สายการอัดรีดลวดและสายเคเบิล

ความรู้อุตสาหกรรม

การออกแบบสกรูส่งผลต่อคุณภาพผลผลิตในสายไฟและวัสดุอย่างไร สายการอัดรีดสายเคเบิล

สกรูเครื่องอัดรีดคือหัวใจสำคัญของสิ่งใดๆ สายการอัดรีดลวดและสายเคเบิล แต่เรขาคณิตของมันมักจะถือเป็นพารามิเตอร์คงที่มากกว่าตัวแปรที่ปรับได้ ในทางปฏิบัติ การออกแบบสกรู รวมถึงอัตราส่วน L/D อัตราส่วนการอัด ระยะพิทช์การบิน และการกำหนดค่าโซนกั้น จะกำหนดความเป็นเนื้อเดียวกันของของเหลว อัตราเอาท์พุต และความสม่ำเสมอของความหนาของผนังฉนวนโดยตรง ตัวอย่างเช่น สกรูที่ออกแบบมาสำหรับสารประกอบ PVC จะสร้างอุณหภูมิหลอมเหลวและอัตราเฉือนที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดเมื่อใช้ เอ็กซ์แอลพีอี หรือ TPE แม้ว่าจะตั้งค่า RPM ที่เหมือนกันก็ตาม การทำความเข้าใจความสัมพันธ์เหล่านี้ช่วยให้วิศวกรฝ่ายผลิตสามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลรอบด้านเกี่ยวกับการเลือกสกรู แทนที่จะเผลอไปทำอะไรก็ตามที่มาพร้อมกับเครื่องจักร

อัตราส่วน L/D (ความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง) เป็นพารามิเตอร์สกรูที่ใช้บ่อยที่สุด อัตราส่วน L/D ที่สูงขึ้น — โดยทั่วไปคือ 25:1 ถึง 30:1 สำหรับการใช้งานฉนวนสายเคเบิล — ช่วยให้มีเวลาคงตัวมากขึ้นสำหรับการหลอมโพลีเมอร์ ปรับปรุงการผสมและความสม่ำเสมอทางความร้อน อย่างไรก็ตาม สกรูที่ยาวกว่ายังเพิ่มการรับความร้อนจากแรงเฉือน ซึ่งอาจเป็นปัญหาสำหรับสารประกอบที่ไวต่อความร้อน เช่น วัสดุ LSZH (ฮาโลเจนไร้ควันต่ำ) ในกรณีเหล่านี้ การออกแบบสกรูกั้นที่มีส่วนการผสมโดยเฉพาะใกล้กับโซนสูบจ่ายให้วิธีแก้ปัญหาที่ดีกว่า โดยแยกเฟสของแข็งและเฟสหลอมละลายตั้งแต่ต้นในถัง ลดการปนเปื้อนของเม็ดที่ยังไม่ละลายโดยไม่มีแรงเฉือนมากเกินไป

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. กำหนดค่ารูปทรงของสกรูตามตระกูลสารประกอบเฉพาะและช่วงเอาท์พุตเป้าหมายสำหรับ Cable Extrusion Line ของลูกค้าแต่ละราย แทนที่จะจัดหาสกรูอเนกประสงค์ ทีมวิศวกรจะประเมินกราฟความหนืดของโพลีเมอร์ หน้าต่างอุณหภูมิในการประมวลผล และข้อกำหนดความเร็วของสายการผลิต ก่อนที่จะระบุอัตราส่วนการอัดและรูปทรงการบิน วิธีการนี้จะขจัดแหล่งที่มาทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงความหนาของผนัง ซึ่งผู้ปฏิบัติงานมักเข้าใจผิดเกี่ยวกับปัญหาการวางศูนย์กลางแม่พิมพ์หรือการควบคุมความตึง

การทำโปรไฟล์อุณหภูมิข้ามโซนถัง: เหตุใดโซนที่มากขึ้นจึงหมายถึงการควบคุมที่มากขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว การกำหนดค่า Cable Extrusion Line สมัยใหม่จะแบ่งกระบอกอัดรีดออกเป็นห้าถึงแปดโซนการทำความร้อนที่ควบคุมโดยอิสระ รวมถึงโซนดายและครอสเฮดที่แยกจากกัน วัตถุประสงค์ของการแบ่งส่วนนี้ไม่เพียงแต่เพื่อให้ความร้อนแก่โพลีเมอร์จนถึงอุณหภูมิหลอมเหลวเป้าหมายเท่านั้น แต่ยังเพื่อจัดการการไล่ระดับความร้อนตลอดเส้นทางการขึ้นรูปพลาสติกทั้งหมด เพื่อให้ของหลอมมาถึงแม่พิมพ์ในสถานะที่สม่ำเสมอและปราศจากฟองที่ความหนืดที่ถูกต้องสำหรับความหนาของผนังเป้าหมายและความเร็วของเส้น

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือโซนถังทั้งหมดควรทำงานที่อุณหภูมิใกล้เคียงกัน โดยเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเมื่อหันไปทางแม่พิมพ์ ในทางปฏิบัติ โปรไฟล์ที่เหมาะสมที่สุดจะขึ้นอยู่กับวัสดุเป็นอย่างมาก สำหรับโพลีเมอร์กึ่งผลึก เช่น เอชดีพีอี รูปแบบที่เพิ่มขึ้น — โซนป้อนที่เย็นกว่า โซนสูบจ่ายที่ร้อนขึ้นเรื่อยๆ — ส่งเสริมการหลอมแบบค่อยเป็นค่อยไป และลดความเสี่ยงของการหลอมละลายก่อนกำหนดที่ขัดขวางฟีด สำหรับวัสดุอสัณฐาน เช่น PVC แข็ง โปรไฟล์ที่เรียบกว่าและจุ่มลงในโซนสูบจ่ายเล็กน้อยจะป้องกันการเสื่อมสภาพจากการสะสมความร้อนจากแรงเฉือนที่มากเกินไป การทำให้โปรไฟล์นี้ไม่ถูกต้องทำให้เกิดการรวมไมโครเจลหรือข้อบกพร่องที่พื้นผิวซึ่งจะปรากฏให้เห็นในระหว่างการทดสอบประกายไฟหรือระหว่างการทดสอบการใช้งานขั้นสุดท้ายของลูกค้าเท่านั้น

กลยุทธ์โปรไฟล์อุณหภูมิทั่วไปตามวัสดุ

โปรไฟล์เหล่านี้ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเริ่มต้น ไม่ใช่สูตรอาหารตายตัว การเพิ่มประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงต้องใช้เกจวัดแรงดันหลอมเหลวที่ทางเข้าของแม่พิมพ์และเทอร์โมมิเตอร์หลอมเหลวแบบอินฟราเรดเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของอุณหภูมิหลอมเหลวจริงโดยไม่ขึ้นกับค่าที่ตั้งไว้ของโซนบาร์เรล ซึ่งเป็นความแตกต่างที่สำคัญอย่างมากเมื่อใช้สายการผลิตความเร็วสูงที่สูงกว่า 200 ม./นาที

การควบคุมแรงดึงแบบดึงออกของหนอนผีเสื้อและผลกระทบต่อการยืดตัวของตัวนำ

ในสายการอัดรีดลวดและสายเคเบิล หน่วยดึงออกของหนอนผีเสื้อทำหน้าที่มากกว่าการดึงสายเคเบิลที่เสร็จแล้วด้วยความเร็วที่ตั้งไว้ ซึ่งเป็นกลไกหลักในการควบคุมความหนาของผนังฉนวนแบบเรียลไทม์ ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการดึงออกและอัตราเอาท์พุตของเครื่องอัดรีดจะกำหนดอัตราส่วนการดึงลง ซึ่งจะควบคุมว่าเครื่องอัดรีดจะยืดออกระหว่างทางออกของแม่พิมพ์และจุดแข็งตัวมากน้อยเพียงใด แม้แต่การเปลี่ยนแปลงความเร็ว 1–2% ในการลากออกก็สามารถเปลี่ยนความหนาของผนังที่ระบุไปนอกแถบพิกัดความเผื่อที่ระบุโดยมาตรฐาน เช่น IEC 60227 หรือ UL 83

ผลที่ตามมาของความตึงเครียดในการดึงออกที่มีการกล่าวถึงน้อยกว่าคือผลกระทบต่อตัวนำนั่นเอง เมื่อความตึงเครียดมากเกินไป — โดยทั่วไปเกิดจากความดันสายพานหนอนผีเสื้อที่ตั้งไว้สูงเกินไปหรือจากความไม่ตรงกันระหว่างความเร็วในการลากและความตึงเครียดการปล่อยออก — ตัวนำจะเกิดการยืดตัวอย่างถาวร ในตัวนำตีเกลียว การยืดตัวนี้จะบีบอัดความยาวชั้นของสายไฟแต่ละเส้น ทำให้ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงของตัวนำเปลี่ยนแปลงไปต่อความยาวหน่วย และอาจส่งผลให้ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดในการวัดค่าความต้านทานต่อกิโลเมตร ผลกระทบจะเด่นชัดเป็นพิเศษกับโครงสร้างลวดละเอียดที่มีขนาดต่ำกว่า 0.5 มม.² ซึ่งค่าความต้านทานแรงดึงของเกลียวมีค่าน้อยกว่า

การกำหนดค่าหนอนผีเสื้อที่เหมาะสมต้องใช้ความยาวและแรงกดของสายพานที่ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลและความแข็งของสารประกอบของปลอกหุ้ม สารประกอบที่นิ่มกว่า เช่น ซิลิโคนหรือ TPU ที่ยืดหยุ่น ต้องใช้แรงจับยึดสายพานที่ต่ำกว่าและแผ่นรองสายพานที่กว้างขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการทำเครื่องหมายบนพื้นผิว ระบบควบคุมควรรวมการตอบสนองตำแหน่งลูกกลิ้งของนักเต้นจากทั้งการจ่ายออกและการรับขึ้น เพื่อรักษาหน้าต่างความตึงเครียดที่มั่นคงตลอดการวิ่งทั้งหมด รวมถึงในระหว่างขั้นตอนการเร่งความเร็วและการชะลอตัวเมื่อเริ่มต้นและปิดเครื่อง

การติดตั้งระบบเดิมเพิ่มเติม: สิ่งที่สามารถและไม่สามารถอัพเกรดได้

ผู้ผลิตสายเคเบิลหลายรายใช้งานอุปกรณ์ Extrusion Line ของสายไฟและสายเคเบิลที่มีอายุ 15-25 ปี ซึ่งมีเสียงเชิงกลแต่ถูกจำกัดด้วยสถาปัตยกรรมการควบคุมที่ล้าสมัย ตัวควบคุมอุณหภูมิแบบอะนาล็อก และลอจิกลำดับตามรีเลย์ที่ป้องกันการรวมเข้ากับ MES สมัยใหม่หรือระบบรวบรวมข้อมูล การเปลี่ยนทั้งบรรทัดไม่ใช่เส้นทางที่ประหยัดที่สุดเสมอไป การปรับปรุงตามเป้าหมายสามารถกู้คืนขีดความสามารถของสายการผลิตใหม่ได้ 70–85% ที่ 30–50% ของต้นทุนเงินทุน โดยมีเงื่อนไขว่าสภาพทางกลของกระบอกอัดรีด สกรู และกระปุกเกียร์ตรงตามเกณฑ์การสึกหรอขั้นต่ำ

การประเมินลำดับความสำคัญชุดติดตั้งเพิ่ม

• การอัพเกรดมูลค่าสูง: การเปลี่ยน PLC ด้วยแพลตฟอร์ม Siemens S7 หรือ Allen-Bradley ControlLogix ที่ทันสมัย, HMI หน้าจอสัมผัสพร้อมการจัดการสูตร, การควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางวงปิดโดยใช้เกจเลเซอร์ และการลากออกที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวพร้อมการตอบสนองแรงดึง
• การอัพเกรดมูลค่าปานกลาง: การเปลี่ยนตัวควบคุมโซนบาร์เรลแบบอะนาล็อกด้วยหน่วย PID แบบดิจิทัลที่มีการปรับแต่งอัตโนมัติ การอัพเกรดไดรฟ์อินเวอร์เตอร์เป็นไดรฟ์ความถี่แปรผันรุ่นปัจจุบันพร้อมระบบเบรกเพื่อการกู้คืนพลังงาน
• ค่าต่ำกว่าเว้นแต่จะมีข้อผิดพลาด: การเปลี่ยนกระปุกเกียร์ที่มีกลไกเสียง ถังอัดรีดที่มีการสึกหรอน้อยกว่า 40% บนระยะห่างระหว่างไลเนอร์ถึงสกรู หรือโครงสร้างรางระบายความร้อนที่ปราศจากการกัดกร่อน
• ไม่รองรับการติดตั้งเพิ่มเติม: เฟรมเครื่องอัดรีดที่มีการบิดเบี้ยวของเฟรมเกินเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนในการจัดแนว ครอสเฮดที่มีรูปแบบเกลียวหลุดบนโบลต์ที่อยู่ตรงกลาง หรือกรวยป้อนที่มีการสึกหรอภายในที่สร้างการแยกส่วนของส่วนผสมผสม

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. ได้พัฒนากระบวนการประเมินการปรับปรุงโครงสร้างเพิ่มเติมสำหรับลูกค้าที่ใช้งานอุปกรณ์ Cable Extrusion Line ที่เก่าแก่ การประเมินครอบคลุมถึงการวัดการสึกหรอของสกรูและบาร์เรลผ่านกล้องบอร์สโคป การทดสอบระยะฟันเฟืองของกระปุกเกียร์ การถ่ายภาพความร้อนของประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนจากบาร์เรล และการตรวจสอบระบบควบคุมเพื่อระบุส่วนประกอบที่ล้าสมัยและไม่มีอะไหล่ ขั้นตอนการวินิจฉัยนี้ป้องกันไม่ให้ลูกค้าลงทุนในการอัพเกรดการควบคุมบนแพลตฟอร์มกลไกซึ่งจะต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดภายในสามถึงห้าปีโดยไม่คำนึงถึง

การควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางของวงปิด: วิธีการทำงานและขีดจำกัดของมัน

เส้นผ่านศูนย์กลางของเลเซอร์ซึ่งวางตำแหน่งทันทีหลังจากรางระบายความร้อนกลายเป็นมาตรฐานในการติดตั้ง Cable Extrusion Line ใหม่ส่วนใหญ่ เกจวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกอย่างต่อเนื่อง — โดยทั่วไปที่อัตราการสแกน 500 ถึง 2,000 เฮิรตซ์ — และป้อนการวัดกลับไปยังตัวควบคุมความเร็วของสายการผลิตหรือตัวขับเคลื่อนความเร็วของสกรูเครื่องอัดรีดเพื่อแก้ไขความเบี่ยงเบนจากเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายแบบเรียลไทม์ ในระบบที่ได้รับการปรับแต่งอย่างดี สถาปัตยกรรมวงปิดนี้สามารถรักษาพิกัดความเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางให้อยู่ภายใน ±0.02 มม. บนสายการผลิตที่วิ่งที่ 100–150 ม./นาที ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานลวด IEC และ UL ส่วนใหญ่ โดยไม่จำเป็นต้องให้ผู้ปฏิบัติงานดำเนินการในระหว่างการผลิตในสภาวะคงที่

อย่างไรก็ตาม การควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางแบบวงปิดมีข้อจำกัดที่สำคัญซึ่งซัพพลายเออร์อุปกรณ์ไม่ได้สื่อสารอย่างชัดเจนเสมอไป เกจวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของปลอกด้านนอก — ไม่สามารถตรวจจับความเยื้องศูนย์ของความหนาของผนังได้โดยตรง ซึ่งต้องใช้เกจวัดความหนาของผนังแบบอัลตราโซนิกหรือเครื่องตรวจวัดความเยื้องศูนย์แบบอิงความจุไฟฟ้าซึ่งวางอยู่ในรางน้ำ สายเคเบิลสามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกได้อย่างสมบูรณ์แบบขณะทำงานด้วยความเยื้องศูนย์ 30–40% หากการเบี่ยงเบนของศูนย์กลางแม่พิมพ์ในระหว่างการใช้งานระยะยาวเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนของตัวครอสเฮด การใช้เกจเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงอย่างเดียวในการควบคุมกระบวนการจะผ่านการตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกในขณะที่สร้างวัสดุที่ไม่ผ่านความหนาของผนังขั้นต่ำที่จุดที่บางที่สุด

นอกจากนี้ เวลาตอบสนองของลูปป้อนกลับยังถูกจำกัดโดยระยะห่างระหว่างทางออกของดายและตำแหน่งเกจ บนท่อที่มีรางระบายความร้อนที่ยาว — จำเป็นสำหรับสายเคเบิลตัวนำขนาดใหญ่ที่โพลีเมอร์ต้องการความยาวในการทำความเย็นที่ขยาย — ความล่าช้าในการขนส่งนี้อาจอยู่ที่ 15 ถึง 40 วินาทีที่ความเร็วของท่อทั่วไป ในระหว่างความล่าช้านี้ เกิดการรบกวนกระบวนการ (เช่น แรงดันหลอมที่เพิ่มขึ้นจากชุดกรองที่ถูกบล็อกบางส่วน) ได้ผลิตสายเคเบิลที่ไม่ยอมรับได้ยาว 25 ถึง 60 เมตร ก่อนที่ระบบควบคุมจะตอบสนอง การทำความเข้าใจความล่าช้านี้และการตั้งค่าพารามิเตอร์เดดแบนด์ที่เหมาะสมในอัลกอริธึมควบคุมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการสั่นของการแก้ไขมากเกินไป ซึ่งมักจะสร้างความเสียหายต่อความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์มากกว่าการรบกวนดั้งเดิม

การขดอัตโนมัติและการจัดวางบนพาเลทด้วยหุ่นยนต์: ข้อควรพิจารณาในการบูรณาการสำหรับระบบอัตโนมัติที่ปลายทาง

ระบบอัตโนมัติขั้นสุดท้าย — ซึ่งรวมถึงเครื่องขดม้วนอัตโนมัติ สถานีรัดหรืออัดเทป และระบบจัดเรียงพาเลทด้วยหุ่นยนต์ — มักถูกวางแผนไว้เป็นส่วนเพิ่มเติมในอนาคตในระหว่างการเริ่มเดินเครื่องสายการผลิต Extrusion Line และสายเคเบิล จากนั้นจึงเลื่อนออกไปอย่างไม่มีกำหนดเนื่องจากข้อจำกัดด้านเงินทุนหรือความซับซ้อนในการบูรณาการ ผลที่ตามมาก็คือ การขดม้วนและการจัดวางบนพาเลทแบบแมนนวลกลายเป็นปัญหาคอขวดในการผลิต โดยจำกัดความเร็วของสายการผลิตไม่ใช่จากกำลังการผลิตของเครื่องอัดรีด แต่ตามอัตราทางกายภาพที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดการกับคอยล์ที่เสร็จแล้วได้ ในสายการผลิตที่ผลิตลวดอาคารขนาดเล็กที่ความเร็วสูงกว่า 300 ม./นาที การขดแบบแมนนวลนั้นไม่สามารถทำได้ — วงจรการเปลี่ยนคอยล์ไม่สามารถตามทันกับผลผลิตที่ผลิตได้

การรวมคอยล์อัตโนมัติเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่จำเป็นต้องให้ความสนใจกับพารามิเตอร์หลายตัวที่ตั้งค่าไว้ที่ระดับการควบคุมเครื่องอัดรีด ได้แก่ มิเตอร์ที่แม่นยำนับจากตัวเข้ารหัสแบบดึงออก สัญญาณการตัดที่เชื่อถือได้ไปยังมีดบินหรือเครื่องตัดแบบโรตารี่ และลำดับการถ่ายโอนคอยล์ที่ไม่ปล่อยให้สายเคเบิลหย่อนสะสมระหว่างเครื่องตัดและแกนคอยล์ใหม่ หาก PLC สายการผลิตเครื่องอัดรีดไม่ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงสัญญาณการจับมือเหล่านี้ การติดตั้งคอยล์เลอร์อัตโนมัติเพิ่มเติมอาจจำเป็นต้องมีการปรับปรุงระบบควบคุมที่สำคัญ นอกเหนือจากการติดตั้งฮาร์ดแวร์คอยล์เลอร์เพียงอย่างเดียว

Shanghai Yessjet Precise Machinery Co., Ltd. ออกแบบสถาปัตยกรรมควบคุม Wire And Cable Extrusion Line พร้อมการบูรณาการระบบอัตโนมัติที่ปลายสายการผลิตเป็นความสามารถที่วางแผนไว้ตั้งแต่การสร้างครั้งแรก แม้ว่าลูกค้าจะไม่ได้ซื้ออุปกรณ์ขดลวดและจัดเรียงพาเลทในทันทีก็ตาม ความจุ I/O สำรอง เทอร์มินัลบล็อกแบบมีสายล่วงหน้าสำหรับการสื่อสารคอยลเลอร์ และแผนผังสัญญาณที่จัดทำเป็นเอกสารรวมอยู่ในแพ็คเกจการทดสอบการใช้งานมาตรฐาน ช่วยให้ลูกค้าสามารถเพิ่มการวางบนพาเลทด้วยหุ่นยนต์หรือการม้วนอัตโนมัติในภายหลังโดยไม่ต้องกลับไปที่โรงงานเพื่อออกแบบระบบควบคุมใหม่ แนวทางที่เข้ากันได้กับอนาคตนี้ช่วยลดการลงทุนทั้งหมดที่จำเป็นเมื่อปริมาณการผลิตพิสูจน์ให้เห็นถึงระบบอัตโนมัติในสายการผลิตอย่างเต็มรูปแบบในที่สุด