Tại sao thiết lập dập cảm biến khuôn của bạn không thành công khi sản xuất tăng tốc

Cảm biến khuôn trong quá trình dập là gì và tại sao chúng quan trọng

Hãy tưởng tượng máy ép của bạn chạy ở tốc độ tối đa, hơn 300 hành trình mỗi phút, khi một con sên bị kéo trở lại khuôn. Nếu không có cách nào để phát hiện vấn đề đó trong vòng một phần nghìn giây, thì hành trình tiếp theo sẽ nghiền nát phần ren giữa chày và thép khuôn. Kết quả? Thiệt hại nghiêm trọng về dụng cụ, thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và chi phí sửa chữa có thể ngang bằng với chi phí của một khuôn mới.

Cảm biến khuôn trong quá trình dập tồn tại để ngăn chặn chính xác tình huống đó. Các thiết bị điện tử này được gắn bên trong hoặc gần khuôn và theo dõi các điều kiện trong mỗi hành trình ép. Khi có sự cố xảy ra, chẳng hạn như cấp phôi sai, bộ phận bị kẹt ở khuôn trên hoặc phế liệu tích tụ trong trạm cắt, cảm biến sẽ phát hiện sự bất thường và gửi tín hiệu dừng đến bộ điều khiển máy ép trước khi ram đạt đến điểm không thể quay lại.

Cảm biến khuôn làm gì trong máy dập

Về cốt lõi, các cảm biến bảo vệ khuôn thực hiện một công việc: chúng xác minh rằng các điều kiện cụ thể là chính xác trước khi cho phép tiến hành hành trình tiếp theo. Công tắc lân cận xác nhận rằng phần đã hoàn thiện đã được đẩy ra. Một chùm ánh sáng sẽ kiểm tra xem dải đã nâng cao toàn bộ khoảng cách bước chưa. Máy theo dõi trọng tải xác nhận rằng lực cắt nằm trong phạm vi bình thường. Mỗi cảm biến hoạt động như một điểm kiểm tra có/không{4}}có trong chu trình ép.

Mỗi công cụ và bộ khuôn đều có các chế độ lỗi riêng.Một cái chết tiến bộcó thể cần xác minh nguồn cấp dữ liệu, phát hiện tình trạng lưu giữ phần tử và-cảm biến từng phần. Khuôn chuyển có thể ưu tiên sự hiện diện của phôi và vị trí của bộ kẹp. Gói cảm biến thay đổi, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn không đổi: phát hiện sự cố trước khi máy ép đóng lại.

Một cảm biến chỉ có thể bảo vệ khuôn nếu thời gian phản hồi của nó, cộng với thời gian xử lý của bộ điều khiển, cộng với khoảng cách dừng máy ép, cho phép ram dừng lại trước khi đóng khuôn. Bỏ lỡ cửa sổ đó và cảm biến sẽ trở thành một bộ ghi sự kiện.

Tại sao bảo vệ khuôn lại quan trọng đối với hiệu quả sản xuất

Một sự cố khuôn nghiêm trọng có thể khiến công cụ và nhà sản xuất khuôn phải mất nhiều ngày hoặc thậm chí nhiều tháng để sửa chữa, chẳng hạn nhưcác chuyên gia trong ngành đã lưu ý. Việc xây dựng lại nhanh thường tốn gấp hai đến ba lần giá dụng cụ ban đầu vì xưởng khuôn phải tạm dừng các dự án khác để ưu tiên cho dụng cụ bị hỏng. Cộng thêm tổn thất sản xuất, phế liệu do sự cố va chạm và khả năng hư hỏng máy ép, và một lỗi không được phát hiện có thể tiêu tốn hàng chục nghìn đô la.

Bảo vệ khuôn chuyển đổi nền kinh tế từ sửa chữa phản ứng sang phòng ngừa chủ động. Một hệ thống cảm biến-được triển khai tốt sẽ phát hiện các vấn đề ngay trong cú đánh đầu tiên chúng xuất hiện, hạn chế thiệt hại trong một cú đánh duy nhất thay vì để nó kết hợp thành hàng chục cú đánh. Sự khác biệt đó, một phần xấu so với một khuôn bị phá hủy, là toàn bộ trường hợp kinh doanh để đầu tư vào cảm biến và thiết lập chúng ngay từ đầu.

Tuy nhiên, việc thiết lập đúng cách phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn loại cảm biến chính xác cho từng nhiệm vụ phát hiện bên trong khuôn.

Các loại cảm biến khuôn và ứng dụng dập của chúng

Không phải mọi nhiệm vụ phát hiện bên trong khuôn dập đều yêu cầu công nghệ cảm biến giống nhau. Một con sên bị mắc kẹt trong lỗ khuôn là một vấn đề khác với một dải chỉ tiến được một nửa khoảng cách bước của nó và cơ chế vật lý cần thiết để bắt từng con về cơ bản là khác nhau. Việc kết hợp loại cảm biến với chế độ lỗi là điều giúp phân biệt một hệ thống có chức năng bảo vệ với một hệ thống chỉ gây khó chịu cho người vận hành do cảnh báo sai.

Cảm biến tiệm cận cảm ứng để phát hiện kim loại

Cảm biến tiệm cận cảm ứng là công cụ bảo vệ khuôn. Nó tạo ra một trường điện từ tần số cao-từ một cuộn dây bên trong và khi một vật kim loại đi vào trường đó, dòng điện xoáy sẽ hình thành trên bề mặt kim loại và làm giảm biên độ dao động. Các thanh ghi cảm biến thay đổi và chuyển đổi đầu ra của nó, tất cả đều không có tiếp xúc vật lý.

Trong quá trình dập, điều này làm cho các cảm biến cảm ứng trở nên lý tưởng để xác nhận việc đẩy bộ phận ra, phát hiện sự lưu giữ của ren và xác minh rằng phôi đã hoàn thiện đã làm sạch khuôn trước hành trình tiếp theo. Chúng xử lý các điều kiện khắc nghiệt bên trong khuôn rất tốt. Sương dầu, phun chất làm mát và mảnh vụn phi kim loại-không ảnh hưởng đến trường điện từ nên những cảm biến này duy trì đầu ra đáng tin cậy ở những nơi mà các loại quang điện gặp khó khăn. Phạm vi cảm biến thường cao nhất khoảng 40 mm, nhưng điều đó là quá đủ cho hầu hết các-nhiệm vụ phát hiện điểm chết trong đó mục tiêu đi qua trong phạm vi milimet tính từ mặt cảm biến.

Cảm biến quang điện và laser để xác minh vị trí

Khi bạn cần xác minh độ dài nạp dải hoặc phát hiện nạp sai trước khi máy ép đóng, cảm biến quang điện sẽ hoạt động vượt trội. Chúng phát ra chùm ánh sáng hồng ngoại hoặc nhìn thấy được và kích hoạt khi một vật thể làm gián đoạn hoặc phản xạ chùm tia đó. Thông qua-cấu hình chùm tia, trong đó bộ phát và bộ thu đối diện nhau trên đường dẫn dải, bắt các nguồn cấp dữ liệu ngắn với độ tin cậy cao vì bất kỳ khoảng trống nào trong vật liệu đều phá vỡ chùm tia một cách sạch sẽ.

Cảm biến laser còn tiến xa hơn nữa bằng cách cung cấp phép đo khoảng cách chính xác thay vì phát hiện sự hiện diện đơn giản. Trong các hoạt động tạo hình kim loại, bao gồm thiết lập bản vẽ sâu và tạo hình thủy lực, cảm biến dịch chuyển bằng laser có thể theo dõi dòng vật liệu vào khoang khuôn trong thời gian thực. Các OEM ô tô như AUDI đã sử dụng phép đo lưu lượng vật liệu dựa trên tia laser-đểđiều chỉnh điện tử các miếng đệm giữ trống trên mỗi hành trình, ngăn chặn cả nếp nhăn do dòng chảy quá mức và vết nứt do dòng chảy không đủ. Mức độ điều khiển-vòng kín đó vượt xa khả năng bảo vệ khuôn cơ bản thành hoạt động tối ưu hóa quy trình.

Đầu ra analog và kỹ thuật số và thời điểm mỗi đầu ra vượt trội

Cảm biến cung cấp thông tin theo hai cách cơ bản. Cảm biến kỹ thuật số phát ra tín hiệu bật/tắt đơn giản: bộ phận đó có hoặc không có. Phản hồi nhị phân này phù hợp hoàn hảo với các tác vụ phát hiện go/no{2}}go. Sên đã biến mất chưa? Bộ phận có bị đẩy ra không? Dải có tiến lên không? Có hoặc không, dừng lại hoặc chạy.

Cảm biến analog tạo ra tín hiệu biến đổi liên tục, thường là 0-10V hoặc 4-20mA, tỷ lệ thuận với đại lượng đo được. Ví dụ, cảm biến tải áp điện tạo ra đầu ra tương tự đại diện cho lực tạo hình trong suốt hành trình ép. Dữ liệu này cho phép gây áp lực lên xu hướng trọng tải trong khuôn theo thời gian, cho thấy sự hao mòn dần dần của chày hoặc sự cố bôi trơn trước khi chúng gây ra sự cố. Bạn sẽ nhận thấy rằng tín hiệu tương tự đòi hỏi các bộ điều khiển phức tạp hơn có khả năng diễn giải các đường cong lực và thiết lập các cửa sổ ngưỡng, nhưng kết quả mang lại là cái nhìn sâu sắc mang tính dự đoán thay vì bảo vệ phản ứng thuần túy.

Mỗi loại cảm biến đảm nhận một vai trò cụ thể và hầu hết các loại khuôn lũy tiến đều sử dụng sự kết hợp của hai hoặc ba loại hoạt động cùng nhau. Một cảm biến tiệm cận cảm ứng xác nhận bộ phận bị rơi, một chùm quang điện xác minh độ dài cấp liệu và một tế bào tải áp điện theo dõi các đột biến trọng tải báo hiệu một cú đột bị hỏng. Thử thách thực sự không phải là chọn cảm biến ra khỏi trang danh mục. Nó đang gắn từng cái ở nơi nó thực sự có thể thực hiện công việc của mình, hết chu kỳ này đến chu kỳ khác, bên trong một khuôn không phải lúc nào cũng được thiết kế có cảm biến.

Chiến lược đặt cảm biến bên trong khuôn

Chọn đúng loại cảm biến chỉ giải quyết được một nửa vấn đề. Gắn nó không đúng vị trí, sai góc hoặc với khoảng hở sai, và cảm biến đó sẽ bỏ sót những lỗi thực sự hoặc kêu gào sau mỗi cú đánh thứ ba. Vị trí là nơi lý thuyết cảm biến đáp ứng thực tế công cụ và đó là lý do phổ biến nhất khiến các chương trình bảo vệ khuôn hoạt động kém khi tốc độ sản xuất tăng lên.

Vị trí lắp đặt cho các trạm khuôn lũy tiến

Trong khuôn lũy tiến, dải di chuyển qua nhiều trạm, mỗi trạm thực hiện một thao tác riêng biệt: xỏ lỗ, tạo hình, cắt tỉa và cắt cuối cùng. Mỗi trạm đưa ra chế độ lỗi riêng và các cảm biến cần được đặt ở nơi những lỗi đó biểu hiện thực tế.

Hãy xem xét một xúc xắc lũy tiến mười trạm. Nguồn cấp dữ liệu đi vào trạm một và phần hoàn thiện sẽ thoát ra ở trạm mười. Một nguồn cấp dữ liệu ngắn thậm chí 0,020 inch ở lối vào có thể dẫn đến sự cố ở trạm năm khi phi công không thể chụp được các lỗ lệch. Việc đặt một cảm biến xác minh nguồn cấp dữ liệu-tại hoặc gần trạm thí điểm, thay vì chỉ ở mục nhập xúc xắc, sẽ phát hiện các lỗi tiến trình ngay tại nơi chúng trở nên-đe dọa tử vong.

Dưới đây là năm điểm phát hiện quan trọng mà mỗi nhà sản xuất khuôn mẫu nên lập kế hoạch, cùng với vị trí đặt từng cảm biến:

• Nạp sai/Nạp ngắn:Gắn các cảm biến quang điện hoặc cảm ứng tại trạm thí điểm để phát hiện vật liệu dạng dải chưa nâng cao toàn bộ bước. Định vị cảm biến sao cho nó đọc được cạnh đầu của dải so với vị trí lỗ thí điểm, sử dụng tất cả dung sai có sẵn trước khi kích hoạt điểm dừng.
• Giữ sên:Lắp đặt các cảm biến tiệm cận cảm ứng ngay bên dưới các lỗ khuôn hoặc lỗ thoát ren, nhằm phát hiện kim loại không thể rơi rõ ràng. Cảm biến hình ống được gắn phẳng trong tấm khuôn hoạt động tốt ở đây vì chúng không cản trở đường đi của sên.
• Phóng một phần:Đặt cảm biến tại điểm thoát nơi các bộ phận đã hoàn thiện rời khỏi khuôn, dù bằng trọng lực, luồng không khí hay lực đẩy cơ học-. Cảm biến cửa sổ quang động hoặc chùm tia quang điện xuyên-được gắn trên quỹ đạo của bộ phận xác minh rằng mỗi bộ phận thực sự làm sạch dụng cụ.
• Phát hiện thí điểm:Đặt các cảm biến tiệm cận điện cảm gần các chốt hoa tiêu để xác nhận rằng các hoa tiêu đã tham gia hoàn toàn vào dải trước khi các trạm hình thành hoạt động. Điều này xác nhận sự đồng bộ hóa giữa hệ thống cấp liệu và chu trình khuôn.
• Khóa cổ phiếu:Gắn cảm biến tia laser kiểu nĩa-thông qua-chùm tia laser ở đầu vào đường cấp liệu để phát hiện vật liệu dải cong lên hoặc sang một bên, một tình trạng thường dẫn đến việc nạp sai hoặc kẹt bên trong khuôn.

Nguyên tắc chính từ những người thực hành bảo vệ khuôn có kinh nghiệm: một cảm biến được lắp đặt để phát hiện việc nạp sai 0,001 inch khi khuôn có thể chịu được mức 0,020 inch. Việc căn chỉnh sai sẽ tạo ra các điểm dừng phiền toái mà cuối cùng người vận hành sẽ ghi đè.Hướng dẫn ngànhkhuyên bạn nên sử dụng hết dung sai có sẵn khi cài đặt vị trí cảm biến, giúp việc thiết lập dễ dàng hơn và dừng sai ít xảy ra hơn.

Lập kế hoạch truy cập cảm biến trong quá trình thiết kế khuôn

Có thể trang bị thêm cảm biến vào công cụ hiện có nhưng hầu như luôn phải thỏa hiệp. Các khối gắn kết được nhét vào những không gian chưa bao giờ được thiết kế cho chúng. Tuyến cáp đi qua các khu vực tiếp xúc với dòng chảy sên. Các khuôn mặt cảm biến cuối cùng ở quá xa mục tiêu phát hiện vì không còn chỗ để đến gần hơn.

Một nhà sản xuất khuôn lập kế hoạch cung cấp cảm biến cho dụng cụ mới ngay từ giai đoạn thiết kế sẽ tránh được tất cả những điều này. Các bước thực tế bao gồm gia công các túi cảm biến vào các tấm khuôn ở độ sâu và đường kính chính xác cho các cảm biến tiệm cận gắn-lắp phẳng, thêm các lỗ ren cho giá đỡ cảm biến gần đường dẫn phóng và định tuyến các kênh cáp qua đế khuôn nơi hệ thống dây điện luôn được bảo vệ trong quá trình xử lý và thay đổi khuôn. Các công cụ phần mềm như Cambrio và các nền tảng CAD/CAM tương tự cho phép các nhà thiết kế tạo mô hình vỏ cảm biến cùng với hình học cắt, do đó việc kiểm tra nhiễu diễn ra trên màn hình thay vì trên bàn cắt.

Hộp nối cố định-nên được bố trí như nhau. Việc đặt hộp nối lên trên đế khuôn dưới, thay vì ở bên cạnh hoặc bên dưới, sẽ bảo vệ nó khỏi bị hư hỏng do tai nạn trong quá trình nâng cần cẩu và vận chuyển bằng xe nâng. Tất cả cảm biến đều đi dây cố định vào hộp này và một đầu nối chính duy nhất liên kết hộp với giao diện được gắn-báo chí tại thời điểm thiết lập. Điều này giúp loại bỏ các lần chạy cáp riêng lẻ gây ra phần lớn lỗi cảm biến do việc cuộn và tháo cuộn lặp đi lặp lại, có tác dụng-làm cứng các dây dẫn đồng cho đến khi chúng bị đứt bên trong.

Sự khác biệt giữa vị trí khuôn chuyển và vị trí khuôn lũy tiến

Khuôn chuyển đưa ra một thách thức về cơ bản khác nhau. Thay vì một dải liên tục chảy qua các trạm, các khoảng trống riêng lẻ di chuyển từ trạm này sang trạm khác thông qua dụng cụ kẹp cơ khí hoặc ngón tay chuyển. Mỗi trạm về cơ bản đều có khuôn riêng với nhu cầu phát hiện riêng.

Hoạt động truyền tải đòi hỏi nhiều cảm biến-. Nguyên tắc chung là hai cảm biến cho mỗi trạm: một xác nhận sự hiện diện của phôi trước khi máy ép đóng và một xác nhận phần được chuyển ra trước khi phôi tiếp theo đến. Số lượng đó tăng lên nhanh chóng trên khuôn chuyển sáu{3}} hoặc tám{4}}trạm, vì vậy việc lập kế hoạch dung lượng bộ điều khiển là vấn đề quan trọng. Bạn sẽ cần một bộ điều khiển bảo vệ khuôn có đủ đầu vào để xử lý khuôn được cảm biến nhiều nhất, cùng với một số phụ tùng để bổ sung trong tương lai.

Vị trí của khuôn chuyển cũng phải tính đến đường bao chuyển động của cơ cấu chuyển, cam và bộ nâng. Cảm biến giám sát vị trí quay trở lại của cam hoặc vị trí kẹp cần có cửa sổ giám sát cam-theo thời gian thay vì phát hiện liên tục vì mục tiêu cảm biến di chuyển vào và ra khỏi phạm vi một cách hợp pháp trong quá trình hoạt động bình thường. Việc lắp các cảm biến này ở nơi chúng có tầm nhìn rõ ràng trong suốt hành trình của cơ cấu mà không bị cản trở bởi các dụng cụ lân cận hoặc văng dầu thường yêu cầu thử nghiệm mô phỏng trước khi lắp đặt lần cuối.

Các nhà cung cấp nhưMisumi Hoa Kỳcung cấp các khối, giá đỡ và bộ phận hộp nối cảm biến được tiêu chuẩn hóa có kích thước cụ thể để-sử dụng khuôn. Bắt đầu từ phần cứng danh mục thay vì tùy chỉnh-chế tạo từng khung giúp giảm thời gian thực hiện và đảm bảo có sẵn các sản phẩm thay thế ngay khi có vấn đề xảy ra.

Đưa cảm biến vào đúng vị trí chỉ là một phần của phương trình. Bản thân máy ép, tốc độ, trọng tải và vật liệu mà nó dập sẽ quyết định tốc độ phản hồi của các cảm biến đó và khoảng cách phát hiện sẽ thu hẹp như thế nào khi tốc độ sản xuất tăng lên.

Tốc độ ép và đặc tính vật liệu ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn cảm biến

Một cảm biến được gắn ở vị trí hoàn hảo, được nối dây sạch sẽ và được lập trình chính xác vẫn có thể không bảo vệ được khuôn của bạn. Lý do? Báo chí đơn giản là không thể dừng đủ nhanh. Khi tốc độ sản xuất tăng lên, tính chất vật lý của việc dừng trục khuỷu đang quay và giảm tốc một chiếc ram nặng hàng nghìn pound trở thành yếu tố hạn chế. Cảm biến của bạn phải phát hiện và báo hiệu lỗi đủ sớm trong chu kỳ hành trình để máy ép thực sự dừng trước khi xảy ra hư hỏng. Đây là nơi mà tốc độ ép, trọng tải và đặc tính của vật liệu đều hội tụ để quyết định cảm biến nào hoạt động và cảm biến nào trở thành đồ trang trí đắt tiền.

Góc tới hạn và thời gian dừng máy ép

Góc tới hạn là điểm cuối cùng trong quá trình quay của trục khuỷu, nơi có thể phát ra tín hiệu dừng và máy ép vẫn sẽ dừng trước khi khuôn đóng lại. Hãy nghĩ về nó như điểm không thể quay lại. Khi tay quay quay qua góc này, thanh nén sẽ cam kết hoàn thành hành trình bất kể cảm biến nào phát hiện ra điều gì.

Tính toán nó là đơn giản trong khái niệm. Trước tiên, hãy xác định góc đóng-khuôn, là vị trí tay quay nơi các trục dẫn hướng bắt đầu đi vào dải hoặc nơi các bộ phận khuôn phía trên tiếp xúc lần đầu tiên với phôi. Sau đó xác định góc dừng, số độ trục khuỷu tiếp tục quay sau khi có tín hiệu dừng phát ra. Trừ góc dừng khỏi góc đóng- khuôn và kết quả là góc tới hạn của bạn.

Đây là một phương pháp thực tế được Tạp chí Metal Forming mô tả: tạo một chương trình thử nghiệm trong bộ điều khiển bảo vệ khuôn với một cảm biến tuần hoàn duy nhất có cửa sổ sẵn sàng kết thúc ở 0 độ. Vô hiệu hóa các cảm biến, chạy máy ép đến tốc độ vận hành, sau đó kích hoạt các cảm biến ngay lập tức. Bộ điều khiển sẽ bắt đầu tín hiệu dừng ở điểm chết trên và bạn quan sát xem thanh ram thực sự dừng ở góc nào. Góc quan sát đó là góc dừng của bạn. Lặp lại thử nghiệm này cho mỗi khuôn trong mỗi lần ép, vì góc tới hạn thay đổi theo mỗi lần kết hợp.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến thời gian dừng ngoài tốc độ ép thô. Áp suất không khí ly hợp được đặt cao hơn thông số kỹ thuật của nhà sản xuất sẽ làm tăng khối lượng không khí phải được sơ tán để nhả ly hợp, kéo dài thời gian dừng. Áp suất đối trọng được đặt quá cao hoặc quá thấp đối với trọng lượng khuôn phía trên cũng làm tăng thêm độ cho góc dừng. Ngay cả những việc đơn giản như má phanh bị mòn cũng có thể dịch chuyển góc tới hạn của bạn vài độ, đủ để biến cửa sổ phát hiện an toàn thành một vụ va chạm.

Thời gian phản hồi của cảm biến cộng với thời gian xử lý của bộ điều khiển cộng với thời gian dừng máy ép phải nhỏ hơn thời gian có sẵn giữa điểm phát hiện của cảm biến và góc tới hạn. Vi phạm sự bất bình đẳng này và hệ thống bảo vệ khuôn của bạn sẽ trở thành một công cụ ghi sự kiện đắt tiền hơn là một công cụ ngăn ngừa sự cố.

Yêu cầu về phản hồi của cảm biến ở tốc độ đột quỵ cao

Với tốc độ 100 hành trình mỗi phút, một vòng quay hoàn toàn của trục khuỷu mất 600 mili giây. Ở tốc độ 300 SPM, vòng quay tương tự đó sẽ giảm xuống còn 200 mili giây. Ở tốc độ 600 SPM, tốc độ-cao mà các dòng dập thường đạt tới, một hành trình chỉ kéo dài 100 mili giây. Mọi thành phần trong chuỗi tín hiệu, từ kích hoạt cảm biến đến xử lý bộ điều khiển cho đến gắn phanh, đều phải vừa với một phần thời gian thu hẹp lại.

Xét một máy ép chạy ở tốc độ 400 SPM với góc dừng 30 độ. Ở tốc độ đó, tay quay quay được 30 độ trong khoảng 12,5 mili giây. Nếu cảm biến của bạn có thời gian phản hồi 1 mili giây và bộ điều khiển của bạn thêm 2 mili giây độ trễ xử lý, điều đó sẽ tiêu tốn 3 mili giây trong ngân sách 12,5 mili giây của bạn. Hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, khi hoán đổi cảm biến laser có thời gian phản hồi 5 ms và bộ điều khiển mất 4 ms để xử lý tín hiệu tương tự, thì bạn đã tiêu tốn 9 ms, chỉ còn lại 3,5 ms chênh lệch cho bất kỳ thay đổi nào về hiệu suất phanh.

Máy ép tốc độ-cao trên 300 SPM yêu cầu các đặc điểm cảm biến cụ thể:

• Thời gian phản hồi dưới-mili giây:Cảm biến tiệm cận cảm ứng và áp điện đáp ứng yêu cầu này. Cảm biến quang điện thông qua-chùm tia cũng phản hồi trong vòng micro giây, khiến chúng phù hợp để xác minh nguồn cấp dữ liệu tốc độ cao-.
• Điều hòa tín hiệu tối thiểu:Các cảm biến yêu cầu lọc hoặc tính trung bình sẽ gây ra độ trễ. Cảm biến đầu ra kỹ thuật số có khả năng chuyển mạch rõ ràng giúp loại bỏ độ trễ xử lý mà tín hiệu analog yêu cầu.
• Cửa sổ giám sát hẹn giờ bằng cam-:Thay vì giám sát liên tục, bộ điều khiển chỉ kiểm tra các cảm biến trong các cửa sổ góc quay cụ thể. Điều này ngăn cản sự rung động bình thường của máy ép hoặc chuyển động của cơ chế kích hoạt các điểm dừng sai trong khi vẫn đảm bảo rằng việc phát hiện xảy ra trong khoảng thời gian có sẵn.
• Tối ưu hóa trước nguồn cấp dữ liệu:Khởi động bộ nạp ngay khi khuôn mở ra giúp dải có thời gian tối đa để hoàn thành bước tiến của nó. Quá trình nạp kết thúc càng sớm thì bộ phận bảo vệ khuôn có thể xác minh nó càng sớm và vẫn có thời gian để dừng máy ép trước góc tới hạn.

Khi sản lượng tăng lên và tốc độ đột quỵ tăng lên, cửa sổ phát hiện không mở rộng tuyến tính. Tốc độ tăng 50 phần trăm không chỉ đơn giản là cắt giảm một nửa thời gian có sẵn của bạn. Nó cũng làm tăng góc dừng vì máy ép có động lượng quay nhiều hơn, nén cửa sổ từ cả hai phía cùng một lúc.

Thuộc tính vật liệu ảnh hưởng đến ngưỡng cảm biến

Tốc độ nhấn xác định tốc độ phản ứng của cảm biến. Thuộc tính vật liệu xác định những gì các cảm biến đó phải tìm kiếm và cách chúng diễn giải những gì chúng tìm thấy.

Độ bền chảy ảnh hưởng trực tiếp đến các lực được tạo ra trong quá trình tạo hình, đột bao hình và kéo. Một khuôn chạy thép cán nguội 1008-có cường độ chảy khoảng 180 MPa tạo ra các dấu hiệu trọng tải khác biệt đáng kể so với khuôn dập thép pha kép DP780-dập tương tự ở 480 MPa trở lên. Cảm biến giám sát trọng tải được hiệu chỉnh cho vật liệu có độ bền-thấp hơn sẽ cảnh báo liên tục về vật liệu có độ bền- cao hơn hoặc nếu ngưỡng được nới lỏng để bù đắp thì sẽ bỏ sót hoàn toàn các điều kiện quá tải thực sự.

Sự khác biệt giữa cường độ năng suất và độ bền kéo cũng quan trọng ở đây. Điểm chảy dẻo của vật liệu đánh dấu nơi bắt đầu biến dạng vĩnh viễn, nhưng các hoạt động tạo hình thường xuyên đẩy vật liệu vượt quá chảy dẻo và vào phạm vi dẻo. Cảm biến giám sát lực tạo hình cần có ngưỡng được đặt tương ứng với trạng thái biến dạng ứng suất-toàn bộ của vật liệu, chứ không chỉ điểm chảy dẻo của vật liệu. Thép cường độ-cao có khoảng cách nhỏ giữa độ chảy dẻo và độ bền kéo sẽ tạo ra ít khoảng trống hơn cho các cửa sổ ngưỡng.

Làm cứng, còn được gọi là làm cứng biến dạng, làm phức tạp thêm vấn đề. Mỗi trạm tạo hình trong khuôn lũy tiến hoạt động một phần-làm cứng dải. Vào thời điểm vật liệu đạt tới trạm thứ năm hoặc thứ sáu, cường độ chảy hữu hiệu của nó đã tăng lên do biến dạng mà nó hấp thụ ở thượng nguồn. Các cảm biến giám sát lực tại các trạm hạ lưu sẽ thấy tải tăng dần ngay cả khi mọi thứ hoạt động bình thường. Việc đặt ngưỡng tĩnh dựa trên lần chạy-bài viết đầu tiên sẽ bỏ qua thực tế này và khi các cạnh đục lỗ bị cùn hoặc chất bôi trơn suy giảm, các đường cong lực sẽ di chuyển lên trên đường cơ sở đã được làm cứng-của công việc, che giấu các vấn đề cho đến khi chúng gặp sự cố.

Mô đun đàn hồi, khoảng 200 GPa đối với hầu hết các loại thép, ảnh hưởng đến mức độ biến dạng của cấu trúc khuôn khi chịu tải. Vật liệu có mô đun-cao hơn truyền lực trực tiếp hơn qua ngăn xếp khuôn, tạo ra các đột biến trọng tải sắc nét hơn mà các cảm biến có thể phát hiện rõ ràng. Các vật liệu có-mô-đun thấp hơn như hợp kim nhôm, ở khoảng 70 GPa, tạo ra các đường cong tải dần dần hơn, đòi hỏi các cảm biến có độ phân giải tốt hơn để phân biệt sự biến đổi bình thường với các vấn đề đang phát triển.

Độ dày vật liệu đóng một vai trò phức tạp. Việc tăng gấp đôi độ dày phôi có thể tăng gấp đôi lực đột bao hình vì diện tích cắt tăng tỷ lệ thuận, nhưng mức năng lượng đột phá khi tách sên cũng tăng lên. Bộ giám sát trọng tải phải đáp ứng cả lực cắt ở trạng thái ổn định- và cú sốc nhất thời khi đột phá mà không coi cú sốc là một tình trạng lỗi.

Tất cả các biến số này, tốc độ, thời gian dừng, trạng thái vật liệu và đặc tính lực, xác định phạm vi hoạt động mà hệ thống cảm biến của bạn phải xử lý. Nhưng ngay cả một cảm biến được lựa chọn và cấu hình hoàn hảo cũng có thể xuống cấp nhanh chóng khi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt bên trong khuôn dập, nơi dầu, chip kim loại, độ rung và nhiệt tấn công đồng thời mọi bộ phận.

Những thách thức về môi trường làm suy giảm hiệu suất của cảm biến

Lựa chọn cảm biến của bạn đã được đưa vào. Vị trí được tối ưu hóa. Toán học góc tới hạn đã được kiểm tra. Chưa hết, sau ba tuần bắt đầu sản xuất, hệ thống bảo vệ khuôn bắt đầu đưa ra những điểm dừng phiền toái mà không ai có thể giải thích được. Điều gì đã thay đổi? Không có gì trong lập trình. Không có gì trong dụng cụ. Môi trường đã thay đổi, hay chính xác hơn là môi trường cuối cùng đã bắt kịp các cảm biến.

Khuôn dập là một trong những môi trường hoạt động khắc nghiệt nhất trong sản xuất. Mỗi hành trình tạo ra sương mù dầu, cắt kim loại thành phoi và sên, truyền lực sốc hàng nghìn pound qua cấu trúc khuôn và tỏa nhiệt do biến dạng cứng lại trong phôi. Các cảm biến hoạt động hoàn hảo trong quá trình thử bị suy giảm chất lượng dưới tác động kéo dài này và chế độ lỗi hiếm khi xảy ra đột ngột. Việc chẩn đoán là dần dần, không liên tục và điên cuồng.

Hiệu ứng sương mù dầu, chip và ô nhiễm

Chất bôi trơn dập giữ cho dụng cụ luôn hoạt động nhưng chúng không tốt cho thiết bị điện tử. Các hợp chất vẽ gốc dầu-khoáng chất và chất làm mát hòa tan trong nước-tạo ra lớp khí dung mịn bao phủ mọi bề mặt bên trong khu vực ép. Đối với cảm biến tiệm cận cảm ứng, màng dầu này phần lớn vô hại vì trường điện từ truyền qua chất lỏng phi kim loại mà không gặp vấn đề gì. Nhưng đối với cảm biến quang điện và laser, ngay cả một lớp bôi trơn mỏng trên thấu kính bộ phát hoặc cửa sổ bộ thu cũng có thể làm suy giảm tín hiệu. Sau nhiều giờ sản xuất, mức suy giảm đó vượt qua ngưỡng chuyển đổi và cảm biến bắt đầu phát hiện thiếu hoặc kích hoạt muộn.

Chip kim loại đặt ra vấn đề ngược lại. Các mảnh vụn dập mịn, đặc biệt là từ các hoạt động xuyên và cắt, tích tụ trên các bề mặt nằm ngang bên trong khuôn. Khi những con chip này tiếp cận gần mặt cảm biến tiệm cận cảm ứng, cảm biến sẽ phát hiện chúng là sự hiện diện của kim loại và chuyển đổi đầu ra, cho kết quả dương tính giả. Một cảm biến được gắn để phát hiện sự lưu giữ của sên bên dưới lỗ khuôn có thể bị đánh lừa bởi sự tích tụ chip không liên quan gì đến sên được giữ lại thực tế. Kết quả là máy dừng, người vận hành xóa cảnh báo và dần dần làm xói mòn niềm tin vào toàn bộ hệ thống bảo vệ khuôn.

Sự tích tụ sên càng làm tăng thêm điều này. Những con sên thoát ra một phần khuôn và xếp chồng lên nhau gần các cảm biến sẽ tạo ra các mục tiêu phát hiện không liên tục. Một lần, ngăn xếp nằm dưới ngưỡng cảm biến. Hành trình tiếp theo, rung động sẽ chuyển nó vào phạm vi. Bộ điều khiển nhìn thấy tín hiệu không nhất quán và đánh dấu lỗi sẽ biến mất khi bộ phận bảo trì kiểm tra nó vì ngăn xếp lại dịch chuyển trong quá trình dừng.

Rung và EMI trong máy ép có trọng tải-cao

Máy ép 500{4}}tấn cung cấp toàn bộ trọng tải ở tốc độ 200 SPM tạo ra lực xung truyền qua mọi kết nối cấu trúc trong khuôn. Vít gắn cảm biến bị lỏng. Cảm biến kiểu thùng{6}}leo ra khỏi các lỗ lắp có ren theo từng phần milimet trên mỗi ca. Các chân kết nối phát triển các khe hở vi mô tạo ra các mạch hở không liên tục. Không có lỗi nào trong số này xuất hiện trong quá trình kiểm tra tĩnh trên băng ghế dự bị. Chúng chỉ biểu hiện dưới tải năng động của sản xuất.

Một trường hợp thực tế-được ghi lại bởiMISUMIcó sự tham gia của một-nhà cung cấp dịch vụ dập ô tô cấp một đang vận hành máy ép lên tới 3.500 tấn. Cảm biến laser gắn trên thiết bị chuyển tải của họ liên tục bị ngắt kết nối do lỗi đầu nối-do rung động. Các đầu nối chốt bị hư hỏng không phải do thay đổi khuôn như nghi ngờ ban đầu mà do rung động tích lũy của các hoạt động dập thông thường. Các chốt của đầu nối được rung theo chu kỳ thông qua các chuyển động-vi mô làm cứng các bề mặt tiếp xúc cho đến khi chúng bị nứt, làm đứt đường dẫn tín hiệu và gây ra lỗi phát hiện nguồn cấp dữ liệu.

Giao thoa điện từ thêm một lớp nữa. Động cơ servo lớn, bộ truyền động tần số thay đổi và tải cảm ứng lớn của bộ ly hợp máy ép tạo ra EMI kết hợp với cáp cảm biến chạy gần đó. Cáp không được che chắn mang tín hiệu tương tự mức-thấp từ cảm biến tải áp điện đặc biệt dễ bị tổn thương. Mức nhiễu tăng lên cho đến khi bộ điều khiển không thể phân biệt được lực tăng đột biến thực sự với nhiễu xuyên âm điện, làm giảm độ chính xác của việc giám sát trọng tải.

Máy ép-có trọng tải cao với hệ thống truyền động servo đặc biệt dễ bị EMI vì việc chuyển đổi nhanh các mạch dòng điện-cao tạo ra nhiễu băng thông rộng trên các tần số trùng với phạm vi tín hiệu cảm biến. Ngay cả các cảm biến kỹ thuật số cũng có thể bị ảnh hưởng khi các xung nhiễu đủ mạnh để được hiểu là các sự kiện chuyển mạch hợp lệ.

Các phương pháp hay nhất về định tuyến và bảo vệ cáp

Cáp là liên kết yếu nhất trong hầu hết các cài đặt cảm biến khuôn. Chúng uốn cong trong quá trình thay đổi khuôn, bị kẹp giữa các đế khuôn, đi qua các máng trượt nơi phế liệu rơi xuống làm mòn áo khoác và cuộn để lưu trữ theo cách làm mỏi dây dẫn đồng theo thời gian. Phương pháp hay nhất trong ngành khuyên bạn nên loại bỏ hoàn toàn các cáp cảm biến riêng lẻ bằng cách nối tất cả các cảm biến được gắn khuôn- vào hộp nối với các đường chạy ngắn, được định tuyến cố định. Cáp đường trục đơn từ hộp nối đến giao diện máy ép vẫn ở với máy ép thay vì cuộn với khuôn, loại bỏ chế độ lỗi mỏi cơ bản.

Đối với những cài đặt có tùy chọn không dây, hệ thống phát không dây sẽ loại bỏ hoàn toàn vấn đề về cáp. Vỏ ô tô MISUMI đã giải quyết các lỗi đầu nối do rung-gây ra bằng cách thay thế kết nối có dây bằng cặp bộ phát không dây và cảm biến đầu ra, hoạt động mà không gặp sự cố trong nhiều tháng sau khi lắp đặt vì đơn giản là không còn kết nối vật lý nào bị suy giảm.

Khi phải sử dụng cáp, hãy dẫn chúng qua các rãnh được gia công trong đế khuôn, tránh xa các đường trượt và các bộ phận chuyển động. Sử dụng ống dẫn linh hoạt được đánh giá phù hợp với khả năng tiếp xúc với dầu và nhiệt độ trong hoạt động cụ thể của bạn. Cố định cáp trong khoảng thời gian đủ ngắn để rung động không thể tạo ra chuyển động giật và chừa đủ vòng dịch vụ tại các điểm kết nối để việc bảo trì có thể khắc phục lại đầu bị hỏng mà không cần thay thế toàn bộ hoạt động.

• Xịt dầu và nước làm mát- Dễ bị tổn thương nhất: cảm biến quang điện và laser (ống kính bị nhiễm bẩn làm giảm cường độ tín hiệu). Biện pháp đối phó: sử dụng các phụ kiện-làm sạch không khí trên bề mặt cảm biến, lên lịch làm sạch ống kính ở mỗi khoảng thời gian bảo trì khuôn hoặc thay thế cảm biến quang học bằng loại cảm ứng khi hình học phát hiện cho phép.
• Chip kim loại và sự tích tụ sên- Dễ bị tổn thương nhất: cảm biến tiệm cận cảm ứng (kích hoạt sai từ các mảnh vụn kim loại tích tụ gần mặt cảm biến). Biện pháp đối phó: gắn cảm biến theo chiều dọc hoặc đảo ngược để trọng lực làm sạch chip, sử dụng luồng khí để giữ cho túi cảm biến sạch sẽ và đặt khoảng cách phát hiện để chỉ các mục tiêu có chủ ý mới nằm trong phạm vi.
• Rung và sốc cơ học- Dễ bị tổn thương nhất: tất cả các loại cảm biến (giá đỡ bị lỏng, mỏi đầu nối, đứt dây dẫn cáp). Biện pháp đối phó: sử dụng hợp chất khóa-đai ốc và ren-trên phần cứng lắp đặt, chỉ định các đầu nối được xếp hạng cho môi trường rung và xem xét việc truyền tín hiệu không dây cho các ứng dụng có độ rung-cao.
• Nhiệt từ quá trình tạo hình-tốc độ cao- Dễ bị tổn thương nhất: cảm biến có vỏ polyme hoặc các thiết bị điện tử có xếp hạng-nhiệt độ-thấp gần các trạm tạo hình, nơi quá trình biến dạng cứng lại tạo ra nhiệt cục bộ. Biện pháp đối phó: chọn các cảm biến được xếp hạng cho nhiệt độ hoạt động cao hơn-nhiệt độ khuôn trong trường hợp xấu nhất của bạn và lắp cảm biến cách xa đường bức xạ nhiệt trực tiếp nếu có thể.
• Nhiễu điện từ- Dễ bị tổn thương nhất: cảm biến tín hiệu analog (cảm biến tải áp điện, cảm biến dịch chuyển bằng laser) và các đường cáp dài không được che chắn. Biện pháp đối phó: sử dụng cáp có vỏ bọc và chỉ nối đất ở một đầu, định tuyến cáp cảm biến cách xa nguồn cấp điện động cơ và đường dây điện từ, đồng thời chọn các cảm biến có chức năng điều hòa tín hiệu-tích hợp để phát ra tín hiệu kỹ thuật số mạnh gần điểm cảm biến.

Mọi mối đe dọa môi trường này đều có thể quản lý được bằng kỷ luật cài đặt và lựa chọn phần cứng phù hợp. Rắc rối bắt đầu khi các cảm biến được lắp đặt sạch sẽ và được thử nghiệm ở trạng thái tĩnh, sau đó dự kiến ​​sẽ duy trì hiệu suất đó qua hàng nghìn giờ sản xuất mà không có chiến lược bảo trì. Các cảm biến cần có lịch trình kiểm tra giống như chày và lò xo khuôn. Sự khác biệt là chày bị mòn sẽ tạo thành bộ phận xấu mà bạn có thể nhìn thấy. Một cảm biến xuống cấp sẽ âm thầm mất đi khả năng bảo vệ cho đến khi sự cố mà lẽ ra nó phải ngăn chặn thực sự xảy ra.

Giữ cho cảm biến hoạt động trong môi trường này chỉ là một nửa trận chiến. Các tín hiệu mà chúng tạo ra phải truyền qua bộ điều khiển, cổng logic và giao diện máy ép trước khi chúng thực sự có thể dừng hành trình và chuỗi tín hiệu đó đưa ra các điểm lỗi cũng như hạn chế về thời gian của chính nó.

Kiến trúc hệ thống từ cảm biến đến bộ điều khiển rồi nhấn Stop

Một cảm biến phát hiện vấn đề. Nhưng việc phát hiện không có nghĩa là dừng lại. Giữa thời điểm cảm biến tiệm cận cảm ứng ghi nhận sên được giữ lại và thời điểm phanh ép hoạt động, có toàn bộ chuỗi tín hiệu phải thực hiện hoàn hảo, mỗi hành trình, hàng trăm lần mỗi phút. Một liên kết yếu ở bất kỳ đâu trong chuỗi đó, cho dù bộ điều khiển chậm, cửa sổ giám sát định thời gian kém hay giao diện chậm với bộ điều khiển báo chí, đều biến một cảm biến tốt thành một cảm biến vô dụng.

Hiểu được kiến ​​trúc này là điều giúp phân biệt các nhóm kỹ thuật xây dựng lớp bảo vệ khuôn đáng tin cậy với những nhóm gắn cảm biến vào dụng cụ và hy vọng điều tốt nhất.

Từ tín hiệu cảm biến đến lệnh nhấn dừng

Chuỗi tín hiệu trong hệ thống dập cảm biến khuôn tuân theo một trình tự nghiêm ngặt. Mỗi bước sẽ thêm độ trễ và thời gian tích lũy phải nằm trong khoảng thời gian được xác định bởi góc tới hạn. Đây là cách nó chảy:

1. Kích hoạt cảm biến:Cảm biến phát hiện tình trạng bất thường, chẳng hạn như bộ phận bị thiếu, sên bị giữ lại hoặc quá trình cấp liệu chưa hoàn tất. Đầu ra của nó chuyển trạng thái, thường từ trạng thái "tốt" bình thường sang trạng thái lỗi.
2. Truyền tín hiệu:Tín hiệu điện truyền từ cảm biến qua cáp đến hộp nối -được gắn khuôn, sau đó qua cáp đường trục đến giao diện cảm biến được gắn trên máy ép. Chiều dài dây, chất lượng đầu nối và lớp che chắn đều ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu ở giai đoạn này.
3. Xử lý đầu vào bộ điều khiển:Bộ điều khiển bảo vệ khuôn đọc đầu vào cảm biến và đánh giá nó dựa trên cửa sổ giám sát được lập trình. Nếu tín hiệu lỗi xảy ra trong cửa sổ hoạt động của kênh cảm biến đó, bộ điều khiển sẽ đăng ký đó là một lỗi hợp lệ. Nếu tín hiệu rơi ra ngoài cửa sổ, nó sẽ bị bỏ qua như chuyển động bình thường của cơ chế.
4. Đánh giá logic:Bộ điều khiển xác định xem tình trạng lỗi có yêu cầu dừng ngay lập tức hay không. Một số hệ thống cho phép logic AND/OR giữa các cảm biến, trong đó một lỗi cảm biến sẽ kích hoạt lệnh dừng, trong khi các hệ thống khác yêu cầu nhiều cảm biến để xác nhận sự cố trước khi hành động.
5. Dừng đầu ra lệnh:Bộ điều khiển gửi tín hiệu-dừng trên cùng tới bộ điều khiển máy ép. Đầu ra này thường là một tiếp điểm rơle được nối dây cứng hoặc một đầu ra ở trạng thái rắn-được nối trực tiếp vào mạch dừng-khẩn cấp của máy ép, bỏ qua mọi độ trễ của mạng.
6. Phản ứng điều khiển báo chí:Bộ điều khiển nhấn nhận tín hiệu dừng, ngắt điện từ ly hợp và cấp điện cho phanh. Không khí thoát ra khỏi xi lanh ly hợp và các bề mặt ma sát của phanh tham gia vào việc giảm tốc độ của bánh đà và trục khuỷu.
7. Ram giảm tốc và dừng:Thanh ép giảm tốc theo góc dừng. Nếu tổng thời gian tiêu tốn từ các bước từ một đến sáu ít hơn thời gian còn lại trước khi đóng khuôn thì ram sẽ dừng trước khi hư hỏng. Nếu không, sự cố vẫn xảy ra.

Mỗi mili giây đều quan trọng. Bộ điều khiển mất 4 ms để xử lý đầu vào thay vì 2 ms có vẻ không nhiều, nhưng ở 400 SPM, chênh lệch 2 ms đó tương đương với khoảng 5 độ quay của trục khuỷu, đủ để vượt qua góc tới hạn trong một thiết lập chặt chẽ.

Bộ điều khiển bảo vệ khuôn và Windows định giờ cam

Bộ điều khiển bảo vệ khuôn là bộ não của hệ thống. Nó làm được nhiều việc hơn là chỉ chuyển tiếp tín hiệu cảm biến đến bộ điều khiển máy ép. Công việc chính của nó là bối cảnh: quyết định khi nào đầu ra của mỗi cảm biến có ý nghĩa và khi nào nên bỏ qua.

Đây là nơi các cửa sổ định giờ cam xuất hiện. Bộ phân giải hoặc bộ mã hóa được gắn vào trục khuỷu máy ép sẽ cung cấp vị trí góc theo thời gian thực-cho bộ điều khiển. Đối với mỗi kênh cảm biến, người vận hành lập trình một cửa sổ giám sát được xác định bởi góc bắt đầu và góc kết thúc. Bộ điều khiển chỉ đánh giá tín hiệu của cảm biến đó trong cửa sổ được chỉ định. Bên ngoài cửa sổ, cảm biến có thể chuyển đổi tự do mà không gây ra lỗi.

Tại sao điều này là cần thiết? Hãy tưởng tượng một cảm biến cảm ứng xác nhận rằng cơ cấu chuyển đã di chuyển phôi vào vị trí. Trong 180 độ đầu tiên của hành trình, cánh tay chuyển đang chuyển động, đi qua phạm vi phát hiện của cảm biến, rời khỏi nó và quay trở lại. Nếu bộ điều khiển được giám sát liên tục, chuyển động cơ cấu bình thường sẽ gây ra hiện tượng kích hoạt sai liên tục. Bằng cách giới hạn cửa sổ giám sát ở mức 270 đến 330 độ, bộ điều khiển chỉ kiểm tra sau khi quá trình truyền hoàn tất và trước khi khuôn đóng lại. Việc thiếu một khoảng trống ở thời điểm đó thực sự là bất thường.

Bộ điều khiển hiện đại xử lý đồng thời hàng chục đầu vào cảm biến, mỗi đầu vào có cửa sổ thời gian độc lập. Chúng cũng hỗ trợ các chế độ cảm biến khác nhau:

• Cảm biến tuần hoàn:Phải kích hoạt một lần cho mỗi hành trình trong cửa sổ (ví dụ: phát hiện bộ phận-trong đó cảm biến nhìn thấy bộ phận thoát ra sau mỗi chu kỳ).
• Cảm biến tĩnh:Phải duy trì trạng thái không đổi trong toàn bộ cửa sổ (ví dụ: phát hiện khóa cổ phiếu trong đó bất kỳ thay đổi nào trong cửa sổ đều cho thấy có vấn đề).
• Cảm biến ngưỡng tương tự:Phải ở trong phạm vi lực cao/thấp được lập trình trong suốt thời gian hoạt động (ví dụ: giám sát trọng tải).

Đặt cửa sổ đúng cách một phần là khoa học, một phần là thủ công. Windows quá hẹp sẽ bỏ lỡ các lỗi chính đáng vì kích hoạt cảm biến nằm ngoài phạm vi được lập trình một vài độ khi tốc độ sản xuất thay đổi. Windows quá rộng sẽ nắm bắt được các biến thể bình thường và tạo ra các điểm dừng sai. Các kỹ thuật viên thiết lập có kinh nghiệm lặp đi lặp lại trong quá trình thử, chạy ở tốc độ sản xuất tối đa trong khi quan sát xem kích hoạt cảm biến thực sự rơi vào đâu trong chu kỳ hành trình, sau đó lập trình các cửa sổ có biên độ đủ để thay đổi tốc độ mà không thu được tiếng ồn.

Tích hợp IoT để bảo trì dự đoán

Bảo vệ khuôn truyền thống hoàn toàn mang tính phản ứng: có sự cố xảy ra, cảm biến phát hiện ra lỗi đó, máy ép dừng lại. Bạn khắc phục sự cố và khởi động lại. Hệ thống ngăn ngừa hư hỏng nhưng không ngăn ngừa được tình trạng gây ra tình trạng dừng xe ngay từ đầu.

Kiến trúc cảm biến hỗ trợ IoT-sẽ thay đổi phương trình này. Bằng cách kết nối bộ điều khiển bảo vệ khuôn với mạng nhà máy và nền tảng đám mây, nhóm kỹ thuật có quyền truy cập vào dữ liệu xu hướng để phát hiện các vấn đề đang phát triển trước khi chúng kích hoạt điểm dừng.

Đây là một ví dụ thực tế. Cảm biến giám sát trọng tải ghi lại lực tạo hình cao nhất trong mỗi hành trình. Hơn 50.000 cú đánh, lực đó có xu hướng tăng dần lên 8%. Một hệ thống phản ứng bỏ qua sự trôi dạt này cho đến khi nó vượt qua ngưỡng báo động và dừng máy ép. Một hệ thống dự đoán đánh dấu xu hướng ở độ lệch 4 phần trăm, cảnh báo bảo trì rằng các mép đột bị cùn hoặc chất bôi trơn bị hỏng, trước khi quá trình sản xuất bị gián đoạn.

Khả năng ghi dữ liệu của bộ điều khiển hiện đại, bao gồm các hệ thống được trưng bày tại các sự kiện trong ngành nhưFABTECH, kích hoạt một số chiến lược dự đoán:

• Xu hướng đường cong lực:Dữ liệu trọng tải tương tự được ghi lại trên mỗi hành trình cho thấy kiểu hao mòn dần dần ở chày, nút khuôn và lò xo nitơ. Lịch bảo trì chuyển từ lịch-dựa trên điều kiện-.
• Dừng-phân tích nguyên nhân:Mỗi lần dừng nhấn đều được ghi lại dấu thời gian, góc quay, kênh cảm biến và loại lỗi. Việc tổng hợp dữ liệu này qua các ca và quá trình sản xuất sẽ xác định các vấn đề lâu dài so với các sự kiện ngẫu nhiên, hướng việc bảo trì hướng tới nguyên nhân gốc rễ hơn là triệu chứng.
• Giám sát thời gian chu kỳ:Thời gian cấp trước dần dần kéo dài tín hiệu làm suy giảm các thành phần cấp liệu hoặc các vấn đề xử lý vật liệu, cho phép can thiệp trước khi thực sự xảy ra cấp sai.
• Cảm biến chẩn đoán sức khỏe:Cảm biến hỗ trợ IO{0}}Liên kết{1}}báo cáo trạng thái hoạt động của chính chúng, bao gồm cường độ tín hiệu, mức độ nhiễm bẩn trên các mặt quang học và nhiệt độ bên trong. Bộ điều khiển có thể gắn cờ cảm biến bị mất biên độ trước khi nó thực sự không phát hiện được lỗi thực sự.

Tích hợp PLC gắn kết tất cả những điều này lại với nhau. Nhiều hoạt động dập kết nối bộ điều khiển bảo vệ khuôn với mạng PLC của nhà máy thông qua các giao thức Ethernet công nghiệp như EtherNet/IP hoặc PROFINET. Điều này cho phép PLC tổng hợp dữ liệu cảm biến cùng với các thông số máy ép, trạng thái bộ nạp và theo dõi vật liệu. Sự kết hợp này tạo ra một cái nhìn thống nhất về ô dập, trong đó mối tương quan giữa các sự kiện ép và các điều kiện ngược dòng hoặc hạ lưu trở nên rõ ràng.

Ví dụ: PLC giám sát cả đường dây cuộn và hệ thống bảo vệ khuôn có thể tương quan với các điểm dừng cấp liệu ngắn-tăng lên với ID cuộn dây cụ thể có đặc tính vật liệu danh nghĩa-chặt chẽ hơn{2}}. Mối tương quan đó, vô hình khi mỗi hệ thống hoạt động riêng biệt, cho phép chủ động điều chỉnh trước khi chạy cuộn dây tiếp theo trong cùng một lô.

Lộ trình tích hợp từ cảm biến kỹ thuật số cơ bản đến hệ thống dự đoán hỗ trợ IoT{0}} hoàn chỉnh không yêu cầu tách rời phần cứng hiện có. Nhiều cơ sở bắt đầu với các cảm biến nối dây tiêu chuẩn và bộ điều khiển bảo vệ khuôn độc lập, sau đó thêm kết nối mạng và ghi dữ liệu khi hoạt động hoàn thiện.IO-Cảm biến liên kết, kết nối thông qua cáp M12 đơn giản với mô-đun chính trên mạng PLC, mang lại một nền tảng trung gian thực tế. Chúng duy trì phản hồi nhanh của cảm biến nối dây trong khi thêm dữ liệu chẩn đoán và cấu hình từ xa thông qua cùng một kết nối vật lý.

Kiến trúc hoạt động khi mọi thành phần, từ phản hồi của cảm biến đến logic bộ điều khiển đến cơ chế dừng máy ép, đều phù hợp với nhu cầu của hoạt động dập cụ thể. Nhưng ngay cả hệ thống được thiết kế tốt nhất-cuối cùng cũng xuất hiện một lỗi không tìm ra nguyên nhân rõ ràng. Khi cảm biến kích hoạt mà không có lý do rõ ràng hoặc không hoạt động âm thầm trong điều kiện sản xuất, phương pháp khắc phục sự cố có cấu trúc sẽ trở thành sự khác biệt giữa việc khắc phục trong 20-phút và điều tra toàn ca.

Khắc phục sự cố lỗi cảm biến và kích hoạt sai

Máy ép dừng khi-đang chạy. Màn hình bộ điều khiển chỉ ra lỗi kênh cảm biến. Người vận hành kiểm tra khuôn, không thấy có gì sai, đặt lại và bắt đầu chu kỳ. Ba nhịp sau, một điểm dừng khác. Cùng một kênh. Cùng thiếu nguyên nhân rõ ràng. Nghe có vẻ quen thuộc? Trình kích hoạt sai và lỗi không liên tục là những vấn đề-tốn nhiều thời gian nhất trong bất kỳ chương trình bảo vệ khuôn nào vì chúng làm xói mòn niềm tin của người vận hành và che giấu các lỗi thực sự đằng sau bức tường các điểm dừng gây phiền toái.

Chìa khóa để giải quyết những vấn đề này một cách nhanh chóng là nhận ra rằngkích hoạt sai không phải là ngẫu nhiên. Đó là kết quả có thể dự đoán được của các điều kiện không khớp giữa cảm biến và môi trường của nó. Một phương pháp chẩn đoán có cấu trúc, chuyển từ kiểm tra vật lý đơn giản sang phân tích dần dần sâu hơn, cô lập các nguyên nhân gốc rễ mà không lãng phí hàng giờ theo đuổi các triệu chứng.

Nguyên nhân và cách khắc phục kích hoạt sai phổ biến

Hầu hết các trình kích hoạt sai đều theo dõi một trong một số mẫu lặp lại:

• Tích lũy chip kim loại:Các mảnh vụn dập mịn sẽ thu thập gần các mặt cảm biến cảm ứng và được phát hiện là mục tiêu hợp lệ. Các cảm biến được gắn theo chiều ngang bên dưới các lỗ khuôn đặc biệt dễ bị ảnh hưởng. Cách khắc phục là đặt lại vị trí cảm biến theo chiều dọc hoặc thêm quy trình-thổi khí để làm sạch túi giữa các lần chạy.
• Màng dầu trên cảm biến quang học:Thấu kính quang điện mất cường độ tín hiệu do chất bôi trơn phủ lên bề mặt của chúng sau nhiều giờ sản xuất. Tín hiệu đầu ra yếu dần cho đến khi cảm biến liên tục giảm xuống dưới ngưỡng chuyển đổi. Việc vệ sinh ống kính theo lịch trình ở mỗi khoảng thời gian bảo trì khuôn sẽ ngăn chặn hiện tượng trôi dạt này.
• Rung-gây ra lỗi đầu nối:Các đầu nối chịu tác động của lực ép sẽ phát triển các khe hở vi-có thể mở và đóng theo mỗi hành trình. Bộ điều khiển nhận thấy tín hiệu bị mất tạm thời, coi đó là lỗi và dừng máy ép. Việc gắn lại đầu nối sẽ tạm thời khắc phục được nhưng sự cố vẫn quay trở lại. Việc thay thế các đầu nối tiêu chuẩn bằng phiên bản định mức rung-hoặc chuyển sang hộp nối dây cứng sẽ loại bỏ vĩnh viễn chế độ lỗi.
• Trôi nhiệt trên cảm biến lực:Cảm biến giám sát trọng tải được hiệu chỉnh theo sự thay đổi nhiệt độ môi trường khi khuôn nóng lên trong quá trình sản xuất. Các lực liên quan đến cường độ năng suất và ngưỡng điểm năng suất có vẻ chính xác trong quá trình thiết lập trôi dạt khi thiết bị điện tử bên trong cảm biến ấm lên. Điều này đặc biệt dễ gây nhầm lẫn vì lỗi chỉ xuất hiện sau 30 đến 60 phút chạy, sau khi khuôn đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt.
• Khoảng cách cảm nhận không chính xác:Các cảm biến được lắp đặt ở rìa phạm vi định mức của chúng sẽ dao động giữa trạng thái được phát hiện và không bị phát hiện. Cách thực hành tốt nhất là duy trì 60 đến 70 phần trăm phạm vi cảm biến định mức để cung cấp đủ biên độ chống lại sự thay đổi của môi trường.

Việc phân biệt vấn đề cảm biến với vấn đề khuôn thực tế là rất quan trọng. Nếu cảm biến trọng tải báo hiệu tình trạng quá tải, bạn cần xác định xem lực đàn hồi trong phôi có thực sự tăng vọt hay không, có thể do sự biến đổi của vật liệu đẩy cường độ chảy ra cao hơn mong đợi hoặc liệu cảm biến có bị lệch hay không. Việc kiểm tra dữ liệu đường cong s{2}} được bộ điều khiển ghi lại, nếu có, sẽ cho biết hình dạng cấu hình lực có thay đổi hay không (biểu thị sự thay đổi quy trình thực) hay chỉ có độ lệch đường cơ sở được di chuyển (biểu thị độ lệch cảm biến).

Trình tự chẩn đoán có hệ thống đối với các lỗi tín hiệu

Khi kênh cảm biến gặp lỗi mà không có nguyên nhân rõ ràng, hãy chống lại ý muốn đổi cảm biến ngay lập tức. Thay vào đó hãy thực hiện theo trình tự này:

1. Kiểm tra trực quan:Kiểm tra mặt cảm biến xem có bị nhiễm bẩn, tích tụ chip hoặc hư hỏng vật lý không. Kiểm tra vỏ cáp xem có vết cắt, vết véo hoặc mài mòn do tiếp xúc với sên không. Nhìn vào phần cứng gắn xem có bị lỏng không.
2. Chỗ ngồi kết nối:Ngắt kết nối và kết nối lại mọi đầu nối trong đường dẫn tín hiệu, từ cảm biến đến hộp nối đến giao diện báo chí. Cảm nhận các chân cắm bị hỏng, điểm tiếp xúc bị ăn mòn hoặc đầu nối không khớp hoàn toàn vào đúng vị trí.
3. Kiểm tra tín hiệu bằng thiết bị kiểm tra:Sử dụng máy hiện sóng hoặc màn hình tín hiệu-tích hợp của bộ điều khiển để quan sát đầu ra cảm biến thô trong khi kích hoạt cảm biến theo cách thủ công với mục tiêu đã biết. Xác nhận rằng tín hiệu chuyển mạch rõ ràng mà không bị dội lại hoặc nhiễu. Nếu tín hiệu thất thường khi không có mục tiêu thì cảm biến hoặc hệ thống dây điện của nó có vấn đề.
4. Kiểm tra trao đổi:Thay thế cảm biến nghi ngờ bằng một thiết bị-tốt đã biết có thông số kỹ thuật giống hệt nhau. Nếu lỗi biến mất, cảm biến ban đầu bị lỗi. Nếu tình trạng này vẫn tiếp diễn thì sự cố nằm ở thượng nguồn (đi dây) hoặc hạ lưu (đầu vào bộ điều khiển).
5. Đánh giá logic điều khiển:Xác minh rằng cửa sổ giám sát kênh lỗi được lập trình chính xác cho tốc độ sản xuất hiện tại. Sự thay đổi tốc độ từ thử sang sản xuất có thể thay đổi nơi kích hoạt cảm biến rơi vào chu kỳ hành trình, khiến các tín hiệu hợp lệ đến bên ngoài cửa sổ được lập trình của chúng.
6. Cách ly môi trường:Nếu tất cả các bước kiểm tra phần cứng đều vượt qua, hãy chạy máy ép ở tốc độ giảm hoặc với khuôn được tháo rời một phần để xác định xem lỗi phụ thuộc vào tải-(rung, nhiệt) hay phụ thuộc tốc độ-(thời gian, EMI). Điều này thu hẹp nguyên nhân gốc rễ vào một điều kiện hoạt động cụ thể.

Trình tự này chuyển từ kiểm tra trực quan không tốn-chi phí sang chẩn đoán ngày càng phức tạp, đảm bảo bạn không lãng phí thời gian vào những phân tích phức tạp khi đầu nối lỏng lẻo luôn là vấn đề.

Lịch bảo trì phòng ngừa cho hệ thống cảm biến

Khắc phục sự cố phản ứng giúp bạn tiếp tục hoạt động nhưng bảo trì phòng ngừa giúp bạn không cần phải khắc phục sự cố ngay từ đầu. Cảm biến yêu cầu sự chú ý theo lịch trình giống như cắt các bộ phận và lò xo khuôn.

Ở mỗi khoảng thời gian bảo trì khuôn, thường là 50.000 đến 100.000 hành trình tùy thuộc vào ứng dụng, hãy bao gồm các bước kiểm tra-cụ thể cho cảm biến sau:

• Làm sạch tất cả các mặt cảm biến và ống kính quang học. Loại bỏ sự tích tụ chip khỏi túi cảm biến.
• Kiểm tra mô-men xoắn lắp trên tất cả các ốc vít cảm biến. Siết chặt lại những phần bị lỏng do rung.
• Kiểm tra vỏ cáp xem có bị mài mòn, bão hòa dầu hoặc hư hỏng do kẹp không. Thay thế các cáp có biểu hiện lộ dây dẫn.
• Xoay vòng từng cảm biến theo cách thủ công với mục tiêu thử nghiệm để xác nhận việc chuyển đổi xảy ra ở khoảng cách dự kiến.
• Xem lại nhật ký lỗi của bộ điều khiển để biết các kênh hiển thị tần số dừng ngày càng tăng, báo hiệu các vấn đề đang phát triển trước khi chúng trở nên mãn tính.

Các cơ sở coi việc bảo trì cảm biến như một phần của quy trình PM khuôn tiêu chuẩn của họ nhận thấy số lần dừng gây phiền toái ít hơn đáng kể và bắt được các cảm biến xuống cấp trước khi chúng mất hoàn toàn khả năng bảo vệ. Giải pháp thay thế là đợi cho đến khi các trình kích hoạt sai trở nên đủ thường xuyên để buộc phải hành động, nghĩa là chạy không được bảo vệ trong khoảng thời gian khi hiệu suất của cảm biến bị suy giảm nhưng vẫn chưa hỏng hoàn toàn.

Tất nhiên, ngay cả chương trình bảo trì kỷ luật nhất cũng không thể bù đắp cho các cảm biến được gắn trong dụng cụ thiếu tính nhất quán về kích thước mà chúng cần. Khi các bộ phận khuôn bị mòn không đều hoặc độ cao đóng bị lệch giữa các chu kỳ mài, các cảm biến điều kiện cơ bản sẽ dựa vào sự dịch chuyển một cách khó lường, khiến cho việc phát hiện đáng tin cậy gần như không thể bất kể bản thân cảm biến được bảo trì tốt đến mức nào.

Thiết kế khuôn chính xác hỗ trợ hệ thống cảm biến

Cảm biến đo độ lệch so với đường cơ sở. Nếu đường cơ sở đó thay đổi cứ sau vài nghìn hành trình do các bộ phận khuôn bị mòn không đều, độ cao đóng bị lệch hoặc đường dẫn dòng vật liệu thay đổi không thể đoán trước thì hệ thống cảm biến không có tham chiếu ổn định để so sánh. Nó đánh dấu sự biến đổi bình thường là một lỗi hoặc tệ hơn, chấp nhận một vấn đề đang phát triển là bình thường. Độ chính xác trong xây dựng khuôn không chỉ là tạo ra các chi tiết tốt. Đó là về việc tạo ra sự ổn định về kích thước giúp cho việc bảo vệ khuôn-dựa trên cảm biến thực sự hoạt động.

Tại sao dụng cụ chính xác lại mang lại hiệu suất cảm biến đáng tin cậy

Hãy nghĩ xem việc phóng bộ phận giám sát cảm biến tiệm cận thực sự cần những gì: bộ phận đã hoàn thiện phải nằm trong phạm vi phát hiện có thể lặp lại, hết lần này đến lần khác, tại cùng một điểm trong chu kỳ ép. Nếu khe hở khuôn bị lỏng hoặc nếu hệ thống dẫn hướng cho phép hoạt động theo chiều ngang trong quá trình đóng, quỹ đạo thoát ra của bộ phận sẽ thay đổi. Một số nét nó đi qua trường cảm biến một cách rõ ràng. Các nét khác nó hầu như không cắt bớt rìa của vùng phát hiện. Đầu ra của cảm biến trở nên không nhất quán và bộ điều khiển không thể phân biệt được tình trạng bộ phận bị kẹt-thực sự với sự phân tán quỹ đạo thông thường.

Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho việc giám sát trọng tải. Khi các thành phần khuôn có dung sai chặt chẽ, dấu hiệu lực của mỗi hành trình sẽ lặp lại với sự thay đổi tối thiểu. Một cảm biến theo dõi tình trạng quá tải có thể sử dụng cửa sổ ngưỡng hẹp, phát hiện các vấn đề ở mức 5% so với mức bình thường thay vì cần dải 20% để điều chỉnh tiếng ồn từ dụng cụ cẩu thả. Cửa sổ chặt chẽ hơn có nghĩa là phát hiện sớm hơn, nghĩa là ít thiệt hại hơn khi có sự cố thực sự xảy ra.

Một số đặc điểm dụng cụ ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của cảm biến:

• Chiều cao đóng lặp lại:Khoảng cách đóng nhất quán đảm bảo rằng các mục tiêu cảm biến (các bộ phận, cạnh dải, cơ cấu cam) đến cùng một vị trí so với mặt cảm biến trong mỗi chu kỳ. Sự thay đổi độ cao đóng cửa nhỏ tới 0,05 mm có thể đẩy mục tiêu vào và ra khỏi dải trễ chuyển mạch của cảm biến tiệm cận.
• Dung sai hệ thống dẫn hướng chặt chẽ:Trụ dẫn hướng bên trong có khe hở tối thiểu giúp ngăn chặn sự dịch chuyển khuôn sang một bên khi vận hành-tốc độ cao. Điều này giữ cho cảm biến-đến-căn chỉnh mục tiêu ổn định ngay cả ở tốc độ hành trình cao khi lực động tăng lên.
• Dòng nguyên liệu nhất quán:Khuôn được thiết kế với bán kính kéo và áp suất giữ phôi được tính toán chính xác, dựa trên mô đun đàn hồi của thép được xử lý và điểm chảy dẻo của nó đối với loại thép, tạo ra hành vi vật liệu có thể dự đoán được. Hành vi có thể dự đoán được mang lại cho cảm biến-giám sát lực một cơ sở rõ ràng để hoạt động.
• Độ mòn đồng đều của nút bấm và khuôn:Khi các bộ phận cắt được sản xuất từ ​​thép công cụ được xử lý nhiệt-thích hợp (SKH9 ở HRC 60-62 cho chày, SKD11 ở HRC 58-60 cho nút khuôn, như tài liệu tham khảo trong ngành khuyến nghị), chúng mòn đều và chậm. Sự hao mòn đồng đều dần dần tạo ra sự lệch tuyến tính trong các dấu hiệu lực mà việc giám sát dự đoán có thể theo dõi. Sự mài mòn không đồng đều do độ cứng không nhất quán tạo ra các mô hình lực thất thường làm nhầm lẫn việc phân tích xu hướng.

Vật liệu có mô đun đàn hồi thép khoảng 200 GPa truyền tải tạo hình có thể dự đoán được qua ngăn xếp khuôn. Khi bản thân dụng cụ được chế tạo để giữ vị trí dưới các tải trọng đó mà không bị lệch hoặc hoạt động quá mức, các cảm biến sẽ nhận được tín hiệu rõ ràng, có thể lặp lại. Sự kết hợp giữa độ cứng của vật liệu và độ chính xác trong sản xuất tạo ra các điều kiện trong đó độ chính xác được đánh giá của cảm biến thực sự chuyển thành khả năng phát hiện trong thế giới thực.

Thiết kế các điều khoản gắn cảm biến vào công cụ mới

Việc lắp đặt cảm biến trang bị thêm về bản chất là sự thỏa hiệp. Khuôn được thiết kế để tạo hình chứ không phải để cảm biến và mọi túi cảm biến, kênh cáp và vị trí giá đỡ đều trở thành một sự thỏa thuận với hình học hiện có. Các nhóm kỹ thuật chỉ định các điều khoản về cảm biến trong quá trình thiết kế khuôn sẽ loại bỏ hoàn toàn những ảnh hưởng này.

Các điều khoản dành cho giai đoạn thiết kế-thực tế bao gồm:

• Gia công các túi cảm biến để có độ sâu và đường kính chính xác cho các cảm biến tiệm cận-gắn phẳng tại các điểm thoát sên và đường phóng, đảm bảo mặt cảm biến nằm ở khoảng cách phát hiện tối ưu mà không bị chêm.
• Thêm các ông chủ lắp có ren gần các trạm thí điểm và đường cấp liệu nơi các giá đỡ quang điện cần các điểm gắn cố định,{0}}chống rung.
• Định tuyến các kênh cáp thông qua đế kết nối các vị trí cảm biến với vị trí hộp nối tập trung, với độ sâu kênh giúp bảo vệ cáp khỏi hư hỏng cơ học trong quá trình xử lý.
• Dành không gian trên đế khuôn phía dưới để gắn hộp nối có thể tiếp cận được từ phía người vận hành, do đó việc gắn và ngắt kết nối xảy ra mà không cần chạm tới các bộ phận chuyển động.

Phương pháp tiếp cận tích hợp-thiết kế này phù hợp với cách các nhà chế tạo khuôn hàng đầu xử lý tính sẵn sàng của cảm biến. Các nhà cung cấp thíchYICHEN, chuyên gia về khuôn dập chính xác cho các bộ phận quan trọng có-độ chính xác cao và dung sai-nhỏ, xây dựng loại tính nhất quán về kích thước giúp hệ thống cảm biến trở nên đáng tin cậy ngay từ lần di chuyển đầu tiên. Khi các thành phần khuôn có dung sai chặt chẽ trong hàng triệu chu kỳ, cảm biến có thể phát hiện sai lệch sớm hơn với ít kết quả dương tính giả hơn vì đường cơ sở mà chúng tham chiếu không bị sai lệch. Đối với các nhóm kỹ thuật đánh giá công cụ cần hỗ trợ các thiết kế sẵn sàng cho cảm biến-ở khối lượng sản xuất, khả năng dập khuôn chính xác của YICHEN mang đến một điểm khởi đầu thực tế.

Mô đun đàn hồi của thép quyết định mức độ uốn cong của cấu trúc khuôn khi chịu tải. Khuôn được chế tạo với độ dày mặt cắt không đủ hoặc từ các tấm giảm ứng suất-không đúng cách sẽ bị lệch khác nhau do trọng tải thay đổi theo sự thay đổi của lô vật liệu. Độ lệch đó làm dịch chuyển các mục tiêu cảm biến so với các điểm lắp của chúng, tạo ra một đường cơ sở chuyển động mà không có chương trình điều khiển nào có thể bù đắp hoàn toàn. Cấu trúc khuôn chính xác, lựa chọn vật liệu phù hợp, khối lượng tiết diện phù hợp và giảm ứng suất triệt để sẽ loại bỏ biến số này ngay từ đầu.

Cuối cùng, cảm biến và khuôn không phải là những hệ thống riêng biệt. Họ phụ thuộc lẫn nhau. Khuôn chính xác làm cho cảm biến trở nên đáng tin cậy. Cảm biến đáng tin cậy giúp khuôn chính xác tồn tại lâu hơn bằng cách phát hiện các vấn đề trước khi chúng gây ra sự cố-tăng tốc độ mài mòn. Chu trình đúng đắn đó chỉ hoạt động khi cả hai vế của phương trình được xây dựng theo cùng một tiêu chuẩn và khi chiến lược cảm biến tổng thể coi chất lượng lựa chọn, vị trí, tích hợp và công cụ như một hệ thống thống nhất thay vì các quyết định riêng biệt.

Xây dựng chiến lược cảm biến khuôn hoàn chỉnh cho sản xuất

Lựa chọn cảm biến, vị trí, kiến ​​trúc hệ thống, bảo vệ môi trường, xử lý sự cố và độ chính xác của dụng cụ không phải là các dự án riêng biệt. Chúng là các khía cạnh của một hệ thống duy nhất hoạt động cùng nhau hoặc thất bại cùng nhau. Khi sản lượng tăng lên và tốc độ hành trình tăng lên, liên kết yếu nhất trong chuỗi đó sẽ xác định xem lớp bảo vệ khuôn của bạn có giữ nguyên hay bị sập hay không. Một chiến lược xử lý từng thành phần một cách riêng biệt, chọn cảm biến từ danh mục mà không tính đến thời gian dừng máy ép hoặc lắp cảm biến mà không dự tính bị nhiễm bẩn, là một chiến lược được xây dựng để thất bại vào đúng thời điểm quan trọng nhất.

Xây dựng chiến lược cảm biến phù hợp với hoạt động của bạn

Mỗi thao tác dập đều có một dấu vân tay duy nhất. Khuôn dập lũy tiến 200-tấn chạy bằng thép nhẹ ở tốc độ 150 SPM đưa ra thách thức bảo vệ về cơ bản khác với khuôn chuyển 1.000-tấn tạo thành thép hai pha cường độ cao-ở 40 SPM. Việc đầu tiên đòi hỏi phản ứng cảm biến nhanh và cửa sổ điều chỉnh thời gian cam chặt chẽ. Thứ hai yêu cầu giám sát lực mạnh mẽ được điều chỉnh để đạt được giá trị thép biến dạng năng suất cao hơn và dải ngưỡng trọng tải rộng hơn để phù hợp với quá trình gia công cứng trên các trạm.

Việc kết hợp chiến lược cảm biến với hoạt động của bạn có nghĩa là đặt một bộ câu hỏi cụ thể trước khi chỉ định phần cứng:

• Góc dừng máy ép của bạn ở tốc độ sản xuất là bao nhiêu và nó có đủ thời gian để phản hồi cảm biến cũng như xử lý bộ điều khiển không?
• Những chế độ hư hỏng nào có nhiều khả năng xảy ra nhất đối với loại khuôn, vật liệu và khối lượng sản xuất của bạn?
• Cường độ năng suất của vật liệu bạn đang chạy là gì và điều đó ảnh hưởng như thế nào đến ngưỡng giám sát lực trên các trạm?
• Môi trường của bạn có yêu cầu cảm biến miễn nhiễm với dầu, chip hoặc EMI hay phần cứng cấp tiêu chuẩn có thể tồn tại không?
• Công cụ của bạn có được xây dựng với tính nhất quán về kích thước mà cảm biến cần để có đường cơ sở phát hiện ổn định không?

Các câu trả lời định hình mọi thứ ở phía sau. Một nhóm đang vận hành-các bộ phận quan trọng có dung sai cao cần có công cụ giữ vị trí hết chu kỳ này đến chu kỳ khác, kết hợp với các cảm biến có thể khai thác tính nhất quán đó để phát hiện sớm sự cố. Một cửa hàng đóng dấu các dấu ngoặc có độ phức tạp-thấp trong thời gian ngắn có thể ưu tiên thiết lập cảm biến thay đổi-nhanh hơn là độ chính xác phát hiện tuyệt đối. Không có cách tiếp cận nào là sai. Cách tiếp cận sai lầm là áp dụng cùng một cấu hình cảm biến cho cả hai mà không điều chỉnh cho phù hợp với thực tế vận hành.

Đối với các nhóm vận hành các bộ phận quan trọng có-độ chính xác hoặc dung sai{1}}cao ở khối lượng sản xuất, việc kết hợp một hệ thống cảm biến được thiết kế tốt-với công cụ chính xác được thiết kế để sản xuất hàng loạt có thể lặp lại sẽ tạo nền tảng cho sản lượng phế liệu-bền vững.Khuôn dập chính xác của YICHEN, được thiết kế cho các bộ phận có độ chính xác nhỏ và{0}}cao, là ví dụ điển hình cho loại công cụ hỗ trợ phương pháp này: dung sai chặt chẽ được duy trì qua hàng triệu hành trình giúp cảm biến tham chiếu ổn định và không bị trôi, cho phép các cửa sổ phát hiện chặt chẽ hơn và xác định lỗi sớm hơn.

Các bước tiếp theo dành cho nhóm kỹ thuật

Cho dù bạn đang đánh giá một chương trình cảm biến hiện có hoạt động kém về tốc độ hay lập kế hoạch sử dụng cảm biến vào công cụ mới từ đầu, thì lộ trình phía trước đều tuân theo một trình tự rõ ràng. Bắt đầu với vật lý, khớp với ứng dụng, xác nhận trên băng ghế dự bị và duy trì trong sản xuất.

Dưới đây là những điều có thể thực hiện được từ toàn bộ khuôn khổ này:

• Kiểm tra toán học góc quan trọng của bạn.Tính toán lại góc dừng ở tốc độ sản xuất thực tế chứ không phải tốc độ thử. Xác nhận rằng thời gian phản hồi của cảm biến cộng với độ trễ của bộ điều khiển phù hợp với khoảng thời gian có sẵn. Nếu không, cảm biến nhanh hơn hoặc bộ điều khiển-tốc độ cao hơn không phải là bản nâng cấp tùy chọn. Chúng là những yêu cầu.
• Ánh xạ các chế độ lỗi tới các loại cảm biến.Không cài đặt cảm biến một cách chung chung. Xác định những gì mỗi khuôn có thể bị lỗi, cho dù nạp sai, giữ sên, dính bộ phận hay quá tải lực, đồng thời chọn công nghệ cảm biến phát hiện tình trạng cụ thể đó một cách đáng tin cậy trong môi trường của bạn.
• Lập kế hoạch cung cấp cảm biến vào thiết kế khuôn.Yêu cầu các túi cảm biến, kênh cáp và giá đỡ hộp nối trong mọi thông số kỹ thuật khuôn mới. Trang bị thêm luôn là một sự thỏa hiệp. Thiết kế-cảm biến tích hợp luôn đáng tin cậy hơn.
• Thử nghiệm trên băng ghế dự bị-trước khi thử nghiệm-báo chí.Chứng minh việc lắp đặt cảm biến trên băng ghế bằng các công cụ định vị chính xác trước khi khuôn đi vào sản xuất. Sàn ép là nơi đắt nhất để phát hiện ra vị trí lắp đặt không hoạt động.
• Loại bỏ các cáp cảm biến riêng lẻ.Đấu dây tất cả các cảm biến-được gắn khuôn vào một hộp nối duy nhất bằng đầu nối chính. Điều này loại bỏ chế độ lỗi chính, hiện tượng mỏi cáp do cuộn dây lặp đi lặp lại và loại bỏ các lỗi nối dây trong quá trình thiết lập.
• Đầu tư vào độ chính xác của dụng cụ.Cảm biến không thể bảo vệ khuôn di chuyển không thể đoán trước. Dung sai dẫn hướng chặt chẽ, chiều cao đóng ổn định và kiểu mài mòn đồng nhất từ ​​thép công cụ chất lượng mang lại cho cảm biến của bạn một đường cơ sở ổn định để theo dõi. Giới hạn chảy của thép trong phôi của bạn xác định đường bao lực. Độ chính xác của dụng cụ của bạn xác định liệu các cảm biến có thể phát hiện những sai lệch khỏi dụng cụ một cách đáng tin cậy hay không.
• Đưa việc bảo trì vào lịch trình PM.Làm sạch bề mặt cảm biến, kiểm tra mô-men xoắn lắp, kiểm tra cáp và xem lại nhật ký lỗi ở mỗi kỳ bảo trì khuôn. Cảm biến xuống cấp dần dần. Hãy bắt chúng trước khi chúng mất đi khả năng bảo vệ một cách âm thầm.
• Sử dụng dữ liệu để dự đoán chứ không chỉ để phản ứng.Ghi lại đường cong lực, nguyên nhân dừng và số liệu tình trạng cảm biến. Theo thời gian, dữ liệu này tiết lộ các mẫu cho phép bảo trì-dựa trên điều kiện và sửa lỗi quy trình trước khi xảy ra sự cố.

Bảo vệ khuôn không phải là một tính năng bạn thêm vào hoạt động dập. Đó là một nguyên tắc bạn xây dựng thành một, từ thiết kế khuôn cho đến lựa chọn cảm biến, tích hợp hệ thống và bảo trì liên tục. Các hoạt động thực hiện đúng điều này không chỉ tránh được sự cố. Họ chạy nhanh hơn, ít phế liệu hơn, ít điểm dừng ngoài kế hoạch hơn và tuổi thọ dụng cụ kéo dài hơn vì các vấn đề xảy ra ở hành trình đầu tiên chứ không phải ở hành trình thứ một nghìn. Đó là điều mà chiến lược cảm biến khuôn hoàn chỉnh mang lại khi mọi phần của hệ thống đều phù hợp với hoạt động sản xuất mà nó phục vụ.

Câu hỏi thường gặp về cảm biến khuôn trong dập

1. Góc quan trọng trong việc bảo vệ khuôn dập là gì?

Góc tới hạn là điểm cuối cùng trong vòng quay của trục khuỷu, nơi có thể phát ra tín hiệu dừng và máy ép sẽ dừng trước khi đóng khuôn. Nó được tính bằng cách trừ góc dừng máy ép khỏi góc đóng khuôn-. Nếu thời gian phản hồi của cảm biến, thời gian xử lý của bộ điều khiển và thời gian dừng máy ép vượt quá cửa sổ trước góc này thì máy ép không thể dừng kịp thời và xảy ra sự cố bất kể việc phát hiện cảm biến. Mỗi tổ hợp khuôn-và-ép đều có một góc tới hạn duy nhất phải được đo ở tốc độ sản xuất thực tế chứ không phải tốc độ thử.

2. Làm cách nào để ngăn chặn các kích hoạt sai từ cảm biến bảo vệ khuôn?

Nguyên nhân kích hoạt sai thường là do sự tích tụ chip kim loại gần các bề mặt cảm biến cảm ứng, sự tích tụ màng dầu trên thấu kính quang điện, các khe hở vi mô-của đầu nối do rung hoặc trôi nhiệt trên cảm biến lực. Phòng ngừa bắt đầu bằng việc đặt cảm biến thích hợp, chẳng hạn như lắp cảm biến cảm ứng theo chiều dọc để trọng lực dọn sạch các mảnh vụn, sử dụng phụ kiện lọc-không khí trên cảm biến quang học và chỉ định các đầu nối định mức rung-. Việc duy trì 60 đến 70 phần trăm khoảng cách phát hiện định mức mang lại khả năng chống lại sự thay đổi của môi trường. Trình tự chẩn đoán có cấu trúc chuyển từ kiểm tra trực quan đến xác minh tín hiệu sẽ tách biệt nguyên nhân gốc rễ một cách hiệu quả.

3. Loại cảm biến nào là tốt nhất để phát hiện hiện tượng bám dính trong khuôn dập?

Cảm biến tiệm cận cảm ứng là lựa chọn ưu tiên để phát hiện hiện tượng bám dính. Chúng tạo ra một trường điện từ giúp phát hiện các vật thể kim loại mà không cần tiếp xúc vật lý, khiến chúng trở nên lý tưởng để lắp ngay bên dưới các lỗ khuôn hoặc lỗ thoát ren. Ưu điểm chính của chúng là khả năng miễn nhiễm với môi trường: sương dầu, phun chất làm mát và các mảnh vụn phi kim loại-không ảnh hưởng đến trường điện từ. Các cảm biến hình ống được gắn phẳng-được đặt tại các điểm thoát của sên phát hiện các sên được giữ lại một cách đáng tin cậy mà không cản trở đường đi của sên thông thường trong quá trình hoạt động bình thường.

4. Tốc độ ép ảnh hưởng như thế nào đến yêu cầu cảm biến khuôn?

Tốc độ nhấn cao hơn sẽ nén cửa sổ phát hiện có sẵn từ cả hai phía. Ở tốc độ 600 SPM, một hành trình hoàn chỉnh chỉ kéo dài 100 mili giây, do đó mọi thành phần trong chuỗi tín hiệu từ kích hoạt cảm biến đến xử lý bộ điều khiển cho đến gắn phanh phải vừa khít trong một khoảng thời gian co lại. Ngoài ra, tốc độ cao hơn sẽ tăng động lượng quay, giúp mở rộng góc dừng và thu hẹp cửa sổ hơn nữa. Máy ép trên 300 SPM thường yêu cầu phản hồi của cảm biến dưới-mili giây, độ trễ điều hòa tín hiệu tối thiểu và cửa sổ giám sát theo thời gian cam-được lập trình chính xác để duy trì khả năng bảo vệ hiệu quả.

5. Tại sao việc gia công chính xác lại quan trọng đối với độ tin cậy của cảm biến khuôn?

Cảm biến đo độ lệch so với đường cơ sở và công cụ chính xác cung cấp đường cơ sở ổn định, có thể lặp lại mà chúng cần. Khi các thành phần khuôn có dung sai chặt chẽ, các bộ phận sẽ đẩy ra theo quỹ đạo nhất quán, ký hiệu lực lặp lại với mức độ biến đổi tối thiểu và các mục tiêu cảm biến sẽ đến cùng một vị trí trong mỗi chu kỳ. Điều này cho phép các ngưỡng phát hiện chặt chẽ hơn, phát hiện các vấn đề ở độ lệch 5% thay vì cần các dải 20% để điều chỉnh sự không nhất quán của dụng cụ. Các nhà cung cấp như YICHEN chế tạo khuôn dập chính xác với tính nhất quán về kích thước hỗ trợ các thiết kế sẵn sàng cho cảm biến, cho phép phát hiện lỗi sớm hơn với ít kết quả sai hơn trong hàng triệu quy trình sản xuất.