Упрощенные линии резки: Взгляд производителя

В большинстве металлосервисных центров до сих пор работают линии резки по длине, которые были установлены, когда раскладные телефоны были передовой технологией. Технически оборудование работает, но смещение допусков и неэффективность настройки обходятся дороже, чем кто-либо хочет подсчитать.

Современные системы CTL вышли за рамки простых последовательностей разматывания-расплющивания-отрезания и превратились в прецизионные машины, обеспечивающие допуск по длине в пределах ±0,1 мм и плоскостность менее 3 I-единиц - уровни, которые еще пять лет назад считались непрактичными. Это важно, когда ваши клиенты используют автоматические прессовые линии или лазерные резаки, которые не могут компенсировать отклонения размеров без замедления производства или увеличения брака.

Как на самом деле работает обработка CTL

Процесс начинается с рулона весом до 40 тонн, установленного на гидравлическом разматывателе, который расширяется, чтобы захватить внутренний диаметр. Сервоприводы поддерживают постоянное натяжение по мере размотки материала, предотвращая колебания, которые приводят к волнам на кромках и маркировке поверхности. Входные прижимные валки направляют полосу в секцию выравнивания, где и происходит настоящая работа.

В выравнивающих устройствах используется от 11 до 21 рабочего вала, расположенных в кассетной конфигурации, которые прикладывают контролируемые изгибающие усилия, чтобы исключить установку рулона и внутренние напряжения. Материал толщиной от 0,5 до 20 мм проходит со скоростью до 40 метров в минуту, при этом сервоприводные регулировки компенсируют различия в пределе текучести рулонов разных марок. Высокопрочные сплавы с пределом прочности свыше 980 МПа требуют более агрессивного выравнивания, чем низкоуглеродистая сталь, для достижения эквивалентной плоскостности.

Для измерения длины используются энкодерные колеса или лазерные датчики, которые передают данные в ПЛК, управляющий синхронизацией ножниц. Точность измерения длины подачи в качественных системах находится в пределах ±0,2 мм на метр, что обеспечивает укладку листов без отклонений по длине, вызывающих проблемы при последующей обработке. Сами ножницы - гильотинные или летающие - выполняют поперечные резы с зазором, автоматически регулируемым серводвигателями в зависимости от толщины материала.

Гильотинные ножницы обеспечивают высочайшую точность, зачастую вдвое превышающую точность альтернативных вариантов с поворотной балкой, что делает их незаменимыми при работе с толстыми заготовками толщиной более 6 мм. Их вертикальное движение лезвий позволяет получить чистые кромки с минимальным количеством заусенцев, однако они останавливают поток материала при каждом резе, ограничивая скорость линии примерно 25 метрами в минуту. Летающие ножницы используют вращательное режущее действие, которое никогда не останавливает ленту, обеспечивая непрерывную работу на скорости более 40 метров в минуту для тонких и средних калибров.

Для укладки готовых листов в пачки используются пневматические рычаги, магнитные подъемники или вакуумные системы. Высота штабеля достигает 1 000 мм, а поточный визуальный контроль позволяет обнаружить дефекты до того, как материал отправится на отгрузку.

Конструкция разматывателя и транспортировка материалов

Гидравлическая машина для размотки рулонов устанавливает поступающие рулоны на разматывающую оправку - критическая операция при перемещении 35 тонн нержавеющей стали без повреждения кромки. Машина использует гидравлические цилиндры для подъема и выравнивания внутреннего отверстия рулона на расширяющейся оправке, которая фиксирует рулон на месте. Системы автоматического центрирования на передовых моделях, таких как MD-1350 от MaxDoMachine, работают с шириной до 1 350 мм без ручного вмешательства, сокращая время настройки на 40 % по сравнению с ручным выравниванием.

Системы контроля петли между разматывателем и разравнивателем используют оптические датчики для контроля провисания материала. Когда петля становится слишком большой, датчик дает сигнал гидравлическому двигателю на оправке замедлиться или остановиться, поддерживая оптимальное натяжение ленты, которое предотвращает перебег рулона и повреждение кромок. Такое управление с обратной связью обеспечивает равномерную скорость линии даже при уменьшении диаметра рулона во время размотки.

Узлы подачи с ручными зажимными валиками захватывают переднюю кромку и безопасно направляют ее в секцию выравнивания. Плохо спроектированные системы ввода приводят к проблемам с нарезанием резьбы, что отнимает время оператора и создает угрозу безопасности - проблемы, которые исчезают на правильно спроектированных линиях.

Технология нивелирования и контроль плоскостности

Для достижения плоскостности менее 5 единиц I требуется не только прогон материала через ролики. Секция выравнивания должна компенсировать колебания предела текучести, устранять перекос рулона при намотке и устранять перекрестие, возникающее при резке или обрезке кромок. Материалы с пределом текучести свыше 35 кси, включая дуплексные нержавеющие, закаленные осаждением и высокопрочные низколегированные стали, требуют в 1,5 раза большего стандартного допуска на плоскостность из-за их упругой пружинящей характеристики.

Системы выравнивания с сервоприводом регулируют давление вальцов в режиме реального времени на основе характеристик материала, определяемых встроенными датчиками. Твердохромированные ролики с прецизионной шлифовкой обеспечивают износостойкость на протяжении миллионов футов обработанного материала. Подающие ролики с дробеструйной обработкой устраняют проскальзывание, вызывающее ошибки в размерах и маркировку поверхности.

Возможность двунаправленного выравнивания в системах премиум-класса позволяет выполнять обработку в прямом и обратном направлениях, что снижает количество брака в аэрокосмической и автомобильной промышленности, где спецификации плоскостности не оставляют возможности для отклонений. Сервисные центры, использующие линии Red Bud, сообщают о достижении от одной четверти до половины стандартного допуска плоскостности ASTM, что позволяет выполнять работы высокой квалификации, на которые не могут претендовать конкуренты.

Выбор ножниц и производительность резки

Гильотинные ножницы выигрывают по точности и качеству кромки. Их механическая простота означает меньшее количество отказов гидравлики и меньшие затраты на обслуживание, что привлекательно для предприятий, обрабатывающих тонкие и средние заготовки, где достаточно режущей способности менее 6 мм. Фиксированный угол наклона лезвия может привести к образованию заусенцев на более твердых сплавах, но правильная регулировка зазора и острые лезвия сводят эту проблему к минимуму. Потребляемая мощность ниже, чем у гидравлических альтернатив, что снижает эксплуатационные расходы на линиях с высокой производительностью.

Летающие ножницы жертвуют некоторым качеством кромки ради непрерывной работы, которая удваивает или утраивает производительность при производстве тонколистового проката. Ротационная резка обеспечивает скорость более 180 ударов в минуту на автомобильных линиях, обрабатывающих предварительно окрашенную сталь и алюминий для кузовных панелей. Возможность резки без остановки потока материала устраняет циклы "старт-стоп", которые вызывают колебания натяжения и проблемы с плоскостностью при обработке толстых заготовок.

Линии по производству толстолистового материала толщиной до 25 мм требуют работы в режиме "старт-стоп" с гильотинными ножницами, способными создавать усилие сдвига, необходимое для пробивания конструкционных плит. Эти системы работают в конфигурации "свободный контур", которая изолирует циклы сдвига от последующей обработки, предотвращая сбои в натяжении, которые могут повредить выровненный материал.

Конфигурации MaxDoMachine CTL

MD-850 предназначен для легких операций по обработке холоднокатаной и оцинкованной стали толщиной от 0,3 до 3,0 мм со скоростью до 40 метров в минуту. Производительность по ширине достигает 850 мм при весе рулона до 10 000 кг, что предназначено для производственных цехов и среднесерийных предприятий, обслуживающих рынки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и бытовой техники. Сенсорное управление PLC с автоматической подачей рулонов и защитой от аварийного останова обеспечивает точность длины ±0,1 мм, не требуя длительного обучения оператора.

Линии средней производительности MD-1350 обрабатывают рулоны толщиной от 0,5 до 6,0 мм при ширине до 1 350 мм, перерабатывая рулоны весом 20 000 кг со скоростью 35 метров в минуту. Разматыватели с автоматическим центрированием и направляющие кромки исключают ручную настройку, которая отнимает время между сменами рулонов. Многозонный контроль натяжения и обрезчики кромок минимизируют отходы до 2 %, возмещая затраты на материал, которые накапливаются на тысячах листов за смену.

Сверхмощные конфигурации MD-2200 обрабатывают горячекатаные рулоны толщиной от 1,0 до 16,0 мм шириной до 2 200 мм, выдерживая вес рулона 35 000 кг со скоростью 30 метров в минуту. Выравниватели стретчера обеспечивают производительность без памяти, что идеально подходит для операций формовки, где остаточное напряжение вызывает проблемы с пружиной. Общая установленная мощность не превышает 150 кВт благодаря эффективным системам сервопривода и оптимизированной механической конструкции.

Установка и долговременная работа

Возможности оборудования приносят пользу только в том случае, если операторы могут работать с ним стабильно. От правильного обучения процедурам настройки, регулировки уровня и обслуживания ножниц зависит, достигнете ли вы номинальной производительности или потеряете смену из-за проблем, которых можно избежать. Сервисные центры отмечают, что покупка качественных рулонов, не содержащих выпуклостей, кромочных волн и центральных изгибов, позволяет достичь опубликованных спецификаций плоскостности и бороться с дефектами материала, которые не может полностью устранить ни одна линия CTL.

Плановое техническое обслуживание гидравлических систем, заточка ножей и выравнивание роликов позволяют поддерживать допуски в пределах спецификации и предотвращают катастрофические отказы. Системы управления Siemens с сенсорными экранами высокого разрешения интегрируют защитные блокировки и обеспечивают интуитивно понятное управление, что снижает количество ошибок оператора. Мониторинг в режиме реального времени благодаря подключению к системе Industry 4.0 позволяет выявить проблемы, пока они еще незначительны: обнаружить вибрацию подшипника до его выхода из строя, отследить износ ножа до ухудшения качества кромки, проконтролировать точность нивелирования до выхода плоскостности за пределы спецификации.

Профессиональная оценка объекта позволяет определить оптимальный баланс между текущими производственными требованиями и предполагаемыми потребностями в мощности в течение срока службы оборудования. Излишне большие линии растрачивают капитал на возможности, которые вы никогда не будете использовать. Неразмерные системы сдерживают рост и вынуждают работать сверхурочно или привлекать сторонние организации, что приводит к снижению маржи быстрее, чем экономия первоначальных затрат на оборудование.