Руководство для инженеров по калибровке и контролю натяжения проволоки в алмазных проволочных пильных станках

Введение: Точность натяжения определяет стабильность резки

При резке алмазной проволокой натяжение проволоки — это не просто параметр, отображаемый на экране.

Это механическая основа геометрической точности.

Если отображаемое значение натяжения отличается от фактической нагрузки, приложенной к проволоке, вся система резки работает на основе ложных предположений. В результате могут возникнуть следующие последствия:

Проволочный изгиб
Конические срезы
Волнистость поверхности
Преждевременная усталость проволоки

Калибровка натяжения проволоки гарантирует, что система управления отражает истинное механическое состояние проволоки. Мониторинг обеспечивает стабильность этого состояния во время работы.

В высокоточных процессах, таких как обработка карбида кремния, сапфира, кварца и современной керамики, стабильное натяжение напрямую связано с коэффициентом вариации толщины и плоскостностью.

Vimfun алмазная проволока пила машина — Конструкция алмазной проволочной пилы

1. Почему необходима калибровка натяжения проволоки?

Система натяжения не является статичным компонентом. Она изменяется со временем.

1.1 Дрейф датчика

Тензодатчики и пневматические регуляторы постепенно смещают свою нулевую точку отсчета из-за:

Термоциклирование
Механическая вибрация
Долговременная усталость материала

Без повторной калибровки контроллер может отображать 25 Н, в то время как фактическое натяжение составляет 22 Н или 28 Н.

1.2 Механический гистерезис

Трение в:

Повороты рук танцора
Подшипники шкива
Уплотнения пневматических цилиндров

Это создает отклонение между теоретической и фактической силой. Это механическое сопротивление изменяется со временем.

1.3 Усиление ошибок при резке

Даже небольшие ошибки натяжения увеличивают деформацию проволоки на входе.

По мере увеличения глубины резания это отклонение накапливается и может привести к следующим последствиям:

Выходное чипирование
Форма поверхности живота
Обрыв провода под нагрузкой

Регулярная калибровка натяжения проволоки предотвращает накопление геометрической нестабильности.

2. Типы систем измерения натяжения

Перед калибровкой крайне важно понимать принцип действия датчика.

2.1 Оценка на основе пневматического давления

Некоторые системы определяют натяжение на основе давления воздуха.

Преимущества:

Простой
Экономически выгодно

Ограничения:

Не учитывает потери на трение.
Обычно точность составляет ±2 Н.

Подходит для некритичных применений.

2.2 Тензодатчик (прямое измерение силы)

Установлен под натяжным шкивом.

Преимущества:

Прямое измерение силы
Высокая точность (возможно ±0,1 Н)
Стабильный долгосрочный мониторинг

Это предпочтительный метод для точной нарезки.

2.3 Мониторинг на основе смещения (положение руки танцовщицы)

Измеряет угловое перемещение рычага натяжения.

Полезно для:

Выявление удлинения
Мониторинг динамического поведения

Однако абсолютная точность зависит от калибровки системы.

3. Стандартная процедура калибровки натяжения проволоки

Калибровка должна проводиться после процедуры физической проверки.

Шаг 1: Статическая проверка нуля

Удалите провод
Убедитесь, что рука танцора движется свободно.
Очистите все шкивы.
Сброс датчика до нуля

Нулевая точка отсчета должна быть стабильной перед приложением нагрузки.

Шаг 2: Применение сертифицированного стандартного веса

Используйте калиброванные гири.

Формула:

Натяжение ≈ масса × 9,81

Для достижения целевого натяжения в 25 Н используйте груз приблизительно 2,55 кг.

Подвесьте груз за направляющую шкива, чтобы имитировать фактическое направление нагрузки.

Шаг 3: Сравните и скорректируйте.

Записывать:

Отображаемое значение контроллера
Теоретическое значение

Регулировать:

Смещение (нулевая коррекция)
Наклон (коррекция усиления)

Проверьте линейную стабильность в рабочем диапазоне (например, 10–50 Н).

4. Динамический контроль натяжения во время резки

Статическая калибровка — это лишь половина процесса.

Мониторинг в режиме реального времени защищает от сбоев.

4.1 Допустимый диапазон колебаний

Нормальные колебания в работе:

±5% от заданного значения

Пример:

При заданном значении 30 Н допустимый диапазон составляет 28,5–31,5 Н.

4.2 Диагностика характера флуктуаций

Различные модели колебаний указывают на разные проблемы.

Медленный дрейф:

→ Утечка воздуха из-за неисправности пневматической системы или нестабильность регулятора.

Периодические колебания:

→ Эксцентриситет шкива или механический дисбаланс

Внезапное падение:

→ Частичное обрыв жилы или удлинение проволоки

Система контроля натяжения должна срабатывать при достижении пороговых значений срабатывания сигнализации, чтобы предотвратить катастрофическое обрыв цепи.

4.3 Предварительные индикаторы поломки

Когда провод начинает изнашиваться:

Скачки напряжения становятся нерегулярными.
Стандартное отклонение увеличивается
Перед отказом появляются незначительные колебания.

Мониторинг отклонений более полезен, чем мониторинг средних значений.

5. Распространенные ошибки калибровки

Игнорирование теплового равновесия

Калибровку следует проводить после прогрева оборудования.

Калибровка в холодном состоянии может не отражать условия эксплуатации.

Смешивание проводов разного диаметра без повторной проверки.

Проволока разного диаметра располагается по-разному в канавках шкива.

Это изменяет эффективную геометрию рычага и показания датчика.

При изменении диаметра проволоки необходимо выполнить повторную калибровку.

Избыточная фильтрация данных датчиков

Чрезмерная цифровая фильтрация сглаживает шум, но снижает скорость отклика.

Замедленная реакция увеличивает риск обрыва провода при внезапной нагрузке.

6. Рекомендуемый интервал калибровки

Для высокоточных применений:

Каждые 200 часов работы.

Для применения в тяжелой промышленности:

Каждые 300–500 часов.

Частоту калибровки следует увеличить, если:

Уровень обрыва проводов повышается.
Снижается стабильность поверхности.
Показатели напряжения аномально колеблются.

Инженерное заключение

Калибровка натяжения проволоки является основой контроля механической жесткости в алмазных проволочно-пильных станках.

Точное измерение нагрузки обеспечивает:

Уменьшение изгиба проволоки
Стабильная геометрическая точность
Более низкий процент поломок
Улучшена однородность поверхности

При прецизионной нарезке контроль натяжения является обязательным.

Это часть системы структурного контроля.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

В1: Учитывает ли калибровка центробежную силу?

Статическая калибровка этого не делает. Однако динамический мониторинг во время тестирования на низких скоростях позволяет проверить поведение системы перед переходом на полную скорость.