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O Futuro do Enfardamento de Cabos: Precisão e Eficiência com Edge Computing e Sistema de Controle Servo
10 abril 2023
Introdução
Para o processo de enfardamento de cabos, o controle de tensão preciso nas unidades de pagamento sempre foi a chave para alcançar alta velocidade e produção estável, mantendo a qualidade do produto acabado. No passado, quando os freios pneumáticos tradicionais ou até mesmo dispositivos de tensionamento de correia eram comumente utilizados, devido à sua estrutura mecânica, seu desempenho era muito limitado. Como resultado, um sistema de freio de histerese sem contato foi introduzido para melhorar a qualidade e estabilidade do produto. Nas últimas duas décadas, essa tecnologia ajudou muitas fábricas de cabos a produzir cabos de maior qualidade.
Pic.1 Sistema de servo em uma máquina de reunidora
Sistema de controle de tensão servo
Atualmente, com o avanço da tecnologia, a Pioneer atualizou com sucesso nosso design de tensão para um sistema de controle servo de precisão e seu desempenho supremo superou todos os sistemas convencionais de tensionador. Com o uso de tecnologia elétrica atualizada, a tecnologia de servo de precisão foi aplicada com sucesso para produzir cabos de alta qualidade, como cabos de alta tensão, triagem de cabos, cabos de controle, cabos compostos e cabos condutores de cobre e alumínio.
Pic.2 Ilustração de triagem de cabos
Apesar da eficácia do sistema de controle servo, quando há cada vez mais acionamentos de servomotores sendo implantados, a amostragem / cálculo / controle de malha fechada se tornam um grande desafio para a CPU do controlador PLC. Isso pode levar a atrasos e baixa resolução, causando problemas de precisão e estabilidade no controle de tensão e, consequentemente, afetando a qualidade do produto final.
Para aproveitar a vantagem dos sistemas de controle servo, a equipe de P&D da Pioneer desenvolveu uma placa de processador de edge computing. Ela adquire, processa e calcula dados brutos coletados do controlador servo com alta precisão e frequência. Além disso, múltiplos sistemas de malha fechada são aplicados para correção / compensação de variação de plenitude / aceleração / inércia das bobinas de pagamento. Ao fazer isso, o PLC pode se concentrar na tomada de decisões sem ser sobrecarregado pela computação. Uma placa de edge computing maximiza as características de alta precisão e ultra-baixa latência do motor servo.
Computação de Borda
A computação de borda é um conceito moderno que, em vez de enviar dados de sensores para o computador central, traz a capacidade de processamento mais perto das fontes de dados. Isso tem se mostrado eficaz em melhorar o tempo de resposta e também em economizar largura de banda.
Com a computação de borda, os dados de um controlador de servo são coletados e processados bem próximos a ele, e o computador de borda é capaz de coletar/processar esses dados em frequência e resolução muito mais altas, independentemente das limitações da rede ou do poder de processamento do PLC.
Como o servo motor e a computação de borda melhoram a estabilidade da máquina de torção?
Quanto menor o erro de tensão no processo de torção, maior a chance de produzirmos produtos de melhor qualidade em maior velocidade. A Pioneer adotou o sistema de controle de servo porque o servomotor tem um tempo de resposta mais rápido e maior resolução do que os freios pneumáticos ou de histerese. Isso permite que o sistema reaja imediatamente uma vez que o erro ocorra.
Inércia dos bobines
Quando cada bobina de pagamento de uma gaiola de torção está funcionando de completamente carregada para vazia, para manter a tensão da linha constante, o torque real necessário varia de acordo com o braço de força reduzido. Além disso, a inércia rotacional de cada bobina também muda drasticamente ao longo do processo, o que pode ter um impacto sério na força de tensão efetiva durante a aceleração ou desaceleração da linha.
O computador de borda mede os sinais de velocidade linear e de rotação em tempo real, calcula e atualiza os parâmetros físicos, como braço de força, taxa de aceleração angular e inércia rotacional sob o conceito de "técnica de gêmeo digital" para construir um modelo virtual da bobina no ciberespaço e modificar continuamente a demanda de torque do sistema de servo para compensar as variações e alcançar a tensão constante.
Tempo de resposta à quebra do fio
A quebra de fios pode ser um pesadelo para a máquina de torção às vezes. Suponha que o fio pare antes das fieiras compactadoras, a produção pode ser reiniciada em alguns minutos depois de unir o fio quebrado.
No entanto, se o fio for infelizmente arrastado além das fieiras, as coisas não se tornam tão fáceis. É necessário muito tempo para retroceder a máquina e recolocar o fio. Por esse motivo, muitos operadores relutam em executar a torção na velocidade desejada para evitar esse risco.
O sistema de computação de borda usa cálculos diferenciais para avaliar rapidamente a condição real de cada alimentador de fio. O sistema determina a ocorrência de uma quebra de fio em microssegundos, reduzindo significativamente a distância de parada entre a quebra do fio e a parada da máquina.
Conclusão
O sistema de servo melhorou a precisão e estabilidade do controle de tensão da máquina de torção. Além disso, a computação de borda reduz o atraso na transmissão de dados e a carga de computação do PLC.
Nos últimos anos, os fabricantes de cabos têm recebido pedidos muito mais diversificados. Alguns exigem maior complexidade estrutural. Outros exigem maior qualidade. Embora o processo se torne mais complexo, esses cabos têm um valor mais alto.
Para aqueles que desejam sair da guerra de preços, uma máquina de torção mais precisa pode ser uma boa escolha.
