서론: 장력 정확도가 절삭 안정성을 결정합니다
다이아몬드 와이어 절단에서 와이어 장력은 화면에 표시되는 단순한 매개변수가 아닙니다.
이는 기하학적 정확성의 기계적 기초입니다.
표시된 장력 값이 와이어에 실제로 가해지는 하중과 다르면 전체 절단 시스템이 잘못된 가정에 기반하여 작동하게 됩니다. 그 결과 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
- 와이어 굽힘
- 테이퍼형 절단
- 표면 물결 모양
- 와이어의 조기 피로
와이어 장력 교정은 제어 시스템이 와이어의 실제 기계적 상태를 반영하도록 보장합니다. 모니터링을 통해 작동 중에 이 상태가 안정적으로 유지되도록 합니다.
탄화규소, 사파이어, 석영 및 첨단 세라믹과 같은 정밀 응용 분야에서 안정적인 인장력은 TTV(열팽창 계수) 및 평탄도 성능과 직접적인 관련이 있습니다.
1. 와이어 장력 교정이 필요한 이유
장력 시스템은 정적인 구성 요소가 아닙니다. 시간이 지남에 따라 변화합니다.
1.1 센서 드리프트
로드셀과 공압 조절기는 다음과 같은 이유로 영점 기준이 점차 이동합니다.
- 열 순환
- 기계적 진동
- 장기 재료 피로
재보정을 하지 않으면 컨트롤러에 25N이 표시될 수 있지만 실제 장력은 22N 또는 28N일 수 있습니다.
1.2 기계적 히스테리시스
마찰 발생 위치:
- 무용수의 팔 회전
- 풀리 베어링
- 공압 실린더 씰
이론적인 힘과 실제적인 힘 사이의 편차를 발생시킵니다. 이러한 기계적 저항은 시간이 지남에 따라 변화합니다.
1.3 절단 중 오류 증폭
장력에 아주 작은 오차가 있더라도 진입부에서 와이어의 휘어짐이 커집니다.
절삭 깊이가 증가함에 따라 이러한 편차가 누적되어 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.
- 칩핑 종료
- 표면 배 모양
- 부하를 받으면 전선이 끊어짐
정기적인 와이어 장력 조정은 누적적인 기하학적 불안정성을 방지합니다.
2. 장력 측정 시스템의 종류
교정을 하기 전에 감지 방법을 이해하는 것이 필수적입니다.
2.1 공압 압력 기반 추정
일부 시스템은 기압을 기준으로 장력을 추정합니다.
장점:
- 단순한
- 비용 효율적
제한 사항:
- 마찰 손실을 고려하지 않습니다.
- 일반적으로 ±2N의 정확도를 갖습니다.
중요하지 않은 용도에 적합합니다.
2.2 로드셀(직접 힘 측정)
장력 풀리 아래에 장착됩니다.
장점:
- 직접 압력 측정
- 높은 정밀도(±0.1 N 가능)
- 안정적인 장기 모니터링
이는 정밀 슬라이싱에 가장 적합한 방법입니다.
2.3 변위 기반 모니터링 (무용수 팔 위치)
장력 암의 각도 움직임을 측정합니다.
다음과 같은 경우에 유용합니다:
- 신장 감지
- 동적 동작 모니터링
하지만 절대적인 정확도는 시스템 보정에 따라 달라집니다.
3. 표준 와이어 장력 교정 절차
교정은 물리적 검증 과정을 거쳐야 합니다.
1단계: 정적 영점 확인
- 전선을 제거하세요
- 무용수의 팔이 자유롭게 움직이는지 확인하십시오.
- 모든 풀리를 청소하세요
- 센서 초기화 0
하중을 가하기 전에 기준 영점이 안정적이어야 합니다.
2단계: 인증된 표준 중량 적용
눈금이 표시된 추를 사용하십시오.
공식:
장력 ≈ 질량 × 9.81
목표 장력 25N을 얻으려면 약 2.55kg의 무게를 사용하십시오.
실제 하중 방향을 시뮬레이션하기 위해 도르래 경로를 통해 무게를 매달아 놓습니다.
3단계: 비교 및 조정
기록:
- 컨트롤러에 표시된 값
- 이론적 가치
조정하다:
- 오프셋(제로 보정)
- 기울기(이득 보정)
작동 범위 전체에 걸쳐 선형 일관성을 확인하십시오(예: 10~50N).
4. 절삭 중 동적 장력 모니터링
정적 교정은 전체 과정의 절반에 불과합니다.
실시간 모니터링은 장애를 방지합니다.
4.1 허용 변동 범위
정상 작동 변동:
설정값의 ±5%
예:
설정값 30N에서 허용 범위는 28.5~31.5N입니다.
4.2 변동 패턴 진단
변동 패턴이 다르면 문제점도 다릅니다.
느린 표류:
→ 공기 누출 또는 조절기 불안정
주기적 진동:
→ 풀리 편심 또는 기계적 불균형
급락:
→ 부분적인 가닥 파손 또는 전선 늘어짐
장력 모니터링 시스템은 치명적인 파손을 방지하기 위해 경보 임계값을 작동시켜야 합니다.
4.3 파괴 전 징후
전선이 피로해지기 시작할 때:
- 긴장도 급증 현상이 불규칙적으로 나타납니다.
- 표준편차가 증가합니다
- 고장 발생 전에 경미한 진동이 나타납니다.
평균값을 모니터링하는 것보다 편차를 모니터링하는 것이 더 유용합니다.
5. 흔히 발생하는 교정 오류
열평형을 무시하면
교정은 기기 예열 후에 수행해야 합니다.
저온 교정은 실제 작동 조건을 반영하지 않을 수 있습니다.
전선 직경을 재확인 없이 혼합하여 사용하는 경우
전선의 직경이 다르면 풀리 홈에 들어가는 위치도 다릅니다.
이는 실제 레버 형상과 센서 판독값을 변경합니다.
전선 직경을 변경할 때는 재보정을 하십시오.
센서 데이터의 과도한 필터링
과도한 디지털 필터링은 노이즈를 줄여주지만 응답 속도를 저하시킵니다.
응답 속도가 느리면 갑작스러운 부하가 걸렸을 때 전선이 끊어질 위험이 커집니다.
6. 권장 교정 주기
정밀한 작업에 적합합니다.
200 운전시간마다.
중공업 분야에 적용 가능:
300~500시간마다.
다음과 같은 경우 교정 빈도를 늘려야 합니다.
- 전선 파손율 증가
- 표면 안정성이 감소합니다
- 혈압 수치가 비정상적으로 변동합니다
공학적 결론
와이어 장력 보정은 다이아몬드 와이어 톱 기계의 기계적 강성 제어의 기본입니다.
정확한 하중 측정은 다음을 보장합니다:
- 와이어 휨 현상 감소
- 안정적인 기하학적 정확도
- 파손율 감소
- 표면 일관성 향상
정밀 슬라이싱에서 장력 모니터링은 선택 사항이 아닙니다.
이는 구조 제어 시스템의 일부입니다.
자주 묻는 질문
Q1: 교정 과정에서 원심력을 고려합니까?
정적 교정으로는 충분하지 않습니다. 하지만 저속 테스트 중 동적 모니터링을 통해 고속 작동 전에 시스템 동작을 확인할 수 있습니다.
Q2: 보정을 통해 와이어 휨 문제가 해결되었는지 어떻게 알 수 있나요?
시험 절단을 실시하고 평탄도를 측정하십시오. 볼록함이나 테이퍼가 줄어들면 강성 제어가 개선되었음을 나타냅니다.
Q3: 휘어짐을 줄이기 위해 장력을 더 높게 설정할 수 있습니까?
장력이 높을수록 강성은 증가하지만 안전 여유는 줄어듭니다. 안정성이 최대 장력보다 더 중요합니다.
