Калибровка натяжения проволоки в алмазных проволочно-пильных станках Это гарантирует, что фактическая механическая нагрузка, приложенная к режущей проволоке, соответствует значению, установленному в системе управления. Если пренебречь калибровкой, даже небольшие ошибки натяжения могут привести к изгибу проволоки, изменению толщины (TTV), волнистости поверхности или преждевременной усталости проволоки.
При высокоточной резке карбида кремния (SiC), кварца, сапфира и современной керамики стабильное натяжение проволоки имеет первостепенное значение. Оно напрямую определяет жесткость резания и геометрическую однородность. В этом руководстве объясняется, как правильно калибровать и контролировать натяжение проволоки для поддержания долговременной стабильности процесса.
1. Почему необходима калибровка натяжения проволоки?
Система регулирования натяжения — это не компонент, который можно настроить один раз и забыть. Со временем происходит механический и электронный дрейф.
Дрейф датчика
Как пневматические системы, так и электронные тензодатчики после длительной работы испытывают смещение нулевой точки. Высокоскоростные системы с бесконечным ходом и возвратно-поступательные системы приводят к механической усталости датчиков и звеньев.
Если датчик показывает 25 Н, а фактическая нагрузка составляет 22 Н, то жесткость проволоки уже нарушена.
Механический гистерезис
Внутри происходит трение:
- Шарнирные соединения рычага танцора
- Подшипники шкива
- Уплотнения пневматических цилиндров
Изменения происходят постепенно в процессе эксплуатации. Эти эффекты приводят к расхождениям между измеренным и фактическим натяжением.
Без периодической калибровки натяжения проволоки отображаемые значения могут отклоняться от реальных на несколько Ньютонов.
Усиление ошибок при резке
Небольшой дефицит натяжения вызывает первоначальное отклонение проволоки при входе в заготовку. По мере увеличения глубины резания этот эффект изгиба усиливается. В результате может наблюдаться следующее:
- Выходное чипирование
- Клиновидные разрезы
- Чрезмерное значение TTV
Стабильное натяжение — основа всего процесса резки. (См. также: Понимание системы регулирования натяжения проволоки в проволочно-пильных станках.)
2. Типы систем обнаружения натяжения
Перед выполнением калибровки натяжения проволоки определите принцип измерения, используемый вашим станком.
Косвенная оценка пневматических параметров
Натяжение рассчитывается исходя из давления воздуха в цилиндре.
Преимущества:
- Простой
- Экономически выгодно
Ограничения:
- Не учитывает потери на трение.
- Точность обычно составляет ±2 Н.
Тензодатчик (прямое измерение)
Тензодатчик, установленный под натяжным шкивом, непосредственно измеряет силу с помощью тензометрических датчиков.
Преимущества:
- Высокая точность (±0,1 Н)
- Стабильная и воспроизводимая
- Идеально подходит для тонкой проволоки (≤0,20 мм).
Это предпочтительная система для нарезки дорогостоящих материалов.
Системы, основанные на перемещении
В некоторых системах отслеживается положение руки танцора, а не прямая сила воздействия.
Эти методы полезны для динамической компенсации, но в значительной степени зависят от стабильной пневматической или пружинной предварительной нагрузки. Абсолютная точность измерения силы зависит от качества калибровки.
3. Стандартная процедура калибровки натяжения проволоки
Калибровка натяжения проволоки всегда должна проводиться с использованием метода физической проверки.
Шаг 1: Статическая обнуление
Снимите алмазную проволоку. Убедитесь, что все шкивы свободно вращаются. Очистите канавки от шлама и мусора, чтобы удалить лишнюю массу, которая может повлиять на показания.
Обнулите показания индикатора натяжения.
Шаг 2: Применение сертифицированных стандартных весов.
Используйте калиброванные грузы, подвешенные на системе шкивов.
Пример:
Если целевое натяжение составляет 25 Н:
T ≈ m × g
g = 9,81 м/с²
Требуемая масса:
м ≈ 2,55 кг
Сравните показанное значение натяжения с теоретическим значением.
Шаг 3: Настройка параметров калибровки
Изменить:
- Смещение (нулевая коррекция)
- Усиление (коррекция наклона)
Обеспечьте линейную стабильность во всем рабочем диапазоне (например, 0–50 Н).
После статической калибровки проверьте стабильность натяжения при низкой скорости вращения, чтобы убедиться, что сопротивление подшипника не вызывает динамических отклонений.
4. Динамический мониторинг в процессе производства
Калибровка статична. Резка динамична.
Эффективный мониторинг предотвращает обрыв проводов до того, как он произойдет.
Окно стабильности натяжения
В процессе эксплуатации колебания натяжения должны оставаться в пределах:
±5% от заданного значения
Периодические синусоидальные колебания часто указывают на:
- Эксцентриситет главного ведущего колеса
- Дисбаланс направляющего шкива
Эти проблемы следует устранить до повторной калибровки.
Верхний и нижний пороги срабатывания сигнализации
Система управления должна включать в себя:
- Защита верхнего предела
- Нижний предел защиты
Если натяжение мгновенно падает более чем на 10 Н, должна немедленно сработать аварийная остановка для защиты заготовки.
(См. также:) Система подачи и логика управления алмазной проволочной пилой (для взаимодействия нагрузок.)
Предварительные индикаторы поломки
Перед обрывом провода системы часто демонстрируют следующие признаки:
- Нерегулярные скачки напряжения
- Увеличение дисперсии колебаний
- Кратковременные падения с последующим восстановлением
Мониторинг стандартного отклонения данных о растяжении помогает выявлять усталостное удлинение или разрушение пряди на ранней стадии.
5. Распространенные ошибки калибровки
Избегайте следующих распространенных ошибок при калибровке натяжения проволоки:
Игнорирование теплового равновесия
Калибровку следует проводить после того, как машина достигнет рабочей температуры. И датчики, и провод расширяются при нагревании.
Холодная калибровка может привести к неточным результатам.
Игнорирование различий в диаметре проволоки
Проволока разного диаметра располагается по-разному в канавках шкива. Даже незначительные изменения эффективного радиуса влияют на длину плеча крутящего момента, что сказывается на точности измерений.
При изменении сечения провода рекомендуется выполнить повторную калибровку.
Чрезмерное сглаживание данных датчика
Высокочастотная вибрация во время резки является нормальным явлением. Чрезмерная цифровая фильтрация снижает скорость реакции системы управления и может задерживать срабатывание критически важных сигналов тревоги.
Инженерное заключение
Калибровка натяжения проволоки имеет важное значение для поддержания стабильности процесса в алмазных проволочных пильных станках. Она гарантирует, что система управления отражает истинное механическое состояние режущей проволоки.
Для таких ценных материалов, как карбид кремния, сапфир и кварц:
- Интервалы между калибровками не должны превышать 200 часов работы.
- Стабильность рабочего натяжения должна оставаться в пределах ±5%.
- Настоятельно рекомендуется использовать мониторинг с обратной связью.
При правильной калибровке натяжения жесткость проволоки остается стабильной, изгиб минимизируется, а плоскостность поверхности улучшается. Пренебрежение калибровкой увеличивает усталостное напряжение и сокращает срок службы проволоки.
Для обеспечения долгосрочной надежности калибровка натяжения проволоки должна быть частью программы планового технического обслуживания. (См. также: Поиск и устранение неисправностей и плановое техническое обслуживание проволочно-пильных станков..)
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
1. Учитывает ли статическая калибровка инерцию шкива?
Нет. Статическая калибровка проверяет точность измерения усилия. Динамическая проверка на низкой скорости помогает оценить влияние сопротивления подшипников.
2. Что произойдет, если показания натяжения будут чрезмерно колебаться во время калибровки?
В первую очередь проверьте экранирование и заземление кабеля, чтобы исключить электромагнитные помехи. Если оборудование работает стабильно, тщательно отрегулируйте константы цифрового фильтра, не ухудшая время отклика.
3. Как я могу подтвердить, что калибровка повысила точность резки?
Изготовьте стандартизированный тестовый блок, используя идентичные параметры. Если плоскостность поверхности улучшается, а деформация уменьшается, калибровка прошла успешно.
