー ハードウェアを必要とせずに最新のサーボ ドライブ プラットフォームで利用できます。

マンドレル拡張機構: 空気圧作動とサーボ電気作動の比較

拡張マンドレルは、現代の機械部品を特徴付けるものです。 ワイヤーケーブルコイリングマシン — 巻き取り中にコイルコアをクランプし、巻き取りサイクル全体を通じて目標内径を維持し、完成したコイルをきれいに解放して下流のパッケージングステーションに搬送します。マンドレルの性能は、コイル内径の一貫性、搬送サイクル時間、および手動介入を必要とするコイルのリリース失敗率に直接影響します。マンドレル作動技術はコイリング性能の中心であるにもかかわらず、業界全体で一貫して最新化されておらず、多くの機械は依然として空気圧アクチュエータに依存しており、高い生産速度では制限が顕著になります。

空気圧マンドレルの作動は、拡張力と収縮速度の両方を決定する固定空気圧で動作します。主な制限は、空気圧による作動力が位置制御されていないことです。アクチュエータが移動の終端に達すると、マンドレル アームは空気圧のみによって保持され、シフト全体にわたる供給圧力の変動 (圧縮空気システムを共有する施設では一般的) がマンドレルのグリップ力の変動に直接変換されます。グリップ力が外側コイル層の巻線張力に抵抗するのに必要な閾値を下回ると、マンドレルが回転方向に滑り、上部コイル本体に層ずれ欠陥が生じます。この欠陥は、コイルが移送されてコイル面に欠陥が見えるようになるまで検出が困難です。

サーボ電気マンドレル作動は、空気圧シリンダをサーボ モーターとボールねじまたはトグル機構に置き換えることでこの制限を解決します。この機構はマンドレル アームを正確に定義された直径に位置決めし、空気圧ではなくモーター トルクによってその位置を保持します。サーボ システムは、巻き取りサイクルの開始前にマンドレルが指令された直径にあることを確認するリアルタイムの位置フィードバックを提供し、巻き取り張力による反力に関係なく、巻き取りサイクル全体にわたって指令された位置を維持します。サーボ作動マンドレルのコイル内径の再現性は、供給圧力が変動する条件下での空圧システムの場合は ±2 ～ 4 mm であるのに対し、生産シフト全体にわたって通常は ±0.5 mm 以上です。

高速ケーブルコイラーの切断と搬送シーケンスの最適化

ケーブルコイラーでのカットアンドトランスファーシーケンス (1 つのコイルを終了し、ケーブルを切断し、テールを固定し、新しいコイルコアを巻線用に配置する一連の調整されたイベント) は、コイリングサイクル全体の中で最も時間が重要なフェーズです。 300 m/min 以上のライン速度では、3 秒の転送シーケンス中の上流ケーブル生産量は 15 メートルのケーブルに相当し、張力スパイクやスラック ループを引き起こすことなくアキュムレータ バッファに収容する必要があります。バッファ容量、切断タイミング、および搬送アームの運動学は、個別に指定するのではなく、統合システムとして設計する必要があります。これは、仕様が不足しているバッファや遅い搬送シーケンスにより、ケーブルコイラー自体の巻取り速度能力に関係なく、ライン全体の実効出力速度を制限する制約が生じるためです。

切断イベント自体は、カッター作動信号とカッター刃のケーブル位置との間の正確な同期を必要とします。ケーブルとカッターブレードの両方が動いている間にケーブルを切断するロータリーフライングカッターでは、ブレードのタイミングはカッター位置と巻き取り点の間のケーブル搬送遅延を考慮する必要があります。ブレードの点火が早すぎると、完成したコイルのテールの長さが指定よりも短くなります。点火が遅すぎると、新しいコイルのリード線の長さが最初の巻線層を超えて伸び、外側のテールが緩んで結束作業の妨げになります。 300 m/min でのクリーン カットの許容タイミング ウィンドウは通常 20 ミリ秒未満であり、可変サイクル タイムの汎用コントローラーではなく、確定的なスキャン タイムを持つ PLC が必要です。

• バッファ アキュムレータのサイジング: アキュムレータの最小容量は、最大ライン速度での全転送シーケンス時間中のケーブル出力と等しくなければなりません。アキュムレータのサイズが小さいと、コイル交換のたびに上流ラインの減速が強制され、押出肉厚の一貫性に影響を与える周期的な速度の乱れが生じます。
• テールの固定方法： 熱風テール挟み込みは、高速でのソフトジャケットケーブルの機械式テールクリップよりも信頼性が高くなります。これは、テールを正確な位置に提示する必要がないためです。切断時の正確な角度に関係なく、熱風の流れがテールをそらします。
• コアの事前配置: 新しいコイルコアは、切断イベントの後ではなく、切断イベントの前にスタンバイマンドレルの位置に装填され、確認される必要があります。切断後のコアの位置決めに遅れがあると、有効な移送時間が延長され、アキュムレータの需要が増加します。
• トランスファーアームの速度プロファイリング: 移送アームは、移送動作の開始時と終了時のジャークを最小限に抑えるために、台形プロファイルではなく S 字曲線の速度プロファイルに従う必要があります。コイル移送中のジャーク値が高いと、完成したコイルが移送アーム上で移動し、下流の結束ステーションで位置ずれが生じます。

ワイヤーコイリングマシンの機械システムの予防保守間隔

ワイヤーコイリングマシン 機械システムは、他のほとんどの種類の産業機械で見られるものとは異なる摩耗パターンを生み出す継続的な周期的負荷の下で動作します。マンドレルはコイル サイクルごとに拡張および収縮し、高速建築ワイヤ ラインでは 1 シフトあたり 300 ～ 500 回になる可能性があり、マンドレル ピボット ベアリングとアクチュエータ機構の累積サイクル数は、稼働後 1 年間で数百万サイクルに達します。関連する劣化要因は実行時間ではなくサイクル数であるため、稼働時間に基づく標準的な機械メンテナンス間隔では、これらのコンポーネントの機械的摩耗率が大幅に過小評価されます。 400 m/min で稼働して 50 m コイルを巻くワイヤコイリングマシンは、1 時間あたり 480 マンドレルサイクルを蓄積します。これは、同じ時間稼働して 400 m コイルを巻くマシンのサイクル速度の 8 倍です。

稼働時間ではなくコイルのサイクル数に基づいてメンテナンス間隔を設定するには、機械制御システムが各摩耗クリティカルコンポーネントの累積サイクル数を記録し、適切なしきい値でメンテナンスアラートを提示する必要があります。これは、最新のコイル巻線機制御プラットフォームの標準機能ですが、古いリレー ロジックや基本的な PLC 制御の機械には存在せず、オペレータがサイクル カウントを手動で追跡する必要があります。これは、生産環境で一貫して維持されることはほとんどありません。制御システムでサイクル数の追跡が利用できない場合、保守的なアプローチは、高サイクル数の機械コンポーネントに対して時間ベースのメンテナンス間隔をサプライヤーが推奨する時間の 3 分の 1 に設定することです。

コンポーネントおよびトリガーごとの推奨メンテナンス間隔

台湾からの投資により 2002 年に上海で設立され、2017 年に宜興市の江蘇イエスジェット精密機械有限公司を通じて事業を拡大した上海イエスジェット精密機械有限公司は、ワイヤーコイリングマシンの各構成に固有の文書化されたメンテナンススケジュールを顧客に提供しています。これは一般的な機器マニュアルではなく、実際のコイルサイクルレート、製品構成、および顧客の施設の動作環境に合わせて調整されたメンテナンス計画です。このスケジュールは試運転パッケージの一部として提供され、すべての摩耗クリティカルなコンポーネントのサイクルカウントしきい値、6 か月の計画メンテナンスに対応した推奨スペアパーツ在庫、および計画外のダウンタイムイベントに発展する前にオペレーターが初期段階の摩耗指標を特定するために使用できる診断チェックリストが含まれています。