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El futuro del cableado de hilos: precisión y eficiencia con Edge Computing y sistema de control servo
10 abril 2023
Introducción
En el proceso de cableado de hilos, el control preciso de
la tensión en las unidades de alimentación siempre ha sido clave
para lograr una producción estable y de alta velocidad
manteniendo la calidad del producto final. En el pasado, cuando
se utilizaban frenos neumáticos tradicionales o incluso
dispositivos de tensión de correa, debido a la estructura
mecánica su rendimiento era muy limitado. Como resultado, se
introdujo un sistema de freno de histéresis sin contacto para
mejorar la calidad y estabilidad del producto. En las últimas
dos décadas, esta tecnología ha ayudado a muchas fábricas de
cables a producir cables de mayor calidad.
Sistema de control de tensión servo
En la actualidad, con el avance de la tecnología, Pioneer ha actualizado con éxito nuestro diseño de tensión a un sistema de control servo de precisión cuyo rendimiento sobrepasa a todos los sistemas convencionales de tensión. Con el uso de la tecnología eléctrica más avanzada, la tecnología servo de precisión se ha aplicado con éxito para producir cables de alta gama, como cables de voltaje extra alto, pantalla de cables, cables de control, cables compuestos y cables de conductor de cobre y aluminio.
A pesar de la efectividad del sistema de control servo, cuando se despliegan cada vez más unidades de servo, el muestreo / cálculo / control de bucle cerrado se convierte en un gran desafío para la CPU del controlador PLC. Esto puede provocar retrasos y una resolución más baja, lo que causa problemas de precisión y estabilidad en el control de la tensión y, como resultado, afecta la calidad del producto final.
Para aprovechar la ventaja de los sistemas de control servo, el equipo de I+D de Pioneer desarrolló una placa procesadora de Edge Computing. Adquiere, procesa y calcula datos crudos recopilados del controlador servo con una frecuencia y precisión muy altas. Además, se aplican múltiples sistemas de bucle cerrado para la corrección / compensación de la plenitud / aceleración / variación inercial de las bobinas de alimentación. De esta manera, el PLC puede centrarse en la toma de decisiones sin verse obstaculizado por la informática. Una placa de Edge Computing maximiza las características de alta precisión y ultra bajo retraso del motor servo.
¿Cómo mejoran el motor servo y la informática en el borde la estabilidad de la máquina de trenzado?
Cuanto menor sea el error de tensión en el proceso de trenzado, mayor será la posibilidad de producir productos de mejor calidad a una mayor velocidad. Pioneer adoptó el sistema de control servo porque el servomotor tiene un tiempo de respuesta más rápido y una mayor resolución que los frenos neumáticos o de histéresis. Esto permite que el sistema reaccione inmediatamente una vez que se produce el error.
Inercia de los carretes
Cuando cada carrete de pago de una jaula de trenzado va de completamente cargado a vacío, para mantener constante la tensión de la línea, el par requerido varía según el brazo de fuerza reducido. Además, la inercia rotacional de cada carrete también cambia drásticamente a lo largo del proceso, lo que puede tener un impacto grave en la fuerza de tensión efectiva durante la aceleración o desaceleración de la línea.
La computadora en el borde mide las señales de velocidad lineal y velocidad de rotación en tiempo real, luego calcula y actualiza los parámetros físicos, como el brazo de fuerza, la tasa de aceleración del ángulo y la inercia rotacional bajo el concepto de la llamada "técnica de gemelo digital" para construir un modelo virtual de carrete en el ciberespacio y modificar continuamente la demanda de torque del sistema servo para compensar las variaciones y lograr una tensión constante.
Tiempo de respuesta ante la rotura del cable
La rotura del cable puede ser una pesadilla para la máquina de trefilado. Supongamos que el cable se detiene antes de llegar a las matrices de compactación, la producción puede reiniciarse en pocos minutos después de unir el cable roto.
Sin embargo, si el cable se arrastra desafortunadamente más allá de las matrices, las cosas no son tan fáciles. Se requiere mucho tiempo para hacer retroceder la máquina y volver a enhebrar el cable. Por esta razón, muchos operadores se muestran reacios a hacer funcionar la máquina de trefilado a la velocidad deseada para evitar ese riesgo.
El sistema de Edge Computing utiliza cálculos diferenciales para evaluar rápidamente la condición real de cada alimentador de cable. El sistema determina la rotura del cable en microsegundos, reduciendo significativamente la distancia entre la rotura del cable y la parada de la máquina.
Conclusión
El sistema Servo ha mejorado la precisión y la estabilidad del control de tensión de la máquina de trefilado. Además, el Edge Computing reduce la demora en la transmisión de datos y la carga de cálculo de PLC.
En los últimos años, los fabricantes de cables han recibido órdenes mucho más diversificadas. Algunas requieren mayor complejidad estructural. Otras requieren mayor calidad. Aunque el proceso se vuelve más complejo, estos cables valen un valor más alto.
Para aquellos que deseen salir de la guerra de precios, una máquina de trefilado más precisa puede ser su elección.
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