Nawijarka z układaczem krokowym

Napędy układaczy w nawijarkach – możliwości sterowania i precyzja pracy.

Układacze z mechanizmem uhing (mechanizm krzywkowy).

Układacze napędzane mechanizmem uhing (często spotyka się też określenie mechanizm krzywkowy lub śrubowo-korbowy) są rozwiązaniem typowo mechanicznym. Napęd uhing opiera się na sztywnym sprzężeniu mechanicznym ruchu układacza z obrotem bębna nawijającego. Skok prowadnika oraz prędkość ruchu poprzecznego wynikają bezpośrednio z geometrii mechanizmu.

Regulacja parametrów odbywa się:

• Mechanicznie (zmiana przełożeń, elementów krzywkowych).
• Ręcznie i zazwyczaj tylko podczas postoju maszyny.
• Brak jest aktywnego sterowania elektronicznego i sprzężenia zwrotnego.

Precyzja układania w mechanizmach uhing:

• Jest stała i powtarzalna, o ile warunki pracy się nie zmieniają.
• Zależy głównie od jakości wykonania mechaniki.
• Pogarsza się przy zmianach średnicy nawoju i prędkości linii.
• Układacz nie kompensuje poślizgu materiału, zmian naciągu i tolerancji średnicy profilu.

Ograniczenia funkcjonalne:

• Brak możliwości dynamicznej korekty skoku.
• Trudności w realizacji nawijania warstwowego lub krzyżowego.
• Mniejsza jakość nawoju przy cienkich lub elastycznych żyłkach.
• Mechanizmy uhing sprawdzają się tam, gdzie wystarczająca jest dokładność mechaniczna, a proces jest stabilny i powtarzalny.

Układacze napędzane silnikami krokowymi.

Silnik krokowy wykonuje ruch w dyskretnych krokach, które są generowane przez sterownik. Każdy impuls powoduje obrót wału silnika o określony kąt, co jest przekładane się na liniowy ruch układacza za pomocą śruby kulowej lub pasa zębatego. Śruba kulowa zapewnia wyższą precyzje działania. Napędy z silnikami krokowymi zapewniają dobrą precyzje pozycjonowania, możliwość łatwej zmiany parametrów nawijania, prostą integrację z systemem sterowania PLC.

Możliwości sterowania:

• Programowa zmiana skoku i prędkości,
• Cyfrowa synchronizacja z prędkością linii.
• Możliwość stosowania mikrokroków.
• Precyzja napędu krokowego:
• Wysoka przy niskich i średnich prędkościach,
• Zależna od rozdzielczości kroku i mechaniki (śruba kulowa, pas zębaty),
• Podatna na błędy przy przeciążeniu na skutek gubienia kroków.
• Narastające błędy pozycjonowania przy długiej pracy bez sprzężenia zwrotnego,
• Drgania i rezonanse przy określonych prędkościach.

Silniki krokowe umożliwiają:

• Zmianę parametrów nawijania „z receptury”.
• Kompensację wzrostu średnicy nawoju.
• Realizację wzorów układania.

Napędy układacza z silnikiem serwo (synchronicznym).

Układacze serwo wykorzystują silniki z enkoderem, pracujące w zamkniętej pętli regulacji. System sterowania na bieżąco monitoruje pozycję, prędkość i moment obrotowy, co pozwala na bardzo precyzyjne sterowanie ruchem prowadnika.

Enkoder dostarcza informacji o:

• Pozycji.
• Prędkości.
• Przyspieszeniu.
• Sterownik porównuje wartość zadaną z rzeczywistą i koryguje ruch w czasie rzeczywistym.

Możliwości sterowania:

• Interpolacja ruchów osi.
• Dynamiczna zmiana skoku układania.
• Adaptacja do zmian naciągu i średnicy nawoju w czasie rzeczywistym.
• Serwonapędy oferują:
• Bardzo wysoką dokładność pozycjonowania (rzędu setnych milimetra).
• Pełną powtarzalność ruchu przy wysokich prędkościach.
• Płynny ruch bez efektu skokowego.
• Stabilną pracę przy wysokich prędkościach.

Dzięki sprzężeniu zwrotnemu z enkoderem absolutnym nie występuje utrata pozycji, błędy są korygowane na bieżąco a jakość nawoju pozostaje stała przez cały cykl. Układacze serwo umożliwiają nawijanie precyzyjnie warstwowe, wzory krzyżowe o zmiennym kącie, automatyczną korekcję przy krawędziach bębna,

Podsumowanie:

Wybór odpowiedniego typu układacza w nawijarkach żyłek i profili zależy od charakteru produkcji, wymagań jakościowych oraz budżetu inwestycyjnego.

• Mechanizmy uhing sprawdzają się w prostych, stabilnych procesach.
• Silniki krokowe oferują dobry kompromis pomiędzy ceną a elastycznością.
• Silniki serwo zapewniają najwyższą precyzję i są najlepszym rozwiązaniem dla nowoczesnych linii o wysokich wymaganiach technologicznych.

Odpowiednio dobrana nawijarka z właściwym układaczem pozwala nie tylko poprawić jakość produktu, ale także zwiększyć wydajność i niezawodność całej linii do wytłaczania.

Cechy użytkowe nawijarek dwuwrzecionowych:

• Nawijarki mogą być wyposażone w układacz mechaniczny, napędzany silnikiem krokowym lub serwo.
• W przypadku zastosowania układacza z napędem silnikiem krokowym lub serwo zamiana ruchu obrotowego silnika na ruch liniowy układacza następuje za pomocą śruby kulowej, która zapewnia wymaganą precyzję działania.
• Nawijarka jest sterowana przez własne sterownik PLC oraz posiada dotykowy panel operatora HMI.
• Nawijarki są przeznaczone do pracy w liniach wytłaczających profile. Profil może być podawany do układacza od góry na poziomie ok 1100 mm lub od dołu na pziomie ok 300 mm.
• Nawijarki mogą pracować jako lewostronne lub prawostronne, co pozwala na ustawienie dwóch linii naprzeciwko siebie. W takim układzie dwie linie mogą być obsługiwane przez jednego operatora.
• Nawijarki współpracują z magazynem zapewniając stały naciąg oraz funkcje magazynowania.
• Napęd szpul nawijarki realizowany jest przez nowoczesne silniki asynchroniczne.
• Nawijarki są wyposażone w programowany licznik metrów liczący do przodu lub do tyłu z rozdzielczością 2 mm.
• Wyposażenie opcjonalne:
  • Tensometryczny pomiar siły naciągu wytłaczanego profilu.
  • Mechanizm hamulca zaciskający wytłaczany profil na czas wymiany szpuli przez operatora (mechaniczny, pneumatyczny, elektryczny)
  • Wrzeciona i zaciski mogą być łatwo dostosowane do szpul używanych przez Klienta.
  • Wrzeciona mogą być wyposażone w pneumatyczne wały rozprężne ułatwiające mocowanie szpul lub tulei.