Dlaczego konfiguracja tłoczenia czujników matrycy kończy się niepowodzeniem, gdy produkcja wzrasta

Czym są czujniki matryc w tłoczeniu i dlaczego mają znaczenie

Wyobraź sobie, że Twoja prasa pracuje z pełną prędkością, ponad 300 uderzeń na minutę, kiedy kula zostaje wciągnięta z powrotem do matrycy. Bez możliwości wykrycia tego problemu w ciągu milisekund, następny skok kruszy kulę pomiędzy stalą stempla i matrycy. Wynik? Katastrofalne uszkodzenia narzędzi, nieplanowane przestoje i koszt naprawy porównywalny z kosztem nowej matrycy.

Istnieją czujniki matryc w tłoczeniu, które zapobiegają dokładnie takiemu scenariuszowi. Te urządzenia elektroniczne montuje się wewnątrz matrycy lub w jej pobliżu i monitoruje warunki podczas każdego skoku prasy. Gdy coś pójdzie nie tak, na przykład zacięcie, część utknęła w górnej matrycy lub nagromadził się złom w stacji cięcia, czujnik wykrywa anomalię i wysyła sygnał zatrzymania do sterownika prasy, zanim siłownik osiągnie punkt bez powrotu.

Co robią czujniki matrycy w prasie tłoczącej

Zasadniczo czujniki zabezpieczające matrycę wykonują jedno zadanie: sprawdzają, czy określone warunki są prawidłowe, zanim pozwolą na wykonanie następnego skoku. Przełącznik zbliżeniowy potwierdza wyrzucenie gotowej części. Wiązka światła sprawdza, czy pasek przesunął się na pełną odległość. Monitor tonażu potwierdza, że ​​siły skrawania utrzymują się w normalnym zakresie. Każdy czujnik działa jako punkt kontrolny-w cyklu prasy.

Każde narzędzie i zestaw matryc ma unikalne tryby awarii.Postępowa kostkamoże wymagać weryfikacji paszy, wykrywania retencji ślimaków i wykrywania-części. Matryca transferowa może priorytetowo traktować obecność półfabrykatu i położenie chwytaka. Pakiet czujników zmienia się, ale podstawowa zasada pozostaje niezmienna: wykryj problem, zanim prasa go zamknie.

Czujnik może chronić matrycę tylko wtedy, gdy jego czas reakcji, czas przetwarzania sterownika oraz odległość zatrzymania prasy umożliwiają zatrzymanie tłoka przed zamknięciem matrycy. Jeśli przegapisz to okno, czujnik stanie się niczym więcej niż rejestratorem zdarzeń.

Dlaczego ochrona matryc ma znaczenie dla wydajności produkcji

Poważna awaria matrycy może zająć producentowi narzędzi i matryc kilka dni, a nawet miesiące, aby je naprawićzauważyli eksperci branżowi. Przyspieszona odbudowa często kosztuje od dwóch do trzech razy więcej niż pierwotna cena oprzyrządowania, ponieważ warsztat matrycowy musi wstrzymać inne projekty, aby priorytetowo traktować uszkodzone narzędzie. Dodaj do tego utratę produkcji, złom powstały w wyniku uderzenia awaryjnego i potencjalne uszkodzenie prasy, a pojedyncza niewykryta awaria może kosztować dziesiątki tysięcy dolarów.

Ochrona matryc zmienia ekonomikę z napraw reaktywnych na proaktywne zapobieganie. Dobrze-zaimplementowany system czujników wychwytuje problemy już przy pierwszym uderzeniu, jakie się pojawiają, ograniczając obrażenia do pojedynczego trafienia, a nie pozwalając, by skumulowały się one w dziesiątkach uderzeń. Ta różnica, jedna zła część w porównaniu ze zniszczoną matrycą, to całe uzasadnienie biznesowe inwestycji w czujniki i ich konfiguracji od samego początku.

Jednak prawidłowe ustawienie tej konfiguracji zależy w dużej mierze od wyboru odpowiedniego typu czujnika dla każdego zadania wykrywania wewnątrz matrycy.

Rodzaje czujników matryc i ich zastosowania do tłoczenia

Nie każde zadanie wykrywania wewnątrz tłocznika wymaga tej samej technologii wykrywania. Pocisk utknął w otworze matrycy to inny problem niż pasek, który przesunął się tylko o połowę swojej odległości, a fizyka wymagana do złapania każdego z nich jest zasadniczo inna. Dopasowanie typu czujnika do trybu awaryjnego odróżnia system chroniący od systemu, który po prostu denerwuje operatorów fałszywymi alarmami.

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe do wykrywania metali

Indukcyjny czujnik zbliżeniowy jest podstawą ochrony matrycy. Generuje pole elektromagnetyczne o wysokiej-częstotliwości z cewki wewnętrznej, a gdy metalowy przedmiot wchodzi w to pole, na powierzchni metalu tworzą się prądy wirowe, które zmniejszają amplitudę oscylacji. Czujnik rejestruje tę zmianę i przełącza swoje wyjście, a wszystko to bez kontaktu fizycznego.

Dzięki temu podczas tłoczenia czujniki indukcyjne idealnie nadają się do potwierdzania wyrzucenia części, wykrywania zatrzymania kawałka materiału i sprawdzania, czy gotowy półfabrykat opuścił matrycę przed następnym skokiem. Nadzwyczajnie dobrze radzą sobie z trudnymi warunkami panującymi wewnątrz matrycy. Mgła olejowa, spray chłodzący i-odłamki niemetaliczne nie wpływają na pole elektromagnetyczne, dlatego czujniki te utrzymują niezawodną moc wyjściową tam, gdzie typy fotoelektryczne mają trudności. Zasięg wykrywania zwykle wynosi około 40 mm, ale jest to więcej niż wystarczające w przypadku większości-zadań wykrywania matrycy, w których cel przechodzi w promieniu milimetrów od powierzchni czujnika.

Czujniki fotoelektryczne i laserowe do weryfikacji pozycji

Gdy chcesz sprawdzić długość podawania paska lub wykryć zacięcie przed zamknięciem prasy, doskonale sprawdzają się czujniki fotoelektryczne. Emitują wiązkę światła podczerwonego lub widzialnego i uruchamiają się, gdy obiekt przerywa lub odbija tę wiązkę. Konfiguracje-wiązek przelotowych, w których nadajnik i odbiornik są zwrócone ku sobie w poprzek ścieżki taśmy, wyłapują krótkie strumienie z dużą niezawodnością, ponieważ każda szczelina w materiale czysto przerywa wiązkę.

Czujniki laserowe idą dalej, zapewniając precyzyjny pomiar odległości zamiast prostego wykrywania obecności. W operacjach formowania metalu, w tym w układach głębokiego tłoczenia i hydroformowania, laserowe czujniki przemieszczenia mogą śledzić przepływ materiału do gniazda matrycy w czasie rzeczywistym. Producenci OEM z branży motoryzacyjnej, tacy jak AUDI, korzystają z laserowych-pomiarów przepływu materiałówelektronicznie dostosuj przekładki pustych uchwytów na skok, zapobiegając zarówno marszczeniu na skutek nadmiernego przepływu, jak i pękaniu na skutek niedostatecznego przepływu. Ten poziom kontroli w-pętli zamkniętej wykracza daleko poza podstawową ochronę matrycy i obejmuje aktywną optymalizację procesu.

Wyjście analogowe a cyfrowe i kiedy każde z nich jest doskonałe

Czujniki dostarczają informacje na dwa podstawowe sposoby. Cyfrowy czujnik wysyła prosty sygnał włączenia/wyłączenia: część jest obecna lub jej nie ma. Ta odpowiedź binarna doskonale pasuje do zadań wykrywania-przejdź/nie. Czy ślimak zniknął? Czy część została wysunięta? Czy pasek posunął się do przodu? Tak lub nie, zatrzymaj się lub uciekaj.

Czujniki analogowe wysyłają sygnał o zmiennej charakterystyce, zazwyczaj 0-10 V lub 4–20 mA, proporcjonalny do mierzonej wielkości. Na przykład piezoelektryczne czujniki obciążenia wytwarzają sygnał analogowy reprezentujący siłę formowania podczas suwu prasy. Dane te umożliwiają ocenę trendów tonażu matrycy w czasie, ujawniając stopniowe zużycie stempla lub awarię smarowania, zanim spowodują awarię. Zauważysz, że sygnały analogowe wymagają bardziej wyrafinowanych kontrolerów zdolnych do interpretowania krzywych siły i ustawiania okien progowych, ale korzyścią jest wgląd w przewidywanie, a nie wyłącznie ochrona reaktywna.

Każdy typ czujnika pełni określoną rolę, a większość matryc progresywnych wykorzystuje kombinację dwóch lub trzech typów współpracujących ze sobą. Indukcyjny czujnik zbliżeniowy potwierdza upuszczenie części, wiązka fotoelektryczna sprawdza długość podawania, a piezoelektryczny czujnik wagowy monitoruje skoki tonażu sygnalizujące zepsucie stempla. Prawdziwym wyzwaniem nie jest wybieranie czujnika ze strony katalogu. Montuje każdy z nich tam, gdzie może faktycznie wykonać swoją pracę, cykl po cyklu, wewnątrz matrycy, która nie zawsze była projektowana z myślą o czujnikach.

Strategia umieszczania czujnika wewnątrz matrycy

Wybór odpowiedniego typu czujnika rozwiązuje tylko połowę problemu. Zamontuj go w niewłaściwym miejscu, pod złym kątem lub z niewłaściwym prześwitem, a czujnik albo przeoczy prawdziwe awarie, albo będzie krzyczał co trzecie uderzenie. Umiejscowienie to miejsce, w którym teoria czujników spotyka się z rzeczywistością oprzyrządowania, i jest to najczęstszy powód, dla którego programy ochrony matryc nie działają prawidłowo w miarę wzrostu prędkości produkcji.

Pozycje montażowe dla stacji matryc progresywnych

W matrycy progresywnej pasek przechodzi przez wiele stacji, z których każda wykonuje odrębną operację: przekłuwanie, formowanie, przycinanie i końcowe odcięcie. Każda stacja wprowadza swój własny tryb awarii, a czujniki należy umieścić tam, gdzie awarie się fizycznie manifestują.

Rozważmy kość progresywną z 10-sekcjami. Zasilanie wchodzi na stację pierwszą, a gotowa część wychodzi na stację dziesiątą. Krótki posuw wynoszący nawet 0,020 cala na wejściu może spowodować katastrofę na stanowisku piątym, gdy piloci nie będą w stanie uchwycić źle ustawionych otworów. Umieszczenie czujnika-weryfikacji paszy na stacji pilotażowej lub w jej pobliżu, a nie na samym wejściu matrycy, wychwytuje błędy postępu dokładnie tam, gdzie stają się-zagrażające śmiercią.

Oto pięć krytycznych punktów wykrywania, które powinien zaplanować każdy producent matryc, wraz z rozmieszczeniem każdego czujnika:

• Zacięcie/krótkie podanie:Zamontuj czujniki fotoelektryczne lub indukcyjne na stacji pilotowej, aby wykryć materiał taśmy, który nie osiągnął pełnego skoku. Ustaw czujnik tak, aby odczytywał przednią krawędź paska względem położenia otworu prowadzącego, wykorzystując całą dostępną tolerancję przed uruchomieniem zatrzymania.
• Zatrzymywanie ślimaków:Zainstaluj indukcyjne czujniki zbliżeniowe bezpośrednio pod otworami matrycy lub otworami wylotowymi ślimaków, zorientowane tak, aby wykrywały metal, który nie wypada. Dobrze sprawdzają się tu czujniki rurkowe zamontowane równo z płytą matrycy, ponieważ nie zakłócają przejścia ślimaka.
• Wyrzucanie części:Umieść czujniki w punkcie wyjścia, gdzie gotowe części opuszczają matrycę pod wpływem grawitacji, podmuchu powietrza lub-wyrzutu mechanicznego. Dynamiczne optyczne czujniki okienne lub fotoelektryczne-wiązki przelotowe zamontowane w poprzek trajektorii części sprawdzają, czy każdy element faktycznie przechodzi przez oprzyrządowanie.
• Wykrywanie pilota:Umieścić indukcyjne czujniki zbliżeniowe w pobliżu kołków pilotujących, aby potwierdzić, że piloty całkowicie zaczepiają się o pasek, zanim zaczną działać stacje formujące. Potwierdza to synchronizację pomiędzy systemem podawania i cyklem matrycy.
• Wyboczenie zapasów:Zamontuj widełkowy czujnik laserowy-z-wiązką laserową na wejściu przewodu zasilającego, aby wykryć materiał w pasku wyginający się w górę lub na boki, co często poprzedza zacięcie lub zacięcie wewnątrz matrycy.

Kluczowa zasada wyznaczona przez doświadczonych specjalistów zajmujących się ochroną matryc: zainstalowany czujnik wykrywający zacięcie wynoszące 0,001 cala, podczas gdy matryca może tolerować niewspółosiowość wynoszącą 0,020 cala, powoduje powstawanie uciążliwych ograniczników, które operatorzy ostatecznie pominą.Wytyczne branżowezaleca wykorzystanie całej dostępnej tolerancji podczas ustawiania pozycji czujników, co sprawi, że konfiguracje będą bardziej wyrozumiałe, a fałszywe zatrzymania będą znacznie rzadsze.

Planowanie dostępu do czujnika podczas projektowania matrycy

Modernizacja czujników w istniejącym oprzyrządowaniu jest możliwa, ale prawie zawsze stanowi kompromis. Bloki montażowe są wciskane w przestrzenie, które nigdy nie były dla nich zaprojektowane. Kable przebiegają przez obszary narażone na przepływ ślimaków. Wykrywające twarze znajdują się zbyt daleko od celu wykrycia, ponieważ nie ma miejsca, aby się zbliżyć.

Producent matryc, który planuje zastosowanie czujników w nowym narzędziu już na etapie projektowania, unika tego wszystkiego. Praktyczne etapy obejmują obróbkę kieszeni czujników w płytach matrycy na odpowiednią głębokość i średnicę-pod kątem czujników zbliżeniowych do montażu płaskiego, dodanie gwintowanych otworów na wsporniki czujników w pobliżu ścieżek wyrzucania oraz poprowadzenie kanałów kablowych przez stopkę matrycy, co zapewnia ochronę przewodów podczas obsługi i wymiany matrycy. Narzędzia programowe, takie jak Cambrio i podobne platformy CAD/CAM, umożliwiają projektantom modelowanie obwiedni czujników wraz z geometrią cięcia, dzięki czemu sprawdzanie interferencji odbywa się na ekranie, a nie na stole warsztatowym.

Puszki przyłączeniowe-montowane na matrycy zasługują na równe planowanie. Umieszczenie skrzynki przyłączeniowej na górze dolnej stopki matrycy, a nie z boku lub pod spodem, chroni ją przed przypadkowym uszkodzeniem podczas podnoszenia dźwigiem i obsługi wózkiem widłowym. Wszystkie czujniki są na stałe podłączone do tej skrzynki, a pojedyncze złącze główne łączy skrzynkę z interfejsem montowanym na prasie w czasie konfiguracji. Eliminuje to pojedyncze przebiegi kabli, które są przyczyną większości awarii czujników w wyniku powtarzającego się zwijania i rozwijania, które-utwardza ​​miedziane przewodniki aż do ich wewnętrznego pęknięcia.

Różnice w rozmieszczeniu matryc transferowych i progresywnych

Matryce transferowe stanowią zasadniczo inne wyzwanie. Zamiast ciągłego paska przepływającego przez stacje, pojedyncze półfabrykaty przemieszczają się ze stacji do stacji za pomocą mechanicznych chwytaków lub palców przenoszących. Każda stacja jest zasadniczo odrębną kostką z własnymi potrzebami w zakresie wykrywania.

Operacje przesyłania wymagają-intensywnego wykorzystania czujników. Powszechną zasadą jest dwa czujniki na stanowisko: jeden potwierdzający obecność półfabrykatu przed zamknięciem prasy i drugi potwierdzający przesłanie części przed przybyciem kolejnego półwyrobu. Liczba ta szybko się sumuje w przypadku matrycy transferowej składającej się z sześciu- lub ośmiu-stacji, więc planowanie wydajności kontrolera ma znaczenie. Będziesz potrzebować kontrolera ochrony matrycy z wystarczającą liczbą wejść, aby obsłużyć matrycę z najsilniejszymi czujnikami, plus kilka części zamiennych do przyszłych dodatków.

Umieszczenie w matrycach przenoszących musi również uwzględniać obwiednię ruchu mechanizmów przenoszących, krzywek i elementów podnoszących. Czujniki monitorujące powrót krzywki lub położenie chwytaka wymagają-okien monitorowania zsynchronizowanych z kamerą, a nie ciągłego wykrywania, ponieważ cel czujnika w normalny sposób porusza się w zasięgu i poza nim podczas normalnej pracy. Montowanie tych czujników w miejscu, w którym są dobrze widoczne podczas całego ruchu mechanizmu, bez zakłóceń powodowanych przez sąsiednie narzędzia lub rozpryski oleju, często wymaga-testowania makiet przed ostateczną instalacją.

Dostawcy lubiąMisumi USAoferujemy standardowe bloki montażowe czujników, wsporniki i komponenty skrzynek przyłączeniowych specjalnie zwymiarowane do-stosowania w matrycy. Rozpoczęcie od okuć katalogowych zamiast-produkowania na zamówienie każdego wspornika skraca czas realizacji zamówienia i zapewnia dostępność części zamiennych od ręki, gdy coś stanie się nie tak.

Ustawienie czujników we właściwej pozycji to tylko część równania. Sama prasa, jej prędkość, tonaż i materiały, które stempluje, decydują o tym, jak szybko czujniki muszą reagować i jak wąskie staje się okno wykrywania w miarę wzrostu wydajności produkcji.

Jak prędkość prasy i właściwości materiału wpływają na wybór czujnika

Czujnik zamontowany w idealnym miejscu, prawidłowo podłączony i prawidłowo zaprogramowany może nadal nie chronić matrycy. Powód? Prasa po prostu nie może zatrzymać się wystarczająco szybko. Gdy prędkość produkcji rośnie, czynnikiem ograniczającym jest zatrzymanie obracającego się wału korbowego i spowolnienie siłownika ważącego tysiące funtów. Twoje czujniki muszą wykryć i zasygnalizować usterkę wystarczająco wcześnie w cyklu skoku, aby prasa mogła się zatrzymać, zanim nastąpi uszkodzenie. To tutaj prędkość prasy, tonaż i zachowanie materiału zbiegają się, aby określić, które czujniki będą działać, a które staną się kosztowną ozdobą.

Kąt krytyczny i czas zatrzymania prasy

Kąt krytyczny to ostatni punkt obrotu wału korbowego, w którym można wydać sygnał zatrzymania, a prasa nadal się zatrzyma przed zamknięciem matrycy. Pomyśl o tym jako o punkcie bez powrotu. Gdy korba obróci się powyżej tego kąta, siłownik musi zakończyć skok niezależnie od tego, co wykryje jakikolwiek czujnik.

Obliczenie tego jest proste w koncepcji. Najpierw określ kąt-zamknięcia matrycy, czyli położenie korby, w którym piloty zaczynają wchodzić w taśmę lub w którym elementy górnej matrycy po raz pierwszy stykają się z przedmiotem obrabianym. Następnie określ kąt zatrzymania, czyli liczbę stopni, o jaką wał korbowy nadal się obraca po zainicjowaniu sygnału stopu. Odejmij kąt zatrzymania od kąta-zamknięcia matrycy, a wynikiem będzie kąt krytyczny.

Oto praktyczna metoda opisana przez Metal Forming Magazine: utwórz program testowy w sterowniku zabezpieczenia matrycy z pojedynczym czujnikiem cyklicznym, którego okno gotowości kończy się na 0 stopniach. Wyłącz czujniki, uruchom prasę do prędkości roboczej, a następnie włącz czujniki w locie. Sterownik zainicjuje sygnał zatrzymania w górnym martwym punkcie i będziesz obserwować, pod jakim kątem siłownik faktycznie się zatrzymuje. Ten obserwowany kąt jest kątem zatrzymania. Powtórz ten test dla każdej matrycy w każdej prasie, ponieważ kąt krytyczny zmienia się przy każdej kombinacji.

Na czas zatrzymania wpływa kilka czynników, wykraczających poza prędkość prasy surowej. Ciśnienie powietrza w sprzęgle ustawione powyżej specyfikacji producenta zwiększa masę powietrza, którą należy usunąć, aby rozłączyć sprzęgło, wydłużając czas zatrzymania. Ustawione zbyt wysokie lub zbyt niskie ciśnienie przeciwwagi dla ciężaru górnej matrycy również zwiększa kąt zatrzymania o kolejne stopnie. Nawet coś tak prostego jak zużyte okładziny hamulcowe może zmienić kąt krytyczny o kilka stopni, co wystarczy, aby okno bezpiecznego wykrywania zamieniło się w wypadek.

Czas reakcji czujnika plus czas przetwarzania sterownika plus czas zatrzymania prasy muszą być krótsze niż czas dostępny pomiędzy punktem detekcji czujnika a kątem krytycznym. Narusz tę nierówność, a Twój system ochrony matrycy stanie się kosztownym rejestratorem zdarzeń, a nie zapobieganiem awariom.

Wymagania dotyczące reakcji czujnika przy dużej częstotliwości skoku

Przy 100 uderzeniach na minutę jeden pełny obrót wału korbowego zajmuje 600 milisekund. Przy 300 SPM ten sam obrót ulega kompresji do 200 milisekund. Przy prędkości 600 SPM,-którą rutynowo osiągają linie do stemplowania o dużej szybkości, jeden skok trwa zaledwie 100 milisekund. Każdy element łańcucha sygnałowego, od aktywacji czujnika, przez przetwarzanie sterownika, aż po włączenie hamulca, musi mieścić się w kurczącym się fragmencie tego czasu.

Rozważmy prasę pracującą z szybkością 400 SPM i kątem zatrzymania 30 stopni. Przy tej prędkości korba pokonuje 30 stopni w około 12,5 milisekundy. Jeśli Twój czujnik ma czas reakcji 1 ms, a kontroler dodaje 2 ms opóźnienia przetwarzania, zużywa to 3 ms z budżetu 12,5 ms. Wykonalny. Ale zamień czujnik laserowy z czasem reakcji 5 ms i kontroler, którego przetwarzanie sygnału analogowego zajmuje 4 ms, a zużyjesz 9 ms, pozostawiając jedynie 3,5 ms marginesu na wszelkie zmiany w działaniu hamulca.

Prasy-wysokoszybkie, powyżej 300 SPM wymagają specyficznych parametrów czujnika:

• Czas reakcji poniżej-milisekundy:Indukcyjne czujniki zbliżeniowe i piezoelektryczne spełniają ten wymóg. Fotoelektryczne czujniki-wiązki przelotowej również reagują w ciągu mikrosekund, dzięki czemu nadają się do-szybkiej weryfikacji podawania.
• Minimalne kondycjonowanie sygnału:Czujniki wymagające filtrowania lub uśredniania wprowadzają opóźnienia. Cyfrowe czujniki wyjściowe o czystym działaniu przełączającym eliminują opóźnienia przetwarzania wymagane przez sygnały analogowe.
• Okna monitorowania-w określonym czasie:Zamiast ciągłego monitorowania, sterownik sprawdza czujniki tylko w określonych oknach kąta obrotu wału korbowego. Zapobiega to powodowaniu fałszywych zatrzymań przez normalne wibracje prasy lub ruch mechanizmu, zapewniając jednocześnie, że wykrycie nastąpi w dostępnym budżecie.
• Optymalizacja wyprzedzenia paszy:Uruchomienie podajnika zaraz po otwarciu matrycy daje taśmie maksymalny czas na dokończenie przesuwania. Im szybciej zakończy się podawanie, tym szybciej ochrona matrycy będzie w stanie to zweryfikować i mieć jeszcze czas na zatrzymanie prasy przed osiągnięciem kąta krytycznego.

Kiedy produkcja wzrasta i częstotliwość skoków wzrasta, okno detekcji nie skaluje się liniowo. Zwiększenie prędkości o 50 procent nie oznacza po prostu skrócenia dostępnego czasu o połowę. Zwiększa także kąt zatrzymania, ponieważ prasa ma większy moment obrotowy, ściskając okno jednocześnie z obu stron.

Właściwości materiału wpływające na progi czujnika

Szybkość prasy określa, jak szybko muszą reagować czujniki. Właściwości materiału określają, czego te czujniki muszą szukać i jak interpretują to, co znajdą.

Granica plastyczności bezpośrednio wpływa na siły powstające podczas operacji formowania, wykrawania i ciągnienia. Matryca ze stali walcowanej na zimno-1008 o granicy plastyczności około 180 MPa daje radykalnie odmienne charakterystyki tonażu niż ta sama dwufazowa-stal DP780 do tłoczenia matrycowego przy ciśnieniu 480 MPa lub wyższym. Czujniki monitorujące tonaż skalibrowane do materiału o niższej-wytrzymałości będą albo stale alarmować w przypadku surowca o wyższej-wytrzymałości, albo, jeśli w celu kompensacji poluzują się progi, całkowicie pominą rzeczywiste warunki przeciążenia.

Różnica między granicą plastyczności a wytrzymałością na rozciąganie również ma tutaj znaczenie. Granica plastyczności materiału wyznacza miejsce, w którym zaczyna się trwałe odkształcenie, ale operacje formowania rutynowo powodują, że materiał przekracza granicę plastyczności i osiąga zakres plastyczności. Czujniki monitorujące siłę formowania wymagają ustawienia progów w oparciu o zachowanie pełnego naprężenia-odkształcenia materiału, a nie tylko jego granicę plastyczności. Stale o wysokiej-wytrzymałości z małą różnicą między plastycznością a wytrzymałością na rozciąganie pozostawiają mniej miejsca na okna progowe.

Utwardzanie przez zgniot, zwane także utwardzaniem przez zgniot, jeszcze bardziej komplikuje sprawę. Każde stanowisko formujące w matrycy progresywnej częściowo-utwardza ​​taśmę. Zanim materiał dotrze do piątego lub szóstego stanowiska, jego efektywna granica plastyczności wzrośnie w wyniku odkształcenia, które zaabsorbował powyżej. Czujniki monitorujące siłę na dalszych stacjach będą rejestrować coraz większe obciążenia, nawet jeśli wszystko działa normalnie. Ustawianie progów statycznych w oparciu o-pierwsze serie artykułu ignoruje tę rzeczywistość, a w miarę matowienia krawędzi stempla lub pogarszania się smarowania, krzywe siły dryfują w górę do-utwardzonej linii bazowej, maskując problemy, aż przekształcą się w awarię.

Moduł sprężystości, w przybliżeniu 200 GPa dla większości stali, wpływa na to, jak bardzo struktura matrycy ugina się pod obciążeniem. Materiały o wyższym-module przenoszą siłę bardziej bezpośrednio przez stos matryc, wytwarzając ostrzejsze skoki tonażu, wyraźnie wykrywane przez czujniki. Materiały o niższym-module, takie jak stopy aluminium, przy około 70 GPa, tworzą bardziej stopniowe krzywe obciążenia, co wymaga czujników o większej rozdzielczości, aby odróżnić normalne wahania od rozwijających się problemów.

Grubość materiału odgrywa rolę złożoną. Podwojenie grubości wsadu może ponad dwukrotnie zwiększyć siłę wykrawania, ponieważ powierzchnia ścinania zwiększa się proporcjonalnie, ale wzrasta również skok energii przebicia przy oddzielaniu kawałków materiału. Monitory tonażu muszą uwzględniać zarówno stałą- siłę skrawania, jak i przejściowy wstrząs przy przebiciu, bez traktowania wstrząsu jako stanu awaryjnego.

Wszystkie te zmienne, prędkość, czas zatrzymania, zachowanie materiału i charakterystyka siły, definiują zakres działania, jaki musi obsłużyć Twój system czujników. Jednak nawet doskonale dobrany i skonfigurowany czujnik może szybko ulec degradacji pod wpływem brutalnego środowiska panującego wewnątrz matrycy, gdzie olej, wióry metalowe, wibracje i ciepło atakują jednocześnie każdy element.

Wyzwania środowiskowe, które pogarszają wydajność czujnika

Wybór czujnika został wybrany. Umiejscowienie zostało zoptymalizowane. Matematyka dotycząca kąta krytycznego się sprawdza. A jednak po trzech tygodniach od rozpoczęcia produkcji system ochrony matrycy zaczyna powodować uciążliwe przerwy, których nikt nie potrafi wyjaśnić. Co się zmieniło? Nic w programie. Nic w oprzyrządowaniu. Otoczenie się zmieniło, a dokładniej, środowisko w końcu dogoniło czujniki.

Tłoczniki należą do najcięższych środowisk operacyjnych w produkcji. Każdy skok wytwarza mgłę olejową, tnie metal na wióry i kawałki, przenosi wstrząsy o wartości tysięcy funtów przez strukturę matrycy i emituje ciepło z utwardzania odkształcalnego w przedmiocie obrabianym. Czujniki, które podczas próby działały bezbłędnie, ulegają degradacji pod wpływem ciągłego ataku, a awaria rzadko jest nagła. Diagnozowanie jest stopniowe, przerywane i doprowadza do szaleństwa.

Mgła olejowa, wióry i skutki zanieczyszczeń

Smary do tłoczenia utrzymują narzędzia przy życiu, ale są wrogie elektronice. Mieszanki ciągnące na bazie-olejów-mineralnych i-rozpuszczalne w wodzie chłodziwa tworzą drobny aerozol, który pokrywa każdą powierzchnię wewnątrz obszaru prasy. W przypadku indukcyjnych czujników zbliżeniowych ten film olejowy jest w dużej mierze nieszkodliwy, ponieważ pola elektromagnetyczne przenikają bez problemu przez-ciecze niemetaliczne. Jednak w przypadku czujników fotoelektrycznych i laserowych nawet cienka warstwa smaru na soczewce emitera lub okienku odbiornika osłabia sygnał. W ciągu kilku godzin produkcji tłumienie przekracza próg przełączania i czujnik zaczyna nie wykrywać sygnałów lub wyzwalać się z opóźnieniem.

Odłamki metalu stwarzają odwrotny problem. Drobne resztki wytłoczki, szczególnie powstałe podczas przekłuwania i przycinania, gromadzą się na poziomych powierzchniach wewnątrz matrycy. Kiedy te chipy wylądują w pobliżu powierzchni indukcyjnego czujnika zbliżeniowego, czujnik wykrywa je jako obecność metalu i przełącza wyjście, rejestrując fałszywie dodatni wynik. Czujnik zamontowany w celu wykrywania zatrzymywania ślimaka pod otworem matrycy może zostać oszukany przez gromadzenie się wiórów, które nie ma nic wspólnego z rzeczywistym zatrzymaniem ślimaka. Rezultatem jest zatrzymanie prasy, skasowanie alarmu przez operatora i stopniowe podważanie zaufania do całego systemu ochrony matrycy.

Nagromadzenie ślimaków jeszcze bardziej to pogłębia. Ślimaki, które częściowo opuszczają matrycę i gromadzą się w pobliżu czujników, tworzą okresowe cele detekcji. Jedno pociągnięcie i stos znajduje się poniżej progu wykrywania. Następny skok, wibracje przesuwają go w zasięg. Sterownik widzi niespójny sygnał i sygnalizuje usterkę, która znika po sprawdzeniu przez konserwację, ponieważ stos ślimaków ponownie się przesunął podczas zatrzymania.

Wibracje i zakłócenia elektromagnetyczne w prasach-o dużym tonażu

Prasa o masie 500-ton i dostarczająca pełny tonaż przy 200 SPM generuje siły impulsowe, które przechodzą przez każde połączenie strukturalne w matrycy. Poluzowały się śruby mocujące czujnik. Czujniki cylindryczne wysuwają się z gwintowanych otworów montażowych o ułamki milimetra na zmianę. Na stykach złącza powstają mikroprzerwy, które tworzą sporadyczne obwody otwarte. Żadna z tych awarii nie pojawia się podczas kontroli statycznych na stanowisku badawczym. Ujawniają się one jedynie pod dynamicznymi obciążeniami produkcyjnymi.

Jeden przypadek-z prawdziwego świata udokumentowany przezMISUMIdotyczyło-pierwszego dostawcy tłoczenia dla branży motoryzacyjnej, obsługującego prasy o nacisku do 3500 ton. Ich czujniki laserowe zamontowane na uchwytach przenoszących wielokrotnie się rozłączały z powodu awarii złączy wywołanych wibracjami. Złącza kołkowe uległy uszkodzeniu nie w wyniku wymiany matrycy, jak początkowo przypuszczano, ale w wyniku skumulowanych wibracji powstających podczas normalnych operacji tłoczenia. Styki złącza poddawane cyklicznym wibracjom poprzez mikro-ruchy, które utwardzają powierzchnie stykowe, aż do ich pęknięcia, przerywając ścieżkę sygnału i powodując błędy w wykrywaniu paszy.

Zakłócenia elektromagnetyczne dodają kolejną warstwę. Duże serwomotory, napędy o zmiennej częstotliwości i ogromne obciążenia indukcyjne elektromagnesów sprzęgła prasy generują zakłócenia elektromagnetyczne, które łączą się z biegnącymi w pobliżu kablami czujników. Szczególnie wrażliwe są nieekranowane kable przenoszące sygnały analogowe o niskim-poziomie z piezoelektrycznych ogniw obciążnikowych. Poziom szumów wzrasta do momentu, w którym sterownik nie będzie w stanie odróżnić prawdziwego skoku siły od przesłuchu elektrycznego, co pogarsza dokładność monitorowania tonażu.

Prasy-wysokotonażowe z układami serwonapędów są szczególnie podatne na zakłócenia elektromagnetyczne, ponieważ szybkie przełączanie obwodów-wysokoprądowych powoduje powstawanie szumu szerokopasmowego na częstotliwościach pokrywających się z zakresami sygnału czujnika. Skoki szumów są na tyle silne, że można je zinterpretować jako ważne zdarzenia przełączające, co może mieć wpływ nawet na czujniki cyfrowe.

Najlepsze praktyki w zakresie prowadzenia kabli i ochrony

Kable są najsłabszym ogniwem większości instalacji czujników matrycowych. Wyginają się podczas wymiany matryc, zostają ściśnięte pomiędzy płozami matrycy, przebiegają obok zsypów ślimakowych, gdzie spadający złom ściera płaszcze, a także zwijają się do przechowywania w sposób, który z czasem powoduje zmęczenie miedzianych przewodników. Najlepsza praktyka branżowa zaleca całkowite wyeliminowanie pojedynczych kabli czujników poprzez okablowanie wszystkich czujników-montowanych na matrycy do skrzynki przyłączeniowej za pomocą krótkich, trwale poprowadzonych odcinków. Pojedynczy kabel łączący skrzynkę przyłączeniową z interfejsem prasy pozostaje w prasie, a nie zwija się z matrycą, eliminując pierwotny tryb awarii zmęczeniowej.

W instalacjach, w których dostępna jest sieć bezprzewodowa, systemy nadajników bezprzewodowych całkowicie eliminują problem okablowania. Obudowa samochodowa MISUMI rozwiązała awarie złączy wywołane wibracjami-, zastępując połączenia przewodowe parą bezprzewodowego nadajnika i czujnika wyjściowego, która działała bez problemów przez wiele miesięcy po instalacji, ponieważ po prostu nie było już żadnego fizycznego połączenia, które mogłoby ulec degradacji.

Jeżeli konieczne jest użycie kabli, poprowadź je przez obrobione maszynowo kanały w stopce matrycy, z dala od ścieżek ślimakowych i ruchomych elementów. Należy używać elastycznego przewodu dostosowanego do narażenia na olej i temperaturę występujące w danej operacji. Zabezpiecz kable w odstępach na tyle krótkich, aby wibracje nie mogły wywołać ruchu bijącego i pozostaw wystarczającą pętlę serwisową w punktach połączeń, aby konserwacja mogła ponownie naprawić uszkodzony koniec bez wymiany całego odcinka.

• Mgła olejowa i spray chłodzący- Najbardziej wrażliwe: czujniki fotoelektryczne i laserowe (zanieczyszczenie soczewki zmniejsza siłę sygnału). Środek zaradczy: użyj złączek-odpowietrzających powierzchnie czujników, zaplanuj czyszczenie soczewek podczas każdej konserwacji matrycy lub wymień czujniki optyczne na indukcyjne, jeśli pozwala na to geometria detekcji.
• Odpryski metalu i osadzanie się ślimaków- Najbardziej wrażliwe: indukcyjne czujniki zbliżeniowe (fałszywe wyzwalacze na skutek nagromadzenia metalowych zanieczyszczeń w pobliżu powierzchni czujnika). Środek zaradczy: montuj czujniki pionowo lub odwrotnie, tak aby grawitacja usuwała wióry, używaj podmuchu powietrza, aby utrzymać kieszenie czujników w czystości i ustawiaj odległość wykrywania tak, aby w zasięgu znajdowały się tylko celowe cele.
• Wibracje i wstrząsy mechaniczne- Najbardziej narażone: wszystkie typy czujników (poluzowane mocowania, zmęczenie złącza, pęknięcie żyły kabla). Środek zaradczy: użyj-nakrętek zabezpieczających i{3}}masy zabezpieczającej gwint na osprzęcie montażowym, określ złącza przystosowane do środowisk wibracyjnych i rozważ bezprzewodową transmisję sygnału w zastosowaniach-silnych wibracji.
• Ciepło z-formowania z dużą prędkością- Najbardziej wrażliwe: czujniki z obudowami polimerowymi lub elektroniką-odporną na niskie-temperatury w pobliżu stanowisk formowania, gdzie utwardzanie przez odkształcenie generuje miejscowe ciepło. Środek zaradczy: wybierz czujniki przystosowane do temperatur roboczych wyższych od-najgorszego przypadku i, jeśli to możliwe, montuj czujniki z dala od bezpośrednich ścieżek promieniowania cieplnego.
• Zakłócenia elektromagnetyczne- Najbardziej wrażliwe: czujniki sygnału analogowego (piezoelektryczne ogniwa obciążnikowe, laserowe czujniki przemieszczenia) i długie, nieekranowane kable. Środek zaradczy: użyj kabli ekranowanych z uziemieniem tylko na jednym końcu, poprowadź kable czujników z dala od zasilania silnika i linii elektromagnesu oraz wybierz czujniki z wbudowanym-kondycjonowaniem sygnału, który wysyła solidny sygnał cyfrowy blisko punktu wykrywania.

Każdemu z tych zagrożeń dla środowiska można zaradzić dzięki odpowiedniemu doborowi sprzętu i dyscyplinie instalacyjnej. Problem zaczyna się, gdy czujniki są instalowane w stanie czystym i testowane statycznie, a następnie oczekuje się, że utrzymają tę wydajność przez tysiące godzin produkcji bez strategii konserwacji. Czujniki wymagają harmonogramów inspekcji, podobnie jak stemple i sprężyny matrycowe. Różnica polega na tym, że zużyty stempel powoduje, że widoczna jest zła część. Zdegradowany czujnik po cichu traci swoje właściwości ochronne, dopóki nie nastąpi awaria, której miał zapobiec.

Utrzymanie czujników przy życiu w tym środowisku to tylko połowa sukcesu. Wytwarzane przez nie sygnały muszą przejść przez sterowniki, bramki logiczne i interfejsy pras, zanim będą mogły faktycznie zatrzymać skok, a ten łańcuch sygnałowy wprowadza własne punkty awarii i ograniczenia czasowe.

Architektura systemu od czujnika do kontrolera i naciśnij przycisk Stop

Czujnik wykrywa problem. Ale wykrycie to nie to samo, co zatrzymanie. Pomiędzy momentem, w którym indukcyjny czujnik zbliżeniowy zarejestruje zatrzymany ślimak, a momentem włączenia prasy krawędziowej, istnieje cały łańcuch sygnałowy, który musi działać bezbłędnie przy każdym skoku, setki razy na minutę. Słabe ogniwo w dowolnym miejscu tego łańcucha, niezależnie od tego, czy jest to wolny kontroler, źle zsynchronizowane okno monitorowania, czy opóźniony interfejs do sterowania prasą, zmienia dobry czujnik w bezużyteczny.

Zrozumienie tej architektury odróżnia zespoły inżynierów, którzy budują niezawodne zabezpieczenia matryc od tych, którzy przykręcają czujniki do oprzyrządowania i mają nadzieję na najlepsze.

Od sygnału czujnika do polecenia zatrzymania

Łańcuch sygnałowy w systemie stemplowania z czujnikami matrycy ma ścisłą sekwencję. Każdy krok zwiększa opóźnienie, a skumulowany czas musi mieścić się w oknie określonym przez kąt krytyczny. Oto jak to płynie:

1. Aktywacja czujnika:Czujnik wykrywa stan nieprawidłowy, taki jak brakująca część, zatrzymany ślimak lub niepełny postęp podawania. Jego wyjście przełącza stan, zazwyczaj z normalnego „dobrego” stanu do stanu awaryjnego.
2. Transmisja sygnału:Sygnał elektryczny przepływa z czujnika kablem do skrzynki przyłączeniowej-montowanej na matrycy, a następnie kablem magistralnym do-montowanego na prasie interfejsu czujnika. Na tym etapie długość przewodu, jakość złącza i ekranowanie wpływają na integralność sygnału.
3. Przetwarzanie wejścia kontrolera:Sterownik zabezpieczenia matrycy odczytuje sygnał wejściowy czujnika i porównuje go z zaprogramowanym oknem monitorowania. Jeżeli w aktywnym oknie dla tego kanału czujnika pojawi się sygnał o uszkodzeniu, sterownik zarejestruje go jako usterkę ważną. Jeśli sygnał spadnie za okno, zostanie zignorowany jako normalny ruch mechanizmu.
4. Ocena logiki:Sterownik określa, czy stan awaryjny wymaga natychmiastowego zatrzymania. Niektóre systemy umożliwiają logikę AND/OR między czujnikami, w przypadku której awaria pojedynczego czujnika powoduje zatrzymanie, podczas gdy inne wymagają wielu czujników, aby potwierdzić problem przed podjęciem działań.
5. Zatrzymaj wyjście polecenia:Kontroler wysyła górny-sygnał stopu do sterownika prasy. To wyjście to zazwyczaj przewodowy styk przekaźnika lub wyjście półprzewodnikowe-podłączone bezpośrednio do obwodu-zatrzymania awaryjnego prasy, co pozwala na pominięcie wszelkich opóźnień sieci.
6. Odpowiedź na sterowanie prasą:Sterowanie prasą odbiera sygnał zatrzymania, odłącza zasilanie elektromagnesu sprzęgła i zasila hamulec. Powietrze uchodzi z cylindra sprzęgła, a powierzchnie cierne hamulca zazębiają się, spowalniając koło zamachowe i wał korbowy.
7. Zwalnianie i zatrzymanie siłownika:Tłok prasy zwalnia o kąt zatrzymania. Jeżeli całkowity czas potrzebny na etapy od pierwszego do szóstego jest krótszy niż czas pozostały do ​​zamknięcia matrycy, tłok zatrzymuje się przed uszkodzeniem. Jeśli nie, awaria i tak nastąpi.

Każda milisekunda ma znaczenie. Sterownik, którego przetwarzanie danych wejściowych zajmuje 4 ms zamiast 2 ms, może nie wydawać się dużą ilością, ale przy 400 SPM różnica 2 ms równa się w przybliżeniu 5 stopni obrotu wału korbowego, co wystarczy, aby przekroczyć kąt krytyczny przy ciasnej konfiguracji.

Kontrolery ochrony matrycy i okna rozrządu krzywkowego

Sterownik ochrony matrycy jest mózgiem systemu. Umożliwia znacznie więcej niż tylko przekazywanie sygnałów z czujników do sterownika prasy. Jego głównym zadaniem jest kontekst: decydowanie, kiedy sygnał wyjściowy każdego czujnika ma znaczenie, a kiedy należy go zignorować.

W tym miejscu z pomocą przychodzą okna rozrządu krzywki. Rezolwer lub enkoder zamontowany na wale korbowym prasy przekazuje do sterownika położenie kątowe w czasie rzeczywistym. Dla każdego kanału czujnika operator programuje okno monitorowania określone przez kąt początkowy i kąt końcowy. Sterownik ocenia sygnał tego czujnika tylko w wyznaczonym dla niego oknie. Za oknem czujnik może swobodnie przełączać się bez wywoływania usterki.

Dlaczego jest to konieczne? Wyobraź sobie czujnik indukcyjny potwierdzający, że mechanizm przenoszący przesunął półfabrykat na miejsce. Podczas pierwszych 180 stopni skoku ramię przenoszące jest w ruchu, przechodzi przez obszar detekcji czujnika, opuszcza go i powraca. Jeżeli sterownik monitorowałby w sposób ciągły, normalny ruch mechanizmu powodowałby ciągłe fałszywe wyzwalanie. Ograniczając okno monitorowania do, powiedzmy, 270–330 stopni, sterownik sprawdza dopiero po zakończeniu przesyłania i przed zamknięciem matrycy. Brakujący blank w tym momencie jest naprawdę nienormalny.

Nowoczesne sterowniki obsługują jednocześnie dziesiątki wejść czujników, każdy z niezależnymi oknami czasowymi. Obsługują także różne tryby czujnika:

• Czujniki cykliczne:Należy aktywować raz na skok w obrębie okna (np. wykrywanie części-, gdy czujnik widzi wyjście części w każdym cyklu).
• Czujniki statyczne:Musi utrzymywać stały stan w całym oknie (np. wykrywanie sprzączki kolby, gdy jakakolwiek zmiana w oknie wskazuje na problem).
• Analogowe czujniki progowe:Musi mieścić się w zaprogramowanym przedziale dużej/niskiej siły w trakcie okna (np. monitorowanie tonażu).

Prawidłowe ustawienie okien to po części nauka, po części rzemiosło. Zbyt wąskie okna nie wykrywają uzasadnionych usterek, ponieważ aktywacja czujnika wypada o kilka stopni poza zaprogramowany zakres w związku z różną szybkością produkcji. Zbyt szerokie okna wychwytują normalne odchylenia i generują fałszywe zatrzymania. Doświadczeni technicy zajmujący się konfiguracją wykonują iteracje podczas prób, pracując z pełną prędkością produkcyjną, obserwując, w którym miejscu cyklu skoku faktycznie przypadają aktywacje czujników, a następnie programują okna z wystarczającym marginesem dla zmian prędkości bez wychwytywania szumów.

Integracja IoT na potrzeby konserwacji predykcyjnej

Tradycyjne zabezpieczenie matrycy ma charakter wyłącznie reaktywny: coś idzie nie tak, czujnik to wykrywa, prasa zatrzymuje się. Napraw problem i uruchom ponownie. System zapobiega uszkodzeniom, ale nie zapobiega stanowi, który spowodował zatrzymanie.

Architektury czujników obsługujące-IoT zmieniają to równanie. Łącząc sterowniki zabezpieczeń matryc z sieciami zakładów i platformami chmurowymi, zespoły inżynierów uzyskują dostęp do danych trendów, które ujawniają rozwijające się problemy, zanim spowodują zatrzymanie.

Oto praktyczny przykład. Czujnik monitorujący tonaż rejestruje szczytową siłę formowania przy każdym skoku. Po ponad 50 000 uderzeń siła ta stopniowo rośnie o 8 procent. System reaktywny ignoruje ten błąd, dopóki nie przekroczy progu alarmowego i nie zatrzyma prasy. System predykcyjny sygnalizuje trend przy odchyleniu o 4%, ostrzegając konserwatorów o stępieniu krawędzi stempla lub uszkodzeniu smarowania, zanim produkcja zostanie przerwana.

Możliwości rejestracji danych nowoczesnych sterowników, w tym systemów prezentowanych na wydarzeniach branżowych m.inFABTECH, włącz kilka strategii predykcyjnych:

• Trend krzywej siły:Analogowe dane dotyczące tonażu rejestrowane na każdy skok ujawniają stopniowe wzorce zużycia stempli, przycisków matryc i sprężyn azotowych. Harmonogramy konserwacji zmieniają się z kalendarza-na stan-.
• Zatrzymaj analizę-przyczyn:Każde zatrzymanie prasy jest rejestrowane ze znacznikiem czasu, kątem obrotu wału korbowego, kanałem czujnika i rodzajem usterki. Agregowanie tych danych pomiędzy zmianami i cyklami produkcyjnymi pozwala na identyfikację problemów chronicznych w porównaniu ze zdarzeniami losowymi, wskazując, że konserwacja powinna skupiać się na przyczynach źródłowych, a nie na objawach.
• Monitorowanie czasu cyklu:Czasy wyprzedzenia podawania, które stopniowo wydłużają sygnał elementów podajnika pogarszających jakość sygnału lub problemy z obsługą materiału, umożliwiając interwencję, zanim faktycznie nastąpi zacięcie.
• Diagnostyka stanu czujnika:Czujniki z obsługą IO-Link-raportują własny stan działania, w tym siłę sygnału, poziom zanieczyszczenia powierzchni optycznych i temperaturę wewnętrzną. Sterownik może oznaczyć czujnik tracący margines, zanim faktycznie uda mu się wykryć prawdziwą usterkę.

Integracja PLC łączy to wszystko w jedną całość. Wiele operacji stemplowania łączy sterowniki ochrony matrycy z zakładową siecią PLC za pośrednictwem przemysłowych protokołów Ethernet, takich jak EtherNet/IP lub PROFINET. Umożliwia to sterownikowi PLC agregowanie danych z czujników wraz z parametrami prasy, stanem podajnika i śledzeniem materiału. Połączenie to tworzy jednolity widok komory tłoczenia, w którym widoczne stają się korelacje między wydarzeniami prasowymi a warunkami poprzedzającymi lub następującymi po procesie.

Na przykład sterownik PLC monitorujący zarówno linię cewki, jak i system ochrony matrycy może korelować zwiększone-zatrzymania krótkiego podawania z określonym identyfikatorem cewki, która ma bardziej rygorystyczne-niż-nominalne właściwości materiału. Ta korelacja, niewidoczna, gdy każdy system działa w izolacji, umożliwia proaktywną regulację przed uruchomieniem kolejnej cewki z tej samej partii.

Ścieżka integracji od podstawowych czujników cyfrowych do systemu predykcyjnego-w pełni obsługującego IoT nie wymaga usuwania istniejącego sprzętu. Wiele obiektów zaczyna od standardowych czujników przewodowych i samodzielnego sterownika zabezpieczenia matrycy, a następnie w miarę rozwoju operacji dodaje łączność sieciową i rejestrowanie danych.I/O-Połącz czujniki, które łączą się za pomocą prostych kabli M12 z modułem głównym w sieci PLC, oferują praktyczny środek. Zachowują szybką reakcję czujników przewodowych, jednocześnie dodając dane diagnostyczne i zdalną konfigurację za pośrednictwem tego samego połączenia fizycznego.

Architektura działa, gdy każdy komponent, od reakcji czujnika, poprzez logikę sterownika po mechanikę zatrzymywania prasy, jest dopasowany do wymagań konkretnej operacji tłoczenia. Jednak nawet najlepiej-zaprojektowany system w końcu wykazuje usterkę, która nie ma oczywistej przyczyny. Kiedy czujniki uruchamiają się bez wyraźnego powodu lub ulegają cichej awarii w warunkach produkcyjnych, zorganizowane podejście do rozwiązywania problemów staje się różnicą pomiędzy naprawą trwającą 20-minut a dochodzeniem trwającym całą zmianę.

Rozwiązywanie problemów z awariami czujników i fałszywymi wyzwalaczami

Prasa zatrzymuje się w połowie-biegu. Wyświetlacz sterownika wskazuje błąd kanału czujnika. Operator sprawdza matrycę, nie widzi niczego złego, resetuje i uruchamia cykl. Trzy uderzenia później kolejny przystanek. Ten sam kanał. Ten sam brak widocznej przyczyny. Brzmi znajomo? Fałszywe wyzwalacze i sporadyczne awarie to-najbardziej czasochłonne problemy w każdym programie ochrony matrycy, ponieważ podważają pewność operatora i maskują prawdziwe usterki za ścianą uciążliwych zatrzymań.

Kluczem do szybkiego rozwiązania tych problemów jest rozpoznanie tegofałszywe wyzwalanie nie jest przypadkowe. Jest to przewidywalny wynik niedopasowania warunków pomiędzy czujnikiem a jego otoczeniem. Ustrukturyzowane podejście diagnostyczne, przechodzące od prostych kontroli fizycznych do stopniowo głębszej analizy, izoluje przyczyny źródłowe bez marnowania godzin na szukanie objawów.

Najczęstsze przyczyny i rozwiązania związane z fałszywymi wyzwalaczami

Większość fałszywych wyzwalaczy ma swój początek w jednym z kilku powtarzających się wzorców:

• Gromadzenie się wiórów metalowych:Drobne pozostałości po stemplowaniu gromadzą się w pobliżu powierzchni czujników indukcyjnych i są wykrywane jako ważny cel. Szczególnie podatne są czujniki zamontowane poziomo pod otworami matrycy. Rozwiązanie polega na zmianie położenia czujnika w pionie lub dodaniu procedury-przedmuchu powietrzem w celu oczyszczenia kieszeni pomiędzy seriami.
• Film olejowy na czujnikach optycznych:Soczewki fotoelektryczne tracą siłę sygnału w miarę pokrywania ich powierzchni smarem przez wiele godzin produkcji. Sygnał wyjściowy stopniowo słabnie, aż czujnik okresowo spadnie poniżej progu przełączania. Zaplanowane czyszczenie soczewki przy każdej konserwacji matrycy zapobiega temu dryftowi.
• Awarie złącza-wywołane wibracjami:W złączach poddawanych uderzeniom prasy powstają mikro-szczeliny, które otwierają się i zamykają przy każdym pociągnięciu. Sterownik widzi chwilową utratę sygnału, interpretuje to jako usterkę i zatrzymuje prasę. Ponowne założenie złącza tymczasowo rozwiązuje problem, ale problem powraca. Zastąpienie standardowych złączy wersjami odpornymi na wibracje-lub przejście na puszki przyłączeniowe z okablowaniem trwale eliminuje awarię.
• Dryft termiczny na czujnikach siły:Czujniki monitorujące tonaż skalibrowane przy zmianie temperatury otoczenia w miarę nagrzewania się matrycy podczas produkcji. Siły związane z granicą plastyczności i progami granicy plastyczności, które wyglądały prawidłowo podczas konfiguracji, dryfują w miarę nagrzewania się wewnętrznej elektroniki czujnika. Jest to szczególnie zwodnicze, ponieważ usterka pojawia się dopiero po 30 do 60 minutach pracy, po osiągnięciu przez matrycę równowagi termicznej.
• Niewłaściwa odległość wykrywania:Czujniki zainstalowane na granicy swojego zakresu znamionowego będą oscylować pomiędzy stanami wykrytymi i niewykrytymi. Najlepszą praktyką jest utrzymywanie od 60 do 70 procent znamionowego zakresu wykrywania, aby zapewnić odpowiedni margines przed zmianami środowiskowymi.

Odróżnienie problemu z czujnikiem od rzeczywistego problemu z matrycą ma kluczowe znaczenie. Jeśli czujnik tonażu sygnalizuje przeciążenie, należy określić, czy siła plastyczności w przedmiocie obrabianym rzeczywiście wzrosła, być może z powodu zmienności materiału, która powoduje, że wartość granicy plastyczności jest wyższa od oczekiwanej, czy też czujnik dryfował. Sprawdzenie danych krzywej s- zarejestrowanych przez sterownik, jeśli są dostępne, ujawnia, czy zmienił się kształt profilu siły (wskazując rzeczywistą zmianę procesu), czy też przesunęło się tylko przesunięcie linii bazowej (wskazując dryf czujnika).

Systematyczna sekwencja diagnostyczna w przypadku awarii sygnału

Kiedy kanał czujnika zgłasza błędy bez oczywistej przyczyny, powstrzymaj się od natychmiastowej wymiany czujnika. Zamiast tego wykonaj następującą sekwencję:

1. Kontrola wzrokowa:Sprawdź powierzchnię czujnika pod kątem zanieczyszczeń, osadzania się wiórów lub uszkodzeń fizycznych. Sprawdź osłonę kabla pod kątem nacięć, śladów przyszczypnięć lub przetarć spowodowanych kontaktem ze ślimakiem. Sprawdź elementy montażowe pod kątem luzów.
2. Gniazdo złącza:Odłącz i podłącz ponownie każde złącze na ścieżce sygnału, od czujnika do skrzynki przyłączeniowej, aż do interfejsu prasy. Poszukaj uszkodzonych styków, skorodowanych styków lub złączy, które nie zatrzaskują się całkowicie.
3. Weryfikacja sygnału za pomocą sprzętu testowego:Użyj oscyloskopu lub wbudowanego-monitora sygnału w sterowniku, aby obserwować surowy sygnał wyjściowy czujnika podczas ręcznego uruchamiania czujnika ze znanym celem. Upewnij się, że sygnał przełącza się czysto, bez odbić i szumów. Jeśli sygnał jest błędny bez obecności celu, problemem jest czujnik lub jego okablowanie.
4. Test zamiany:Wymień podejrzany czujnik na-sprawdzony, dobry moduł o identycznej specyfikacji. Jeśli usterka zniknie, oznacza to, że oryginalny czujnik uległ awarii. Jeśli problem będzie się powtarzał, problem leży po stronie zasilania (okablowanie) lub za nim (wejście sterownika).
5. Przegląd logiki kontrolera:Sprawdź, czy okno monitorowania kanału powodującego usterkę jest prawidłowo zaprogramowane dla bieżącej prędkości produkcji. Zmiana prędkości z próby na produkcję może przesunąć się tam, gdzie aktywacje czujników przypadają w cyklu skoku, powodując wylądowanie prawidłowych sygnałów poza zaprogramowanym oknem.
6. Izolacja środowiska:Jeśli wszystkie kontrole sprzętu przejdą pomyślnie, uruchom prasę ze zmniejszoną prędkością lub z częściowo zdemontowaną matrycą, aby określić, czy usterka jest zależna od obciążenia (wibracje, temperatura), czy też od prędkości- (czas, zakłócenia elektromagnetyczne). Zawęża to pierwotną przyczynę do konkretnego warunku pracy.

Ta sekwencja przechodzi od-kosztowych kontroli wizualnych do coraz bardziej zaawansowanej diagnostyki, dzięki czemu nie tracisz czasu na złożone analizy, gdy przez cały czas problemem było luźne złącze.

Harmonogramy konserwacji zapobiegawczej systemów czujników

Dzięki reaktywnemu rozwiązywaniu problemów możesz kontynuować pracę, natomiast konserwacja zapobiegawcza pozwala uniknąć konieczności rozwiązywania problemów w pierwszej kolejności. Czujniki wymagają zaplanowanej uwagi, podobnie jak elementy tnące i sprężyny matrycowe.

Przy każdej konserwacji matrycy, zazwyczaj co 50 000 do 100 000 uderzeń, w zależności od zastosowania, należy uwzględnić następujące kontrole-specyficzne dla czujnika:

• Wyczyść wszystkie powierzchnie czujników i soczewki optyczne. Usuń wióry nagromadzone w kieszeniach czujników.
• Sprawdź moment montażowy wszystkich elementów mocujących czujnika. Dokręć ponownie wszystkie elementy, które poluzowały się pod wpływem wibracji.
• Sprawdź osłony kabli pod kątem ścierania, nasycenia olejem lub uszkodzeń spowodowanych uciskiem. Wymień kable wykazujące odsłonięty przewodnik.
• Ręcznie przełącz każdy czujnik z celem testowym, aby potwierdzić, że przełączenie następuje w oczekiwanej odległości.
• Przejrzyj dzienniki błędów sterownika dla kanałów pokazujących rosnącą częstotliwość zatrzymywania, co sygnalizuje rozwijające się problemy, zanim staną się chroniczne.

W zakładach, które traktują konserwację czujników jako część standardowej procedury PM, obserwuje się znacznie mniej uciążliwych przestojów i wyłapują czujniki ulegające degradacji, zanim całkowicie stracą zdolność ochronną. Alternatywa polegająca na oczekiwaniu, aż fałszywe wyzwalacze staną się wystarczająco częste, aby wymusić działanie, oznacza działanie bez zabezpieczenia w okresie, gdy wydajność czujnika uległa pogorszeniu, ale nie uległa jeszcze całkowitej awarii.

Oczywiście nawet najbardziej zdyscyplinowany program konserwacji nie jest w stanie zrekompensować czujników zamontowanych w oprzyrządowaniu, którym brakuje wymaganej spójności wymiarowej. Kiedy elementy matrycy zużywają się nierównomiernie lub wysokość waha się między cyklami ostrzenia, czujniki warunków podstawowych opierają się na nieprzewidywalnym przesunięciu, co sprawia, że ​​niezawodne wykrywanie jest prawie niemożliwe, niezależnie od tego, jak dobrze konserwowane są same czujniki.

Projektowanie precyzyjnych matryc obsługujących systemy czujników

Czujniki mierzą odchylenie od linii bazowej. Jeśli ta linia bazowa zmienia się co kilka tysięcy uderzeń, ponieważ elementy matrycy zużywają się nierównomiernie, wahania wysokości zamknięcia lub ścieżki przepływu materiału zmieniają się w nieprzewidywalny sposób, system czujników nie ma stabilnego punktu odniesienia, z którym można by porównać. Oznacza normalną zmienność jako wadę lub, co gorsza, akceptuje rozwijający się problem jako coś normalnego. Precyzja w budowie matryc nie polega tylko na wytwarzaniu dobrych części. Chodzi o stworzenie stabilności wymiarowej, która sprawia, że ​​ochrona matrycy oparta na czujnikach- faktycznie działa.

Dlaczego precyzyjne oprzyrządowanie zapewnia niezawodne działanie czujnika

Zastanów się, czego tak naprawdę potrzebuje czujnik zbliżeniowy monitorujący wyrzucanie części: gotowa część musi znaleźć się w powtarzalnej obwiedni wykrywania, skok po skoku, w tym samym momencie cyklu prasy. Jeśli luzy matrycy są luźne lub jeśli systemy prowadzące pozwalają na luz boczny podczas zamykania, trajektoria wyjściowa części jest różna. Po kilku ruchach przechodzi przez pole czujnika czysto. Inne pociągnięcia ledwo dotykają krawędzi strefy detekcji. Sygnał wyjściowy czujnika staje się niespójny, a sterownik nie jest w stanie odróżnić prawdziwego stanu zablokowanej-części od normalnego rozproszenia trajektorii.

Ta sama zasada ma zastosowanie do monitorowania tonażu. Gdy elementy matrycy zachowują wąskie tolerancje, sygnatura siły każdego skoku powtarza się z minimalnymi zmianami. Czujnik wykrywający przeciążenie może wykorzystywać wąskie okno progowe i wychwytywać problemy przy wartości 5% powyżej normy, zamiast potrzebować 20-procentowego pasma, aby skompensować hałas powodowany przez niedbałe oprzyrządowanie. Węższe okno oznacza wcześniejsze wykrycie, co oznacza mniejsze szkody, gdy coś naprawdę pójdzie nie tak.

Na niezawodność czujnika bezpośrednio wpływa kilka cech oprzyrządowania:

• Powtarzalna wysokość zamknięcia:Stała odległość zamykania zapewnia, że ​​cele czujnika (części, krawędzie pasków, mechanizmy krzywkowe) docierają do tej samej pozycji względem powierzchni czujnika w każdym cyklu. Zmiana wysokości zamknięcia tak mała jak 0,05 mm może wypchnąć cel do i z pasma histerezy przełączania czujnika zbliżeniowego.
• Wąskie tolerancje systemu prowadnic:Wewnętrzne słupki prowadzące z minimalnym prześwitem zapobiegają bocznemu przesunięciu matrycy podczas-pracy z dużą prędkością. Dzięki temu dopasowanie czujnika-do-obiektu jest stabilne nawet przy zwiększonej częstotliwości skoków, gdy zwiększają się siły dynamiczne.
• Stały przepływ materiału:Matryce zaprojektowane z odpowiednio obliczonymi promieniami ciągnienia i naciskami półfabrykatu, w oparciu o moduł sprężystości przetwarzanej stali i jej granicę plastyczności dla gatunku stali, zapewniają przewidywalne zachowanie materiału. Przewidywalne zachowanie zapewnia czujnikom-monitorującym czystą podstawę do pracy.
• Jednolite zużycie stempla i matrycy:Gdy elementy skrawające są wykonane z odpowiednio-obrobionej cieplnie stali narzędziowej (SKH9 o twardości HRC 60–62 w przypadku stempli, SKD11 o twardości 58–60 HRC w przypadku wykrojników, zgodnie z zaleceniami branżowymi), zużywają się one równomiernie i powoli. Stopniowe, równomierne zużycie powoduje liniowy dryft sygnatur siły, który może śledzić monitorowanie predykcyjne. Nierównomierne zużycie spowodowane nierówną twardością powoduje powstawanie nieregularnych rozkładów sił, które mylą analizę trendów.

Materiały o module sprężystości stali około 200 GPa przenoszą obciążenia formujące przez stos matryc w przewidywalny sposób. Kiedy samo oprzyrządowanie jest zbudowane tak, aby utrzymać pozycję pod tymi obciążeniami, bez nadmiernego odkształcenia lub luzu, czujniki otrzymują czyste, powtarzalne sygnały. Połączenie sztywności materiału i precyzji produkcji stwarza warunki, w których znamionowa dokładność czujnika faktycznie przekłada się na-rzeczywistą zdolność wykrywania.

Projektowanie elementów montażowych czujników w nowym oprzyrządowaniu

Instalacje czujników modernizowanych są z natury kompromisem. Matryca została zaprojektowana do formowania, a nie do wykrywania, a każda kieszeń czujnika, kanał kablowy i lokalizacja wspornika podlegają negocjacji z istniejącą geometrią. Zespoły inżynieryjne, które określają wymagania dotyczące czujników podczas projektowania matrycy, całkowicie eliminują te kompromisy.

Praktyczne postanowienia dotyczące-etapu projektu obejmują:

• Obróbka kieszeni czujników na dokładną głębokość i średnicę-zlicowanych czujników zbliżeniowych do montażu płaskiego w punktach wyjścia ślimaków i ścieżkach wyrzutu, dzięki czemu powierzchnia czujnika znajduje się w optymalnej odległości wykrywania bez podkładek.
• Dodanie gwintowanych występów montażowych w pobliżu stacji pilotowych i linii zasilających, gdzie wsporniki fotoelektryczne wymagają sztywnych,-odpornych na wibracje punktów mocowania.
• Prowadzenie kanałów kablowych przez matryce łączące lokalizacje czujników z centralną pozycją skrzynki przyłączeniowej, z głębokością kanałów chroniącą kable przed uszkodzeniami mechanicznymi podczas manipulacji.
• Rezerwacja miejsca na dolnej stopce matrycy na mocowanie skrzynki przyłączeniowej dostępnej od strony operatora, dzięki czemu podłączanie i rozłączanie złączy odbywa się bez sięgania po ruchome elementy.

To zintegrowane podejście do projektu-jest zgodne ze sposobem, w jaki czołowi producenci matryc radzą sobie z gotowością czujników. Sprzedawcy lubiąYICHEN, którzy specjalizują się w precyzyjnych matrycach do tłoczenia małych,-dokładnych i tolerancyjnych-części o krytycznym znaczeniu, zapewniają spójność wymiarową, która sprawia, że ​​systemy czujników są niezawodne od pierwszego skoku. Gdy elementy matrycy zachowują wąskie tolerancje w ciągu milionów cykli, czujniki mogą wcześniej wykrywać odchylenia z mniejszą liczbą fałszywych alarmów, ponieważ linia bazowa, do której się odnoszą, nie zmienia się. Dla zespołów inżynierskich oceniających oprzyrządowanie, które musi obsługiwać projekty gotowe do stosowania-z czujnikami w dużych ilościach produkcyjnych, możliwości precyzyjnych tłoczników YICHEN stanowią praktyczny punkt wyjścia.

Moduł sprężystości stali określa, jak bardzo struktura matrycy wygina się pod obciążeniem. Matryca zbudowana z niewystarczającą grubością przekroju lub z niewłaściwie-odprężonych płyt będzie odkształcać się w różny sposób w zależności od tonażu w zależności od zmiany partii materiału. To odchylenie przesuwa cele czujnika względem ich punktów mocowania, tworząc ruchomą linię bazową, której żadna ilość oprogramowania kontrolera nie jest w stanie w pełni skompensować. Precyzyjna konstrukcja matrycy, odpowiedni dobór materiału, odpowiednia masa przekroju i dokładne odprężenie, eliminują tę zmienną u źródła.

Ostatecznie czujnik i matryca nie są oddzielnymi układami. Są współzależne. Precyzyjna matryca sprawia, że ​​czujniki są niezawodne. Niezawodne czujniki wydłużają żywotność precyzyjnej matrycy, wychwytując problemy, zanim spowodują one-przyspieszające awarie związane ze zużyciem. Ten pozytywny cykl działa tylko wtedy, gdy obie strony równania są zbudowane według tego samego standardu i gdy ogólna strategia czujników traktuje wybór, rozmieszczenie, integrację i jakość narzędzi jako ujednolicony system, a nie izolowane decyzje.

Budowanie kompletnej strategii czujnika matrycy dla produkcji

Wybór czujnika, rozmieszczenie, architektura systemu, ochrona środowiska, rozwiązywanie problemów i precyzja oprzyrządowania nie są oddzielnymi projektami. Stanowią one elementy jednego systemu, który albo współpracuje, albo zawodzi. Kiedy produkcja wzrasta, a liczba uderzeń wzrasta, najsłabsze ogniwo w tym łańcuchu decyduje o tym, czy zabezpieczenie matrycy wytrzyma, czy załamie się. Strategia, która traktuje każdy element oddzielnie, wybiera czujniki z katalogu bez uwzględnienia czasu zatrzymania prasy lub montuje czujniki bez planowania pod kątem zanieczyszczeń, to strategia stworzona, aby zawieść dokładnie w momencie, w którym jest to najważniejsze.

Tworzenie strategii czujników dopasowanej do Twojej działalności

Każda operacja stemplowania ma unikalny odcisk palca. 200-tonowa matryca progresywna pracująca ze stalą miękką przy 150 SPM stwarza zasadniczo inne wyzwanie w zakresie ochrony niż 1000-t matryca transferowa formująca-wysokowytrzymałą stal dwufazową przy 40 SPM. Pierwszy wymaga szybkiej reakcji czujnika i małych okien synchronizacji krzywki. Drugie wymaga niezawodnego monitorowania siły dostosowanego do wartości odkształcenia stali o wyższej plastyczności i szerszych zakresów progowych tonażu, które uwzględniają utwardzanie przez zgniot na różnych stacjach.

Dopasowanie strategii dotyczącej czujników do prowadzonej działalności oznacza zadanie określonego zestawu pytań przed określeniem sprzętu:

• Jaki jest kąt zatrzymania prasy przy prędkości produkcyjnej i czy pozostawia on wystarczająco dużo czasu na reakcję czujnika i przetwarzanie przez sterownik?
• Jakie tryby awarii są najprawdopodobniejsze, biorąc pod uwagę typ matrycy, materiał i wielkość produkcji?
• Jaka jest granica plastyczności materiału, z którego korzystasz i jaki ma to wpływ na progi monitorowania siły na różnych stacjach?
• Czy Twoje środowisko wymaga czujników odpornych na olej, chipy i zakłócenia elektromagnetyczne, czy może przetrwa-standardowy sprzęt?
• Czy Twoje oprzyrządowanie zapewnia spójność wymiarową niezbędną czujnikom do zapewnienia stabilnej linii bazowej wykrywania?

Odpowiedzi kształtują wszystko na dalszym etapie. Zespół zajmujący się produkcją-krytycznych części w dużych ilościach potrzebuje narzędzi, które utrzymują pozycję cykl po cyklu, w połączeniu z czujnikami, które mogą wykorzystać tę spójność do wczesnego wykrywania problemów. Sklep stemplujący nawiasy o niskiej-złożoności w krótkich seriach może przedkładać szybką-zmianę konfiguracji czujnika nad absolutną precyzję wykrywania. Żadne podejście nie jest błędne. Niewłaściwym podejściem jest stosowanie tej samej konfiguracji czujników w obu przypadkach bez dostosowania do rzeczywistości operacyjnej.

W przypadku zespołów zajmujących się produkcją krytycznych części o wysokiej-dokładności lub tolerancji-w dużych ilościach połączenie dobrze-zaprojektowanego systemu czujników z precyzyjnymi narzędziami stworzonymi z myślą o powtarzalnej produkcji masowej tworzy podstawę trwałej produkcji o niskim-wyrzucie.Precyzyjne tłoczniki YICHEN, przeznaczone do małych i{0}}części o dużej dokładności, są przykładem narzędzi wspierających to podejście: wąskie tolerancje utrzymywane na przestrzeni milionów skoków zapewniają czujnikom stabilne odniesienie, które nie dryfuje, umożliwiając węższe okna wykrywania i wcześniejszą identyfikację usterek.

Kolejne kroki dla zespołów inżynierskich

Niezależnie od tego, czy oceniasz istniejący program czujników, który ma słabą wydajność pod względem prędkości, czy planujesz od podstaw stworzenie nowych narzędzi dla czujników, droga naprzód przebiega według jasnej sekwencji. Zacznij od fizyki, dopasuj do zastosowania, zweryfikuj na stanowisku badawczym i utrzymuj produkcję.

Oto praktyczne wnioski z całego tego frameworku:

• Sprawdź swoją matematykę kąta krytycznego.Oblicz ponownie kąty zatrzymania przy rzeczywistych prędkościach produkcyjnych, a nie przy prędkościach próbnych. Upewnij się, że czas reakcji czujnika i opóźnienie kontrolera mieszczą się w dostępnym oknie. Jeśli tak nie jest, szybsze czujniki lub-kontroler wyższej prędkości nie są opcjonalnymi aktualizacjami. Są to wymagania.
• Mapuj tryby awarii na typy czujników.Nie instaluj czujników w sposób ogólny. Określ, w czym może zawieść każda matryca, czy to zacięcie, zatrzymanie ślimaków, sklejanie się części czy przeciążenie siłą, i wybierz technologię czujnika, która niezawodnie wykrywa ten konkretny stan w Twoim środowisku.
• Zaplanuj elementy czujnika w projekcie matrycy.Wymagaj kieszeni czujników, kanałów kablowych i mocowań skrzynek przyłączeniowych w każdej nowej specyfikacji matrycy. Modernizacja jest zawsze kompromisem. Zaprojektowane-zintegrowane czujniki są zawsze bardziej niezawodne.
• Test-na ławce przed testem-na prasie.Sprawdź instalację czujników na stole warsztatowym za pomocą precyzyjnych narzędzi do pozycjonowania, zanim matryca trafi do produkcji. Sala prasowa to najdroższe miejsce, w którym można dowiedzieć się, że miejsce montażu nie jest odpowiednie.
• Wyeliminuj pojedyncze kable czujników.Podłącz wszystkie czujniki-montowane na matrycy do jednej skrzynki przyłączeniowej ze złączem głównym. Eliminuje to pierwotny tryb awarii, zmęczenie kabla spowodowane wielokrotnym zwijaniem i eliminuje błędy okablowania podczas konfiguracji.
• Zainwestuj w precyzję narzędzi.Czujniki nie są w stanie chronić matryc, które przesuwają się w nieprzewidywalny sposób. Wąskie tolerancje prowadnic, stałe wysokości zamknięcia i jednolite wzorce zużycia wysokiej jakości stali narzędziowych zapewniają czujnikom stabilną linię bazową do monitorowania. Granica plastyczności stali w przedmiocie obrabianym określa kopertę siły. Precyzja narzędzi określa, czy czujniki mogą niezawodnie wykrywać odstępstwa od nich.
• Wbuduj konserwację w harmonogram PM.Oczyść powierzchnie czujników, sprawdź moment montażowy, sprawdź kable i przeglądaj dzienniki błędów przy każdej konserwacji matrycy. Czujniki ulegają stopniowej degradacji. Złap ich, zanim po cichu stracą zdolność ochronną.
• Wykorzystaj dane do przewidywania, a nie tylko do reagowania.Rejestruj krzywe siły, przyczyny zatrzymania i wskaźniki stanu czujnika. Z biegiem czasu dane te ujawniają wzorce, które umożliwiają konserwację-opartą na stanie i korygowanie procesów przed wystąpieniem awarii.

Ochrona matrycy nie jest funkcją dodawaną do operacji tłoczenia. Jest to dyscyplina, którą można połączyć w jedną całość, począwszy od projektowania matrycy, poprzez wybór czujnika, integrację systemu i bieżącą konserwację. Operacje, które pozwalają to zrobić, nie tylko pozwalają uniknąć awarii. Działają szybciej, z mniejszą ilością złomu, mniejszą liczbą nieplanowanych przestojów i narzędziami, które wytrzymują dłużej, ponieważ problemy wyłapują się już przy pierwszym suwie, a nie tysięcznym. To właśnie zapewnia strategia kompletnego czujnika matrycy, gdy każdy element systemu jest dopasowany do produkcji, której służy.

Często zadawane pytania dotyczące czujników matryc w tłoczeniu

1. Jaki jest kąt krytyczny zabezpieczenia tłocznika?

Kąt krytyczny to ostatni punkt obrotu wału korbowego, w którym można wydać sygnał zatrzymania, a prasa zatrzyma się przed zamknięciem matrycy. Oblicza się go, odejmując kąt zatrzymania prasy od kąta zamknięcia matrycy. Jeśli czas reakcji czujnika, czas przetwarzania sterownika i czas zatrzymania prasy przekraczają okno przed tym kątem, prasa nie może zatrzymać się na czas i nastąpi awaria niezależnie od wykrycia czujnika. Każda kombinacja-i-prasy ma unikalny kąt krytyczny, który należy mierzyć przy rzeczywistej prędkości produkcyjnej, a nie przy prędkości próbnej.

2. Jak zapobiec fałszywym wyzwoleniom czujników zabezpieczających matrycę?

Fałszywe wyzwalacze są zwykle skutkiem gromadzenia się wiórów metalowych w pobliżu powierzchni czujników indukcyjnych, osadzania się filmu olejowego na soczewkach fotoelektrycznych, mikroszczelin-w złączach wywołanych wibracjami lub dryfu termicznego na czujnikach siły. Zapobieganie zaczyna się od prawidłowego rozmieszczenia czujników, np. pionowego montażu czujników indukcyjnych, tak aby grawitacja usuwała zanieczyszczenia, stosowania złączek-przedmuchujących powietrze w czujnikach optycznych oraz określenia złączy odpornych na wibracje. Utrzymanie 60–70 procent znamionowej odległości wykrywania zapewnia margines ochrony przed zmianami środowiskowymi. Ustrukturyzowana sekwencja diagnostyczna, obejmująca oględziny wzrokowe i weryfikację sygnału, skutecznie izoluje przyczyny źródłowe.

3. Który typ czujnika jest najlepszy do wykrywania zatrzymania ślimaków w tłoczniku?

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe są preferowanym wyborem do wykrywania retencji ślimaków. Generują pole elektromagnetyczne, które wykrywa obiekty metalowe bez kontaktu fizycznego, co czyni je idealnymi do montażu bezpośrednio pod otworami matrycy lub otworami wylotowymi ślimaka. Ich kluczową zaletą jest odporność na czynniki środowiskowe: mgła olejowa, spray chłodzący i-odłamki niemetaliczne nie wpływają na pole elektromagnetyczne. Montowane podtynkowo czujniki rurowe, umieszczone w punktach wyjścia ślimaków, niezawodnie wykrywają zatrzymane ślimaki, nie zakłócając normalnego przepływu ślimaków podczas prawidłowej pracy.

4. Jak prędkość prasy wpływa na wymagania dotyczące czujnika matrycy?

Wyższe prędkości prasy zmniejszają dostępne okno detekcji z obu stron. Przy 600 SPM jeden pełny skok trwa tylko 100 milisekund, więc każdy element łańcucha sygnałowego od aktywacji czujnika, poprzez przetwarzanie sterownika do włączenia hamulca, musi mieścić się w kurczącym się przedziale czasu. Dodatkowo wyższe prędkości zwiększają moment obrotowy, co wydłuża kąt hamowania i dodatkowo zawęża okno. Naciski powyżej 300 SPM zazwyczaj wymagają odpowiedzi czujnika poniżej-milisekundy, minimalnego opóźnienia kondycjonowania sygnału i precyzyjnie zaprogramowanych-czasowo okien monitorowania kamery, aby zapewnić skuteczną ochronę.

5. Dlaczego precyzyjne oprzyrządowanie ma znaczenie dla niezawodności czujnika matrycy?

Czujniki mierzą odchylenie od linii bazowej, a precyzyjne narzędzia zapewniają stabilną, powtarzalną linię bazową, której potrzebują. Gdy komponenty matrycy zachowują wąskie tolerancje, części są wyrzucane po stałych trajektoriach, sygnatury sił powtarzają się z minimalnymi odchyleniami, a cele czujników docierają do tej samej pozycji w każdym cyklu. Pozwala to na zastosowanie bardziej rygorystycznych progów wykrywania i wychwytywanie problemów przy odchyleniu 5% zamiast konieczności stosowania pasm 20% w celu uwzględnienia niespójności oprzyrządowania. Dostawcy tacy jak YICHEN budują precyzyjne matryce do tłoczenia o spójności wymiarowej, która obsługuje projekty-z czujnikami, umożliwiając wcześniejsze wykrywanie usterek z mniejszą liczbą fałszywych alarmów w milionach cykli produkcyjnych.