Công ty TNHH Thiết bị Tự động hóa Giang Tô Bozhiwang

Các kỹ sư cần hiểu cách thức hoạt động của các thiết bị giám sát lực ép để tận dụng tối đa khả năng của chúng.

Máy đo lực ép (CFM) rất hữu ích để đảm bảo chất lượng khi đấu nối dây dẫn. Chúng có thể tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc bằng cách giảm phế phẩm và ngăn ngừa hư hỏng dụng cụ thi công. Chúng cũng giúp khách hàng hài lòng bằng cách đảm bảo chất lượng các mối ép.

Mặc dù các thiết bị đo lưu lượng khí (CFM) ngày càng chính xác và dễ sử dụng hơn bao giờ hết, nhưng các kỹ sư vẫn cần hiểu cách chúng hoạt động để tận dụng tối đa khả năng của chúng. Nếu không, có thể dẫn đến sự thất vọng. Trong một số trường hợp, các nhà sản xuất thậm chí đã tắt hoàn toàn các thiết bị CFM của họ vì chúng không hoạt động như mong đợi.

Nhiều kỹ sư tin rằng việc triển khai hệ thống CFM sẽ chấm dứt các vấn đề về chất lượng hoặc họ có thể lắp đặt CFM trên bất kỳ máy ép nào. Tuy nhiên, điều này không đúng. Một số người sẽ đặt câu hỏi thiếu cơ sở, “Liệu CFM có thể phát hiện một sợi dây nằm ngoài mối nối?” Trên thực tế, câu hỏi này chỉ có thể được trả lời sau khi xem xét một loạt các vấn đề về ứng dụng.

Các điểm sau đây chủ yếu áp dụng cho những ứng dụng sử dụng hệ thống hoàn toàn tự động để cắt, tuốt vỏ và đấu nối từng cụm dây dẫn. Hệ thống CFM thường được sử dụng trên các loại máy này, thay vì máy ép để bàn, vì tốc độ đấu nối dây của hệ thống tự động khiến việc kiểm tra hiệu quả bằng các phương pháp khác trở nên khó khăn. Tuy nhiên, các nguyên tắc cơ bản tương tự cũng áp dụng cho các ứng dụng trên máy để bàn.

Các thiết bị giám sát lực ép tạo ra đường cong lực-thời gian hoặc lực-góc, cho phép các kỹ sư quan sát chính xác cách thức thực hiện thao tác ép. Hãy chú ý đến phần nhô lên ở phía bên trái của đường cong này, xuất hiện khi dụng cụ lần đầu tiên tiếp xúc với các cánh của đầu nối.

Cấu trúc và Khái niệm

Cảm biến lực:Tất cả các máy đo lực uốn (CFM) đều tương tự nhau ở chỗ chúng dựa vào một cảm biến lực để đo lực uốn; một loại thiết bị kích hoạt nào đó để báo cho CFM biết khi nào cần bắt đầu đo; và một bộ điều khiển thực hiện việc phân tích.

Cảm biến lực có thể được đặt trên khung máy ép, trong piston ép hoặc trên tấm đế. Cảm biến khung là loại phổ biến nhất vì chúng ít tốn kém hơn và dễ lắp đặt nhất. Tuy nhiên, đối với những ứng dụng yêu cầu độ nhạy cao hơn, tốt hơn nên sử dụng cảm biến vòng đặt trong piston hoặc tấm đế, nơi nó sẽ nằm trên một đường thẳng trực tiếp với lực ép.

Nhược điểm là cảm biến vòng có giá thành cao hơn vì bản thân cảm biến đắt hơn, và chúng cần các bộ phận tùy chỉnh nếu muốn lắp đặt đúng cách. Thông thường, người lắp ráp chỉ cần sử dụng cảm biến vòng khi làm việc với dây dẫn và đầu nối rất nhỏ.

Thiết bị kích hoạt, Điện tử:Cần có một thiết bị kích hoạt để báo cho CFM biết khi nào cần bắt đầu phân tích tín hiệu lực trong mỗi lần ép. Có nhiều loại thiết bị kích hoạt, bao gồm công tắc tiệm cận, cảm biến quang gắn trên thân máy ép và bộ mã hóa được kết nối với trục máy ép. Bộ mã hóa thường là loại đáng tin cậy và chính xác nhất trong ba loại này. Tuy nhiên, chúng cũng là loại đắt nhất.

Khi máy ép thực hiện thao tác ép, tín hiệu từ các cảm biến và bộ kích hoạt được đưa vào một bộ điều khiển điện tử, bộ này sẽ tạo ra đường cong lực-góc hoặc lực-thời gian bao gồm vài trăm điểm dữ liệu trên trục X-Y - trong đó trục X biểu thị thời gian hoặc góc, và trục Y biểu thị lực.

Sau đó, các thuật toán phức tạp được sử dụng để phân tích đường cong về hình dạng và biên độ tại mỗi điểm và so sánh các đặc điểm này với một đường cong tham chiếu "tốt" đã biết. Các nhà sản xuất khác nhau sử dụng các thuật toán khác nhau, nhưng tất cả đều yêu cầu người dùng nhập các thông số xác định một cụm lắp ráp tốt hay xấu. Một số nhà sản xuất áp dụng cách tiếp cận thân thiện với người dùng hơn nhưng không linh hoạt bằng. Những nhà sản xuất khác muốn linh hoạt hơn, nhưng những cách tiếp cận này thường phức tạp hơn. Trái ngược với suy nghĩ của một số người, không phải tất cả các ứng dụng đều giống nhau, và đôi khi việc tìm ra các thông số chính xác có thể rất khó khăn.

Các thiết bị giám sát lực ép thường được sử dụng với các hệ thống tự động, nhưng chúng cũng có thể được tích hợp trên máy ép để bàn nhỏ hơn, tốc độ chậm hơn.

Cấu hình tiêu chuẩn

Về cơ bản, cách triển khai CFM là giống nhau, bất kể loại hệ thống nào đang được sử dụng.

Bước đầu tiên, cần kiểm tra độ chính xác của mối nối theo tất cả các thông số kỹ thuật - bao gồm chiều cao mối nối, thử nghiệm kéo và kiểm tra bằng mắt thường - để đảm bảo đạt tiêu chuẩn tốt. Điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng đáng ngạc nhiên là nhiều nhà sản xuất sẽ thực hiện thêm các thay đổi đối với mối nối.sau đóHọ cấu hình CFM của mình, rồi thử chạy sản xuất. Không có gì đáng ngạc nhiên, điều này thường dẫn đến rất nhiều phế phẩm, bởi vì CFM nhận thấy một đường cong uốn khác và cho rằng tất cả các mối uốn đều bị lỗi.

Sau khi người lắp ráp đã thiết lập các thông số chính xác, bước thứ hai là "dạy" hệ thống CFM nhận biết được mối nối tốt. Quá trình này thường mất từ ​​một đến sáu lần nối, bất kể hệ thống cụ thể nào đang được sử dụng.

Trong quá trình lập trình, điều rất quan trọng là người vận hành phải xác minh rằng tất cả các bộ phận thực sự là các cụm lắp ráp tốt. Nếu người vận hành chạy quy trình lập trình với chiều cao ép quá cao và sau đó xác minh rằng các giá trị này là chính xác, CFM sẽ không biết điều đó. Nó sẽ tìm kiếm và chấp nhận các bộ phận có chiều cao ép cao, đồng thời có thể từ chối các mối ép đã được thực hiện đúng cách.

Sau khi đã tạo được đường cong, bước tiếp theo là tạo ra một bộ thông số dung sai. Điều quan trọng là các thông số này không được quá khắt khe. Nếu không, các chi tiết tốt có thể bị nhận diện là các sản phẩm uốn lỗi, và máy sẽ dừng quá thường xuyên. Điều này không chỉ gây khó chịu cho người vận hành mà còn lãng phí thời gian và vật liệu.

Đồng thời, dung sai cần phải đủ chặt chẽ để đảm bảo không có mối nối lỗi nào được coi là đạt yêu cầu, điều này sẽ khiến khách hàng tức giận - một kết quả thậm chí còn tồi tệ hơn cả việc có quá nhiều phế phẩm.

Có thể phân tích đường cong lực theo nhiều cách. Cách tiếp cận phổ biến nhất là xem xét cả diện tích dưới đường cong và hình dạng của nó. Nên theo dõi cả hai đồng thời, vì có thể một thông số nằm trong giới hạn cho phép trong khi thông số kia lại nằm ngoài giới hạn đó. Giới hạn cho phép điển hình là khoảng ±4% tổng lực tác dụng.

Nhiều kỹ sư cho rằng một bộ thông số duy nhất có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng. Nếu cần tăng dung sai lên hơn ±7 phần trăm, thì sự biến động quá lớn, và hệ thống cần được kiểm tra để xem thiết bị bôi trơn có hoạt động chính xác hay không hoặc liệu có vấn đề nào khác.

Lưu ý rằng thông thường chỉ một phần của đường cong được phân tích. "Nhiễu" ở đầu hầu hết các đường cong, đặc biệt, ít ảnh hưởng đến chất lượng của mối nối. Nhiễu này - dưới dạng một gờ nhỏ trong chỉ số lực - xảy ra khi dụng cụ tiếp xúc với đầu nối và bắt đầu uốn cong các cánh kẹp. Bởi vì quá trình kẹp thực sự chưa diễn ra - các cánh chưa tiếp xúc với dây dẫn - nên các chỉ số này không ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng.

Tương tự, đôi khi cần phải phân tích một vùng cụ thể, hoặc nhiều vùng, trên đường cong để phát hiện những khuyết tật đặc biệt nhỏ. Để sử dụng phương pháp phân vùng, phần còn lại của quy trình phải rất ổn định. Mỗi vùng sau đó sẽ có các thông số dung sai riêng.

Mặt cắt này minh họa những gì có thể xảy ra khi nhà sản xuất thiết kế đầu nối quá lớn so với dây dẫn. Trong trường hợp này, việc không định vị đúng dây dẫn đã dẫn đến một khoảng trống ở bên trái.