Rod Breakdown Machine은 연속 드로잉 캡스턴 간의 와이어 장력 제어를 어떻게 관리합니까?

A 막대 고장 기계 댄서 암 어셈블리, 로드 셀 센서 및 폐쇄 루프 모터 속도 제어의 조합을 통해 연속 드로잉 캡스턴 간의 와이어 장력을 관리합니다. . 각 캡스턴 블록은 독립적으로 구동되며 제어 시스템은 미리 설정된 백텐션 값을 유지하기 위해 회전 속도를 지속적으로 조정합니다. 와이어 절단 하중의 5% 및 15% - 와이어 파손이나 표면 결함을 유발할 수 있는 느슨해짐 축적과 과도한 인장을 방지합니다.

구리, 알루미늄 또는 강철 와이어 생산을 위한 로드 브레이크다운 장비를 평가하는 와이어 드로잉 엔지니어, 기계 운영자 및 조달 팀에게는 이 메커니즘을 깊이 이해하는 것이 필수적입니다.

캡스턴 간 장력 제어가 중요한 이유

로드 브레이크다운 기계에서 와이어는 일련의 드로잉 다이를 통과합니다. 일반적으로 9~17명 사망 기계 구성에 따라 - 각각 와이어의 단면적을 다음과 같이 줄입니다. 패스당 15%~25% . 각 다이와 해당 캡스턴 사이에서 와이어는 기계적 응력을 받습니다. 인접한 두 캡스턴 간의 속도 차이가 약간이라도 일치하지 않으면 결과가 빠르게 확대됩니다.

• 과도한 장력은 와이어 넥킹, 파손 또는 치수 불일치로 이어집니다.
• 장력이 부족하면 와이어 루핑, 다이 채터링 및 표면 스코어링이 발생합니다.
• 제어되지 않은 백텐션은 불규칙한 연신율과 코일 전체의 기계적 특성 균일성 저하를 초래합니다.

따라서 정밀한 장력 관리는 단지 기계적인 편리함만이 아니라 일관된 와이어 품질을 위한 전제조건입니다. 특히 최종 직경 이하로 인발할 때 더욱 그렇습니다. 2.0mm 고탄소강 또는 미세 피치 구리 도체에 사용됩니다.

로드 분해 기계에 사용되는 1차 장력 제어 방법

댄서 암(어큐뮬레이터) 시스템

댄서 암은 로드 분해 기계에서 가장 널리 사용되는 장력 감지 장치입니다. 스프링이 장착되거나 공압 장력을 받는 피봇팅 암이 두 캡스턴 사이의 와이어와 접촉합니다. 와이어가 너무 팽팽해지면 팔이 위쪽으로 휘어집니다. 여유가 생기면 떨어집니다. 팔의 각도 위치는 다음과 같이 판독됩니다. 로터리 엔코더 또는 전위차계 , 그리고 이 신호는 암을 중립 위치로 복원하기 위해 실시간으로 속도를 조정하는 업스트림 캡스턴 모터의 구동 컨트롤러에 직접 공급됩니다.

댄서 암 시스템은 다음과 같은 이유로 선호됩니다. 빠른 기계적 응답 시간 — 일반적으로 반응 20~50밀리초 - 들어오는 로드의 용접점이나 직경 변화로 인해 발생하는 갑작스러운 장력 스파이크를 흡수하는 데 효과적입니다.

로드셀 기반 장력 측정

더욱 진보된 로드 분해 기계가 통합되어 있습니다. 스트레인 게이지 로드셀 캡스턴 사이의 디플렉터 풀리에 장착됩니다. 로드 셀은 실제 와이어 장력을 뉴턴 단위로 매우 정확하게 측정합니다. ±0.5% 풀 스케일 — 그리고 이 값을 PLC 또는 드라이브 컨트롤러로 전송합니다. 댄서 암과 달리 로드 셀은 와이어 경로에 기계적 관성을 추가로 도입하지 않으므로 매우 가는 와이어 응용 분야나 그 이상의 고속 작동에 적합합니다. 20m/초 .

폐쇄 루프 모터 속도 캐스케이드 제어

현대의 막대 분해 기계는 계단식 속도-토크 제어 아키텍처 . 각 캡스턴은 가변 주파수 드라이브(VFD) 또는 서보 드라이브가 있는 개별 AC 모터로 구동됩니다. 마스터 드라이브(일반적으로 테이크업 끝 부분)는 기준 속도를 설정하고 각 업스트림 드라이브는 장력 피드백에 따라 속도를 조정하는 팔로워 모드에서 작동합니다. 이는 동기화된 체인을 생성합니다. 속도 수정은 하나의 제어 사이클 내에서 업스트림으로 전파됩니다. , 일반적으로 최신 산업용 PLC에서는 1~10밀리초마다 발생합니다.

장력 제어 기술 비교

다이 성능 및 와이어 품질에 있어서 백텐션의 역할

백텐션(다이에 들어가는 와이어에 적용되는 제어된 당기는 힘)은 다이 마모 및 와이어 야금 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 로드 분해 기계에서는, 백텐션은 일반적으로 인발력의 10%~40% 범위입니다. , 재료 및 감소 일정에 따라 다릅니다.

백텐션이 높을수록 다이 벽의 반경 방향 압력이 감소하여 마찰이 감소하고 다이 수명이 최대 2배 연장됩니다. 텅스텐 카바이드 다이 세트의 경우 30% . 그러나 과도한 백텐션은 와이어의 축방향 응력을 증가시켜 고탄소 강선의 중심 파열 결함 위험을 높입니다. 따라서 로드 브레이크다운 기계의 장력 제어 시스템은 좁은 창 내에서 작동해야 하며, 각 감소 단계에서 와이어의 항복 임계값을 초과하지 않고 백텐션 이점을 활용할 수 있을 만큼 정밀해야 합니다.

속도 보상이 패스 간 와이어 신장을 처리하는 방법

와이어가 각 다이를 통해 당겨지면서 와이어는 다음과 같이 늘어납니다. 부피 불변성 원리 : 단면적이 감소하는 것은 길이에 비례하여 증가해야 합니다. 면적을 20% 줄이면 와이어 길이가 대략적으로 늘어납니다. 25% 이는 각 하류 캡스턴이 이러한 성장을 수용하기 위해 이전 캡스턴보다 더 빠르게 회전해야 함을 의미합니다.

로드 분해 기계의 제어 시스템은 속도 비율 테이블 다이 감소 일정을 기준으로 합니다. 예를 들어, 9다이 기계에 들어가는 와이어의 속도가 5m/s이고 다이당 평균 면적 감소가 20%인 경우 최종 캡스턴 속도는 대략 다음과 같아야 합니다. 27m/초 늘어난 와이어 속도와 일치하도록 합니다. 그런 다음 장력 피드백 루프는 이 기본 비율을 실시간으로 정밀하게 수정합니다.

단선 및 재가동 중 장력 관리

와이어 파손은 로드 파손 기계 작동 시, 특히 시동 중이나 용접 조인트가 있는 로드 코일을 처리할 때 피할 수 없는 사건입니다. 잘 설계된 장력 제어 시스템에는 다음과 같은 보호 반응이 포함됩니다.

• 즉각적인 업스트림 캡스턴 감속 댄서 암 또는 로드 셀의 장력 신호가 갑자기 손실되어 발생합니다.
• 순차 구역 종료 — PLC는 다이 주위에 와이어가 쌓이는 것을 방지하기 위해 상류 브레이크 포인트에서 캡스턴을 정지합니다.
• 제어된 재시작 램프 — 나사산을 다시 만든 후 프로그래밍 가능한 소프트 스타트 프로파일을 통해 기계가 가속되어 새로 나사산된 와이어가 끊어지지 않고 장력이 점차 회복됩니다.

고성능 봉 파손 기계에서는 평균 단선 복구 시간이 1/2 이하로 단축되었습니다. 3분 자동화된 장력 유도 재시동 시퀀스를 통해 전체 장비 효율성(OEE)이 크게 향상됩니다.

기계의 HMI 및 모니터링 시스템과의 통합

현대의 로드 브레이크다운 기계는 터치스크린 HMI에 캡스턴 간 장력 값을 실시간으로 표시하므로 작업자는 각 구역의 장력을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 일반적으로 표시되는 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

• 구역당 현재 장력 값(뉴턴 또는 설정점의 백분율)
• 각 도면 블록의 캡스턴 속도(m/min)
• 인발력에 대한 프록시로서 모터 전류 인출
• 장력 결함 및 단선 이벤트에 대한 알람 이력

고급 시스템 지원 OPC-UA 또는 Modbus TCP 연결 , 프로세스 추세 분석, 품질 추적성 및 예측 유지 관리 계획을 위해 장력 데이터를 중앙 SCADA 또는 MES 시스템에 기록할 수 있습니다. 일부 제조업체에서는 현재 다음을 제공합니다. AI 지원 장력 최적화 , 로드 재료 또는 다이 일정 간을 전환할 때 과거 도면 데이터를 사용하여 설정점을 자동 조정합니다.

장비 선택 및 운영에 대한 주요 사항

장력 제어와 관련하여 로드 브레이크다운 기계를 평가하거나 작동할 때 다음과 같은 실제 사항에 우선적으로 주의를 기울여야 합니다.

1. 기계가 제공하는지 확인하십시오. 캡스턴 블록별 독립 구동 제어 — 공유 기어박스 시스템은 실시간 장력 변화를 보상할 수 없습니다.
2. 위의 그리기 속도의 경우 15m/초 , 더 빠르고 정확한 반응을 위해 기계식 댄서 암보다 로드셀 기반 장력 감지를 우선시합니다.
3. PLC 제어 주기 시간이 다음과 같은지 확인하십시오. 10ms 이상 지연으로 인한 와이어 파손 없이 작동 속도에서 장력 변동을 처리합니다.
4. 기계의 문서를 요청합니다 장력 설정점 범위 및 교정 절차 처리하려는 각 재료 등급에 대해.
5. HMI가 영역별 장력 가시성을 제공하고 품질 기록을 위한 데이터 내보내기를 지원하는지 확인하십시오.

장력 제어는 궁극적으로 단순히 와이어를 당기는 로드 브레이크다운 기계와 와이어를 당기는 기계 사이를 결정하는 요소입니다. 일관되게, 효율적으로, 최소한의 파손으로 . 강력한 다층 장력 관리 아키텍처를 갖춘 기계에 투자하면 모든 생산 실행에서 더 낮은 다이 소비량, 가동 중지 시간 감소, 더 엄격한 치수 공차를 통해 이익을 얻을 수 있습니다.

참고자료/출처