Қалай ескі бұрыштық кримпинг машинасының өндірістік жолын сервоэлектрлік қозғалтқыштармен жаңартуға болады?

Сервоэлектрлік бұрыштық кримптеу жаңартуы неге өлшенетін ROI береді

Пневматикалық/гидравликалық шектеулерді жеңу: тұрақсыз күш, жоғары техникалық қызмет көрсету және энергия шығыны

Ескі типтегі пневматикалық және гидравликалық сығылу жүйелері үш негізгі проблемаға байланысты табысқа нақты әсер етеді, олардың шешімін табу қиын. Біріншіден, олар операция кезінде тұрақсыз күш береді. Екіншіден, олар тұрақты техникалық қызмет көрсетуді талап етеді. Үшіншіден, олар өте көп энергия жұмсайды. Алдымен пневматикалық жүйелерге тоқталайық. Бұл жүйелер қысымның өзгеруі мен тозған сыйымдылықтарға байланысты қиындықтарға ұшырайды, нәтижесінде жаман сығылу алынады — не өте бос (және олар суықтанады), не өте қатты (бүкіл бөлшек қолданысқа жарамсыз болып қалады). Гидравликалық жүйелер ауа мәселесін шешеді, бірақ цех басшылары үшін жаңа қиындықтар туғызады. Сыйымдылықтар, сүзгілер және сұйықтықтардың ауыстырылуына байланысты техникалық қызмет көрсету қиындықтарға толы болады. Саладағы мамандар әр машинаға жылына 15–30 сағат уақыт жұмсап, оның жұмыс істеуін қамтамасыз ететінін хабарлайды. Барлық адамдардың қарызына тағы не әсер етеді? Екі жүйе де өте көп электр энергиясын шығындайды. Пневматикалық жүйелер электр энергиясының шамамен 70%-ын пайдалы жұмыс емес, пайдалы емес жылуға айналдырады. Гидравликалық жүйелерде сығылу қажет етілмеген кезде де сорғылар үздіксіз жұмыс істейді. Сервоэлектрлік жүйелерге ауысу барлық осы проблемаларды шешеді. Олар компрессорлар мен лас гидравликалық сұйықтықтарды қажет етпей, күшті дәл бақылауға мүмкіндік береді. Бұл ауысуға көшкен цехтар энергия шығынын шамамен 60%-ға, ал техникалық қызмет көрсетуге кететін уақытты шамамен 40%-ға азайтқан. Алюминий өңдеу зауыттарындағы нақты әлемдегі сынақтар да осы цифрларды растайды.

Дәлдік пен қайталанғыштықтың артуы: Сервомеханизмді басқару алюминий терезе рамаларында ±0,15 мм қысу дәлдігін қамтамасыз етеді

Сервожетілген электрлік жетектерге көшу шынымен қысу операцияларының дәлдігін қалай өзгерткенін көрсетеді. Бұл жүйелер тұйық циклды орын басқару мен нақты уақытта моментті бақылауды қолданады, сондықтан олар өте маңызды айырмашылық туғызады. Ашық циклда жұмыс істейтін дәстүрлі пневматикалық актюаторлар осындай дәлдікті қамтамасыз ете алмайды. Көп айналымды абсолюттік энкодерлермен жұмыс істейтін сервоқозғалтқыштар орындарды шамамен ±0,15 мм дәлдікпен қайталанатындай етіп сақтайды. Бұл алюминийден жасалған сусыз терең терезелер жасаған кезде өте маңызды. Егер ығысу 0,3 мм-ден асып кетсе, осы қосылыстар толығымен сәтсіз болады. Жақсартылған дәлдік қалдықтарды азайтады, себебі бұрыштар біркелкі митерленеді және оларды қолмен түзетуге кімнің де қажеті болмайды. Үлкен көлемде өндіріс жүргізетін өндірушілер қайта өңдеуге кететін шығындарды жоюдың ғана өзі жеткілікті тез төлем қайтарып беретінін байқайды. Кейбір цехтар ескі әдеттегі қолдан немесе пневматикалық қысу әдістерінен жаңа сервожетілген электрлік жабдықтарға ауысқаннан кейін материалдық үнем 18–22 пайызға жеткенін байқаған. Сонымен қатар, бағдарламаланатын күштік профилдер операторларға көп ыңғайлылық береді. Олар бір өндіріс циклында әртүрлі қорытпалардың қалыңдығы мен әртүрлі профиль пішіндерін өңдеу үшін параметрлерді уақытында реттей алады — бұл мәселеге тұрақты қысымды гидравликалық жүйелер мүлдем қол жеткізе алмайды.

Сәтті серво-электрлік бұрыштық кримпинг жаңартуы үшін негізгі техникалық сипаттамалар

Жылулық төмендеуінсіз айнымалы кримпинг циклдары үшін жоғары асыра жүктелу моментіндегі электр қозғалтқыштар

Алюминий рамаларда бұрыштық шығырлау қолданыстары үшін сервожелік электрлік жүйелер осы қысқа, бірақ интенсивті күш моменті талаптарына арналған арнайы қозғалтқыштарды қажет етеді. Бұл жоғары асыра жүктелу күш моментінің қозғалтқыштары әдеттегі күш моментінің рейтингінен шамамен үш есе көп күш моментін бір секундқа ғана өндіре алады. Бұл олардың жылынуын және қуатын жоғалтуын болдырмай, жақсы шығырлау қысымын сақтауын білдіреді, ал бұл әдеттегі серволарда өте жиі кездеседі. Нәтижесі қандай? Дәл осындай сапа барлық 8 сағаттық жұмыс күні бойы бірдей сақталады; өткен жылы Precision Manufacturing Journal журналына сәйкес, жоғары көлемде жұмыс істеген кезде қалдықтардың пайызы шамамен 18% азаяды. Гидравликалық жүйелермен салыстырғанда, бұл электрлік қозғалтқыштар цикл басына энергия шығынын 15–20 пайызға үнемдейді. Сонымен қатар, олар жалпы алғанда суықырақ жұмыс істейді, сондықтан бөлшектердің қызмет ету мерзімі шамамен екі есе ұзақ болады. Біз бұл мәселені тереңірек қарастырайық: көптеген тізбектелген шығырлауды қажет ететін күшейтілген профильдермен жұмыс істеген кезде ешкімнің тоқтап қалуын қаламайды.

Көп айналымды абсолюттік энкодерлер және тоқтамайтын орнын қалпына келтіру үшін қауіпсіз моменттің өшіруі (STO) сәйкестігі

Көп айналымды абсолюттік энкодерлер орналасуын кез келген сандағы айналымдар бойынша үзіліссіз бақылайды, сондықтан электр қорегі өшкенде немесе авариялық жағдайларда орналасуларды қайта орнату қажет емес. Бұл энкодерлер қауіпсіздік туралы Safe Torque Off (STO) сертификаты бар жетектермен өте жақсы жұмыс істейді. Техниктер жөндеу жұмыстарын орындауға қажет болған кезде, бұл жүйелер моментті мезгілдік тоқтатады, бірақ барлық компоненттердің қайда орналасқанын әрқашан ұстап тұрады. STO стандарты қауіпсіздік талаптарына сай келеді (ISO 13849-1), бұл бүкіл жүйені тоқтатуға қарағанда қайта іске қосу уақытын шамамен 90 пайызға қысқартады. Алюминийден терезелер шығаратын кәсіпорындар үшін бұл жабдық қолданыстағы қысымды қысу кезінде (соның ішінде қатты тоқтатулар кезінде де) кримп туралы реттеуді ±0,15 мм дәлдікпен ұстайды. Мұндай сәйкестік болмаған жағдайда, өткен жылғы Industrial Automation Review журналына сәйкес, бұзылуға ұшыраған бөлшектер шамамен 5 пайыз шығын тудырады. Жалпы алғанда, бұл технология өндірістің үзіліссіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және құралдарды ауыстыру немесе күнделікті жөндеу жұмыстары кезінде қызметкерлердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Сервоэлектрлік бұрыштық шығырлау жаңартуын қадамдап іске асыру

1-саты: Механикалық сәйкестікті тексеру — орнату, байланыс элементтері және күштің өту жолын бағалау

Физикалық интеграцияның тұтастығын қамтамасыз ету үшін қатаң механикалық сәйкестікті тексеруден бастаңыз. Шығырлау кезіндегі ең жоғарғы күштерге (мысалы, күшейтілген алюминий профилдерінде 15 кН) төзімділігін қамтамасыз ету үшін орнату тақтасының өлшемдерін, байланыс элементтерінің геометриясын және конструкциялық күштің өту жолының бүтіндігін бағалаңыз. Негізгі іс-әрекеттерге мыналар кіреді:

• Қолданыстағы аттитордың жүріс ұзындығы мен бұрылу нүктесіндегі саңылауларды өлшеу
• Серволық қозғалтқыштың туғызатын бұрғыш күші кезінде гармоникалық тербелістерді болдырмау үшін раманың қаттылығын растау
• Мүмкіндігінше шекті элементтер әдісі (ШЭӘ) арқылы ең қолайсыз жағдайлардағы жүктемелерді модельдеу
• Жолдың орналасуындағы мүмкін болатын кедергілерді анықтау, соның ішінде көршілес конвейерлер немесе құрал-жабдықтар

Бұл саты автоматтандыру саласындағы өнеркәсіптік стандарттар бойынша іске қосу қаупін азайтады және модернизациялау кезіндегі тоқтату уақытын 40%-ға дейін қысқартады.

2-саты: Электрлік және басқару интеграциясы — ПЛК интерфейсі, қауіпсіздік электр тізбегі және ЖАИ модернизациялау стратегиясы

Бұл бағытталған қадамдарды қолдана отырып, бар инфрақұрылымға сәйкес келетіндей етіп басқару архитектурасын жаңартыңыз:

1. PLC интерфейсінің салыстыру картасы : Сервожетектерді көне басқарушылармен синхрондау үшін PROFINET немесе EtherCAT протоколдарын конфигурациялаңыз — орналастыру, тасымалдау және қысу реттіліктері арасындағы детерминистік уақытты қамтамасыз ету үшін
2. Қауіпсіздік тізбегін іске қосу : STO сертификатталған жетектерді екі реттелген авариялық тоқтату логикасы мен екі каналды қауіпсіздік релелерімен интеграциялаңыз
3. HMI-ді жаңарту : ±0.15 мм дәлдікпен қысу допының шегінде болуын, цикл уақыты көрсеткіштерін және энергия тұтынуының бағыттарын көрсететін интуитивті тақта экрандарын орнатыңыз

Іске қосу кезінде энкодерді калибрлеуді алдыңғы орынға қойыңыз, осылайша орналасу қайталанғыштығын қамтамасыз етіңіз. Жаңартудан кейінгі растау қағазы материалдарды өңдеудің үздіксіз жүруін және гидравликалық негізге қарағанда энергия тұтынуының 30–60% азаятынын растауы тиіс — бұл көлемі жоғары алюминийден жасалған терезелерді жаңарту кезінде бақыланған нәтижелерге сәйкес келеді.

Дәлелденген нәтижелер: Көлемі жоғары алюминийден жасалған терезелерді өндіру кезіндегі сервоэлектрлік бұрыштық қысу жаңартуы

Сервоэлектрлік бұрыштық кримптеу қондырғыларына ауысқан өндірушілер өз өндірістерінде қатты әсер ететін жақсартуларды байқайды. Ірі алюминий терезелерін шығаратын кәсіпорындар ескі пневматикалық жүйелерде жұмыс істеген кезде қолданған уақыттарының үш төрттен бірінен жуықтағысына дейін цикл уақытының қысқаруын байқады. Бұл жетістіктің негізгі сыры — орналастыру, материалдарды тасымалдау және нақты кримптеп өңдеу процестері арасындағы синхронды қозғалыстарда. Барлығы дәл келуін қамтамасыз ету үшін айналдырушы моментке бақыланатын кримптеп өңдеу бойынша тереңдіктердің айырымы барлық жағдайда шамамен 0,15 мм-ге дейін сақталады. Енді өндіріс кезінде кімдің болмасын артық немесе жеткіліксіз қысым түсіргеніне байланысты рамалардың қабылданбауы болмайды. Сонымен қатар, материалдарды үнемдеуге де назар аудармаған жөн. Бұл әдісті қолданатын зауыттар конструкциялық тұрақтылық ең маңызды болатын критикалық күштік нүктелерде материалдарды әдетте 18–22 пайызға аз жұмсайды.

Қазір әр 90 минут сайын өндірісті тоқтатып тұрған жылулық дерейтингке байланысты ескі мәселе жойылды. Қазіргі заманғы жүйелерде көп айналымды энкодерлер қолданылады, олар қуаттың өшірілуінен кейін де құрылғылардың қайда орналасқанын есінде сақтайды, ал STO стандарттарына сай қауіпсіздік тізбегі адамдар құрылғылардың үстінде жұмыс істеп жүрген кезде олардың кездейсоқ іске қосылуын болдырмауға көмектеседі. Ірі өндірушілер гидравликалық жүйелерге қарағанда энергия шығынын шамамен 60% қысқартқандарын хабарлады. Сондай-ақ, материалдардың азаятын шығыны, өндіріс қарқынының өсуі және жөндеуге кететін шығындардың төмендеуі арқылы көптеген компаниялар электрлік жаңартуларға кеткен шығындарын бір жылдан кейін қайтара алады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Пневматикалық және гидравликалық сығылу жүйелерінің негізгі кемшіліктері қандай?

Пневматикалық және гидравликалық кримптеу жүйелері жиі күштің тұрақсыздығынан, жоғары техникалық қызмет көрсету талаптарынан және қатты энергия шығынынан страдайды. Пневматикалық жүйелерде қысымның өзгеруі мен сақиналардың тозуы кримптің сапасын төмендетеді, ал гидравликалық жүйелерде кең көлемді техникалық қызмет көрсету қажет болады және сорғылардың қажетсіз жұмыс істеуі нәтижесінде энергия үнемі шығындалады.

Сервоэлектрлік жүйе кримптеу процестерін қалай жақсартады?

Сервоэлектрлік жүйелер күшті қолдануды дәл реттеуге мүмкіндік береді, ол энергия шығынын шамамен 60%–ға, ал техникалық қызмет көрсету уақытын шамамен 40%–ға азайтады. Тұйық циклды орын реттеуі мен нақты уақытта моментті бақылауы арқылы кримптің дәлдігі қамтамасыз етіледі, бұл қалдықтардың азаюына және жұмыс істеу тиімділігінің артуына әкеледі.

Жоғары асыра жүктелген моменттік қозғалтқыштар дегеніміз не?

Жоғары жүктемелі бұрғылау моментінің электрқозғалтқыштары — бұл айнымалы бұрғылау циклдары үшін арналған мамандандырылған электрқозғалтқыштар, олар қалыпты бұрғылау моментінің шамамен үш есесін бір секунд ішінде беруге қабілетті. Олар жылулық төмендеуінсіз тұрақты бұрғылау сапасын қамтамасыз етеді.

Көп айналымды абсолюттік энкодерлер серво-электрлік жүйелерде қандай рөл атқарады?

Көп айналымды абсолюттік энкодерлер айналым кезінде деректердің жоғалуынсыз үздіксіз орнын бақылайды, сондықтан қуат өшкеннен кейін де орналасу қалпын қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Олар дәлдікті арттырады, шығындарды азайтады және бұрғылау осін қатаң допусктер ішінде сақтайды.