A huzalhúzás folyamata valójában nagyon keveset változott az évek során. Egy szerszám és/vagy egy szerszámsorozat kombinációját használja a huzal húzásához egy kiválasztott nyomtávra. A húzott huzal sok olyan alkalmazásban van, ami túlmutat azon, amire általában gondolnánk, mint például az elektromos huzalok és a TV-kábelek. Húzott huzalból készülnek például mindenféle rugók, valamint az építőiparban világszerte használt rúdvasak. Az iratkapcsok és kapcsok vékony húzott huzalból készülnek. A keréktárcsák, drótkefék, fémfogantyúk szintén húzott huzalból készülnek. Szó szerint több ezer olyan késztermék van, amely húzott huzalra támaszkodik. Ennek a folyamatosan növekvő igénynek a kielégítésére a fémmegmunkáló vállalatok évente több millió mérföldnyi huzalt húznak. Emiatt a huzalhúzás, bár a folyamat évek óta változatlan, rendkívül költségérzékeny és versenyképes piac. A huzalhúzóberendezéseket és a huzalhúzást körülvevő technológiai berendezéseket gyártó vállalatok viszont nagyon odafigyelnek minden termelékenységi vagy hatékonysági előnyre, amit csak megszerezhetnek. Az egyik ilyen elsődleges előny a váltóáramú inverter használata. Az inverterek sokkal hatékonyabbak, kevesebb alkatrészt használnak, és nagyobb termelékenységet tesznek lehetővé, mint a hagyományos konstrukciók.

A vezetékhúzás folyamatát az alábbiakban látható gyakori diagram szemlélteti. Ha több szerszámot használnak, azokat sorban összekapcsolják, amíg el nem érik a kívánt keresztmetszetet. Létfontosságú, hogy a huzal folyamatos és tudatos feszültséget és sebességet tartson a gépen való áthaladás során. Ez biztosítja az egyenletes keresztmetszetet.

Tudomány a huzalhúzás mögött

A fémtudomány a fémek és a fémekkel kapcsolatos folyamatok tanulmányozása. A fémek tulajdonságainak a feszültségen és a szilárdságon alapuló változásának meghatározott mértéke van a hőmérséklet-tartományban, amikor a fémmel manipulálnak. A huzalhúzás egy olyan fémmegmunkálási eljárás, amelyet a huzal keresztmetszetének csökkentésére használnak egy sor szerszámon keresztül történő húzással. Ez az eljárás a kovácsolás egy fajtája. A kovácsolás a fém alakjának plasztikus vagy állandó megváltoztatása. A kovácsolás történhet forró, meleg vagy hideg hőmérsékleten. Mivel a fémek különböző hőmérsékleten eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek; a hőmérséklet emelkedésével a fém tulajdonságai is megváltoztathatók. Húzáskor a huzal húzása szobahőmérsékleten történik. Ekkor “hidegen megmunkált” kovácsolásról van szó. A fém hideg megmunkálása a szobahőmérsékleten történő plasztikus alakváltozásra használt kifejezés, a fém tulajdonságainak megváltoztatása nélkül. A huzal húzásakor a fém tulajdonságai nem változnak, csak az alakja.

A huzalhúzás folyamata

A folyamat maga valójában nagyon egyszerű. A huzalhúzási folyamat megkezdéséhez a gép elejére egy orsónyi huzalt helyeznek egy orsóra. Ahhoz, hogy azt a gépen keresztül lehessen vezetni, a huzal végét le kell vágni vagy le kell lapítani. A végső keresztmetszet elérése érdekében a huzal áthalad a gépen és egy sor szerszámon. A gép végén általában egy orsó vagy tekercselő található, így a késztermék a kívánt keresztmetszetű huzaltekercs. A végfeldolgozás lehet egy hordópakoló is, ahol egy hordót helyeznek el, és a feltekert huzalt egy forgóasztal segítségével közvetlenül a hordóba tekercselik.

Létfontosságú, hogy a gép hőmérséklete ne legyen túl meleg (amit elsősorban a fém deformációja során felszabaduló energia okoz), és a huzal állandó feszültséggel és sebességgel haladjon át a szerszámsorozaton. Történelmileg ezt kizárólag mechanikai eszközökkel érték el. Azonban egyenáramú meghajtásokat kezdtek használni a motorok bizonyos szintű működtetésére, a szükséges fémtől és keresztmetszettől függően. A technológia fejlődésével a tekercselő alkalmazásokhoz szoftvereket adtak hozzá, amelyek az anyagot a megfelelő sebességgel és feszültséggel mozgatták a jó termék biztosítása érdekében. Ez eltávolította a mechanika egy részét, és átvitte azt az elektronikus technológiába. A nagy teljesítményű/nagy hatékonyságú váltakozó áramú meghajtók bevezetésével, a szoftverhez használt nagy teljesítményű processzorokkal a gépektől való mechanikai függőség nagymértékben csökkent.

Hajtások és a huzalhúzási folyamat

Amint fentebb tárgyaltuk, a váltóáramú inverterek a huzalhúzó gépeken számos funkcióra használhatók, mivel nagyon hasonlítanak a tekercselőkhöz. Elektronikus vonali tengelyt, vektorvezérlést és soros kommunikációt használnak sok ilyen modern gépen.

Az Elektronikus Vonaltengely Szoftver meghatározása

Az Elektronikus Vonaltengely Szoftver lehetővé teszi egy vagy több meghajtott motor szinkronizálását egy mesterkódoló jelére. A mesterkódoló impulzusreferenciát szolgáltat a követőnek, aminek eredményeképpen a követő egy adott tengelypozíció fenntartására utasítja a motorját. A követő meghajtó figyeli a mester-jeladóból és a saját jeladójából érkező impulzus-visszacsatolást. A követő ezután a motor kimeneti fordulatszámának beállításával kompenzálja az esetleges pozícióhibákat, ami a rendszer master és a követő motorja közötti közel tökéletes összehangolást eredményez. A pozícióhiba nem halmozódik fel, így az összehangolás mindig megmarad…

A huzalos fiókban egy főhajtást használnak, a többi pedig követőhajtás. A szoftverdefiníció a következőket mondja ki továbbá:

A követőhajtómű elektronikus hajtóművel is rendelkezik. Ez lehetővé teszi, hogy a követő a főhajtóművel olyan áttételben működjön, mintha a kettő mechanikusan, szíjakon vagy fogaskerekeken keresztül lenne összekapcsolva. Ez a szoftver tartalmazza a “továbbfejlesztett” Modbus kommunikációt. A regisztrációvezérlő funkció lehetővé teszi, hogy a követő meghajtó elfogadja a mozgó termék regisztrációs jelét, és szabályozza annak szöghelyzetét. Ezt olyan speciális alkalmazásoknál használják, mint a csomagológépek, repülő vágógépek, címkék…

AzELS szoftver ideális a huzalhúzóhoz, mivel a tekercselőhöz hasonló jellemzői megkövetelik, hogy a huzal ismert és folyamatos feszültséggel és sebességgel mozogjon. Folyamatosan be kell állítani a hibát és a követést.

A váltóáramú hajtások bevezetése nemcsak nagyon jó teljesítményt nyújtott, hanem a felhasználónak azt az előnyt is biztosította, hogy nem támaszkodik a mechanikus alkatrészekre, amelyek kopásnak vannak kitéve. Ezért a megelőző karbantartás és a rutinszerű leszerelések jelentősen csökkentek.

A huzalhúzási alkalmazás kihívásai közé tartozik:

• Gyors folyamatidő.
• Nagy nyomaték- és sebességszabályozás.
• Gyors gyorsítás egy sebességre és lassítás újra nulla sebességre feszültségvesztés nélkül.
• Változatos sebességtartományok és nyomatékigény az anyagtól függően.
• A folyamat nagyon kevés állásidővel járhat.
• A sebesség miatt a folyamat problémái nagy mennyiségű selejtet és bevételkiesést okozhatnak.

Vágógépek

Sok vállalat, amely huzalhúzó berendezéseket kínál, perifériákat is biztosít. A huzal húzása után követelmény, hogy bizonyos hosszúságra vágják. Az elektronikus vonali tengellyel ellátott VFD nagyon jól ellátja ezt a funkciót. Van egy zárt hurkú főhajtás és egy követőhajtás a vágókerék után. A főhajtásnak a követőhajtással együtt kell fenntartania a pontos feszültséget és sebességet.

Hordópakoló

A huzalhordópakoló egy olyan szerelvény, amely közvetlenül a huzalhordó fiókból helyezhető el – vagy a feltekert huzal átvihető egy másik állomásra. A hordópakoló funkcióban egy hordót egy forgó forgóasztalra helyeznek. A huzalt folyamatosan adagolják a hordó aljába és visszatekerik. A hordótömörítőn általában két motor van, az egyik a huzal lefektetésére, a másik pedig a forgóasztal forgatására szolgál. Mivel ez a folyamat sokkal lassabb, és nem függ a feszültségtől, hanem csak mérsékelten a sebességtől, egy kis nyílt hurkú meghajtást párosítanak a forgóasztal zárt hurkú vektoros meghajtásával. Ennek a szerelvénynek van egy csak forgóasztalos változata is. Ebben az esetben csak egyetlen váltakozó áramú hajtás van beépítve.

Tekercselők és orsók

A tekercselők gyakran megtalálhatók a huzalhúzó gépek végén. A tekercselők olyan különálló gépek, amelyek különböző vastagságú és szilárdságú huzalokat és végtermékeket tekercselnek fel. Egyetlen céljuk, hogy a végterméket felcsévéljék, vagy felcsévéljék szállításra. A tekercselők nagy sebességgel nagyon nagyméretű kábelek tekercselésére használhatók, és akár 1000 LE teljesítményűek is lehetnek. Az orsók kisebbnek tűnnek, és nem mennek 50 LE fölé. Bár ugyanazt a funkciót látják el, az orsók kisebbnek tűnnek, mint a tekercselők, és az iparban így is nevezik őket.

Alkalmazási követelmények

.

A huzalhúzási folyamatnak megfelelő meghajtófunkciók

A huzalhúzó, tekercselő és tekercselő működtetése során alkalmazható funkciók nagyon hasonlóak a tekercselőhöz. Az alábbi táblázat a VFD-k tekercselő alkalmazásban való használatának funkcióit és előnyeit mutatja be.

A Yaskawa America további információiért látogasson el a www.yaskawa.com.