เครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัว: วิธีการทำงานและการใช้งานที่สำคัญ

เครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัวคืออะไร?

อ เครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัว เป็นเครื่องแปรรูปลวดโลหะแบบพิเศษ โดยที่กว้านดึง - ถังหมุนที่ดึงลวดผ่านแม่พิมพ์ที่มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ - จะถูกวางในแนวตั้งโดยให้ลวดขดขึ้นจากกว้านแทนที่จะขดลง คำว่า "กลับหัว" หมายถึงทิศทางการขดแบบกลับด้าน: ไม่เหมือนกับเครื่องวาดแนวตั้งมาตรฐานที่ลวดพันลงรอบกว้านและสะสมที่ด้านล่าง การออกแบบแบบกลับหัวทำให้ลวดสามารถยกขึ้นด้านบนและสะสมเป็นขดด้านบนหรือรอบกว้าน ความแตกต่างทางเรขาคณิตที่ดูเหมือนเรียบง่ายนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อการควบคุมความตึงของลวด คุณภาพพื้นผิว และความเหมาะสมของเครื่องในการดึงเส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่ละเอียดและละเอียดเป็นพิเศษ

เครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัวถูกนำมาใช้เป็นส่วนใหญ่ในการผลิตลวดทองแดงเนื้อละเอียด ลวดอลูมิเนียม และลวดโลหะมีค่าสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น ลวดแม่เหล็ก (ลวดเคลือบสำหรับขดลวดมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า) ตัวนำชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ลวดโทรคมนาคม และตัวนำอุปกรณ์ทางการแพทย์ ความสามารถในการจัดการลวดที่ละเอียดมาก ซึ่งมักจะต่ำกว่า 0.5 มม. และในบางรูปแบบที่มีขนาดตั้งแต่ 0.02 มม. หรือละเอียดกว่านั้น โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายที่พื้นผิวหรือการเปลี่ยนแปลงของแรงตึงที่มากเกินไป ทำให้สิ่งเหล่านี้ขาดไม่ได้ในการดำเนินการผลิตลวดที่มีความแม่นยำ

หลักการทำงานหลักของการออกแบบแนวตั้งแบบกลับหัว

ในเครื่องวาดลวดแนวนอนแบบทั่วไป ลวดจะถูกดึงผ่านชุดแม่พิมพ์ที่จัดเรียงในแนวนอน โดยแต่ละแคปจะสะสมจำนวนการพันตามที่กำหนดก่อนที่จะส่งลวดไปยังขั้นตอนการดายถัดไป ในเครื่องจักรแนวตั้งมาตรฐาน ลวดจะตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงขณะสะสมตัว โครงสร้างแนวตั้งแบบกลับหัวช่วยแก้ปัญหาเฉพาะของการผลิตลวดละเอียดโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงและความแข็งของลวดในลักษณะที่ได้รับการควบคุม ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงที่สายไฟพันกัน การหักงอ หรือการสะสมแรงดึงที่ไม่สม่ำเสมอ

Heavy duty inverted vertical wire drawing machine with auto pay-off

ในการออกแบบแบบกลับหัว ลวดจะเข้าสู่แต่ละกว้านจากด้านล่าง พันรอบถังหลายครั้ง และออกขึ้นด้านบนไปยังแม่พิมพ์ถัดไป ขดลวดวางอยู่ด้านบนของกว้าน ซึ่งแรงโน้มถ่วงช่วยทำให้ขดลวดมีขนาดกะทัดรัดและเป็นระเบียบเรียบร้อย โดยไม่ต้องมีไกด์จากภายนอกกดทับพื้นผิวลวดที่บอบบาง ระหว่างกว้านแต่ละอันและแม่พิมพ์ถัดไป ลวดจะผ่านระบบหล่อลื่นและเข้าสู่แม่พิมพ์จากด้านล่าง โดยคงมุมเข้าหาที่สม่ำเสมอซึ่งมีส่วนทำให้มิติความสม่ำเสมอของลวดที่ดึงออกมา เส้นทางสายไฟโดยรวมตั้งแต่แกนม้วนจ่ายผ่านขั้นตอนการลดหลายขั้นตอนไปจนถึงคอยล์คอยล์ขึ้นขั้นสุดท้ายเป็นไปตามความก้าวหน้าในแนวตั้งที่ราบรื่น ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนแปลงทิศทางและความตึงที่เกี่ยวข้องกัน

ส่วนประกอบสำคัญและหน้าที่ของมัน

การทำความเข้าใจส่วนประกอบทางกลและไฟฟ้าที่สำคัญของเครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัวช่วยในการประเมินคุณภาพอุปกรณ์ วินิจฉัยปัญหาด้านประสิทธิภาพ และระบุการกำหนดค่าเครื่องจักรที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์สายไฟที่กำหนด

จุดจ่ายเงิน: จุดเริ่มต้นของเครื่อง ซึ่งติดตั้งเหล็กลวดหรือขดลวดอินพุตไว้บนแท่นหมุนหรือที่ยึดแกนม้วนสาย ระบบจ่ายออกแบบแอคทีฟพร้อมระบบเบรกที่ควบคุมความตึงถูกนำมาใช้ในการใช้งานลวดละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าลวดจะเข้าสู่ดายตัวแรกภายใต้แรงตึงต่ำที่สม่ำเสมอโดยไม่เกิดเสียงคำรามหรือกระตุก
การวาดภาพตาย: ทังสเตนคาร์ไบด์หรือเพชรตายโดยการดึงลวดเพื่อลดเส้นผ่านศูนย์กลางในแต่ละขั้นตอน รูปทรงของแม่พิมพ์ — โดยเฉพาะมุมเข้าหา ความยาวของตลับลูกปืน และส่วนนูนด้านหลัง — ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างระมัดระวังสำหรับวัสดุลวดแต่ละชนิดและอัตราส่วนการลดขนาด แม่พิมพ์เพชรเป็นมาตรฐานสำหรับลวดที่มีขนาดเล็กพิเศษที่มีขนาดต่ำกว่า 0.1 มม. เนื่องจากมีพื้นผิวที่เหนือกว่าและทนทานต่อการสึกหรอ
Capstans (บล็อกการวาด): ดรัมหมุนในแนวตั้งที่ดึงลวดผ่านแม่พิมพ์แต่ละตัวและสะสมการพันลวดระหว่างขั้นตอน วัสดุพื้นผิวกั๊กและผิวเคลือบมีความสำคัญอย่างยิ่ง — โดยทั่วไปแล้วจะเป็นเหล็กชุบแข็งพร้อมการเคลือบโครเมียมหรือทังสเตนคาร์ไบด์ — เพื่อลดการสึกหรอของพื้นผิวลวดและให้แรงเสียดทานสม่ำเสมอสำหรับการยึดลวดโดยไม่เกิดการลื่นไถล
ระบบหล่อลื่น: การวาดแบบเปียกด้วยสารหล่อลื่นเหลว (อิมัลชันหรือสารละลายสบู่) หรือการวาดแบบแห้งด้วยสารหล่อลื่นแบบผงจะถูกนำไปใช้ที่จุดเข้าแม่พิมพ์แต่ละจุด ในการวาดลวดแบบละเอียด การหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในการลดการสึกหรอของดาย ป้องกันการเกิดรอยที่ผิวลวด และควบคุมความร้อนที่เกิดจากการเสียรูปพลาสติกในระหว่างการผ่านการลดแต่ละครั้ง
ระบบขับเคลื่อน: กว้านแต่ละอันขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แต่ละตัวหรือด้วยเพลาเส้นร่วมพร้อมอัตราส่วนความเร็วที่ปรับได้ เครื่องจักรสมัยใหม่ใช้ไดรฟ์เซอร์โว AC หรือมอเตอร์กระแสตรงแต่ละตัวที่มีการควบคุมความเร็วแบบวงปิดสำหรับแคปสแตนแต่ละตัว ช่วยให้สามารถซิงโครไนซ์ได้อย่างแม่นยำเพื่อรักษาความตึงของสายไฟระหว่างขั้นตอนที่สม่ำเสมอ โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการวาด
อnealer (Inline or Offline): เส้นวาดแนวตั้งแบบกลับหัวหลายเส้นใช้เครื่องอบอ่อนต่อเนื่องแบบอินไลน์ — โดยทั่วไปจะเป็นหน่วยทำความร้อนแบบต้านทานหรือแบบเหนี่ยวนำ — ระหว่างขั้นตอนการดึงขั้นสุดท้ายและคอยล์คอยล์ขึ้น การหลอมช่วยคืนความเหนียวและการนำไฟฟ้าของลวดที่ชุบแข็งซึ่งจำเป็นสำหรับลวดแม่เหล็กทองแดงและสายไฟอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการคุณสมบัติการยืดตัวและความต้านทานเฉพาะ
คอยล์เลอร์ Take-up: ลวดที่เสร็จแล้วจะถูกพันเข้ากับแกนม้วน กระสวย หรือตัวสร้างคอยล์ที่ทางออกของเครื่องจักร กลไกการเคลื่อนที่ผ่านที่แม่นยำช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะพันขดลวดได้ทีละชั้นโดยไม่มีการทับซ้อนของลวดหรือช่องว่าง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเคลือบดาวน์สตรีม การพันเกลียว หรือการใช้งานโดยตรงบนเครื่องพันขดลวด

แนวตั้งกลับหัวเทียบกับการกำหนดค่าเครื่องถอนลวดอื่นๆ

การเลือกการกำหนดค่าเครื่องวาดลวดที่เหมาะสมจำเป็นต้องทำความเข้าใจข้อดีและข้อจำกัดเชิงเปรียบเทียบของการออกแบบแต่ละแบบโดยสัมพันธ์กับวัสดุลวด เส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมาย ปริมาณการผลิต และข้อกำหนดด้านคุณภาพ

ประเภทเครื่อง	ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางลวด	ข้อได้เปรียบที่สำคัญ	การสมัครหลัก
แนวตั้งคว่ำ	0.02มม. – 0.8มม	ควบคุมแรงตึงได้ดีเยี่ยม ความเสียหายต่อพื้นผิวน้อยที่สุด	ทองแดงละเอียด/ละเอียดพิเศษ ลวดแม่เหล็ก
แนวตั้งมาตรฐาน	0.5 มม. – 3 มม	คอยล์สะสมง่าย พื้นที่ชั้นล่าง	ทองแดงและอลูมิเนียมละเอียดปานกลาง
บล็อกกระทิงแนวนอน	1 มม. – 8 มม	โครงสร้างแข็งแรง ความจุสูง	ลวดเหล็ก แท่งทองแดงหนักหัก
แนวนอน Multi-Die ต่อเนื่อง	0.3 มม. – 5 มม	ความเร็วสูง การทำงานต่อเนื่อง	การผลิตทองแดงและอลูมิเนียมจำนวนมาก
การวาดลวดไมโคร	0.005มม. – 0.05มม	การควบคุมแรงตึงและดายที่แม่นยำเป็นพิเศษ	ลวดทางการแพทย์ โลหะมีค่า เซ็นเซอร์

ข้อได้เปรียบทางการแข่งขันที่สำคัญที่สุดของการกำหนดค่าแนวตั้งกลับหัวเหนือเครื่องจักรแนวนอนในการผลิตลวดละเอียดคือการจัดการความตึงของลวดระหว่างขั้นตอนการวาดที่เหนือกว่า เครื่องจักรแนวนอนอาศัยลูกกลิ้งแดนเซอร์และกลไกสะสมเพื่อบัฟเฟอร์การเปลี่ยนแปลงความตึงระหว่างขั้นตอน ซึ่งจะแนะนำจุดสัมผัสเพิ่มเติมที่อาจทำให้พื้นผิวลวดละเอียดเสียหายได้ การใช้แรงโน้มถ่วงของการออกแบบแนวตั้งแบบกลับหัวและการสะสมของคอยล์บนกว้านอย่างเป็นระเบียบตามธรรมชาติจะดูดซับความแปรผันของความเร็วเล็กน้อยระหว่างสเตจต่างๆ โดยมีการแทรกแซงทางกลน้อยลง

จำนวนขั้นตอนการวาดและอัตราส่วนการลด

การลดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดโดยรวมจากอินพุตไปยังเอาต์พุตทำได้โดยการส่งลวดผ่านแม่พิมพ์หลายตัวตามลำดับ โดยแต่ละแม่พิมพ์จะลดพื้นที่หน้าตัดด้วยเปอร์เซ็นต์ที่ควบคุมซึ่งเรียกว่าอัตราส่วนการลดต่อการผ่าน การลดพื้นที่สะสมจากแกนอินพุตไปจนถึงลวดละเอียดขั้นสุดท้ายอาจมีขนาดใหญ่มาก โดยการลดแกนทองแดง 8 มม. ให้เป็นลวด 0.1 มม. แสดงถึงการลดพื้นที่หน้าตัดมากกว่า 99.98%

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องจักรแนวตั้งกลับหัวจะมีขั้นตอนการวาด 12 ถึง 24 ขั้นตอนสำหรับการผลิตลวดละเอียด แม้ว่าเส้นลวดละเอียดพิเศษบางเส้นสำหรับการผลิตลวดแม่เหล็กหรือลวดส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อาจรวม 30 ขั้นตอนขึ้นไป โดยทั่วไปแต่ละขั้นตอนจะได้พื้นที่ลดลง 15% ถึง 25% ต่อการผ่านสำหรับทองแดง โดยมีลำดับการลดเฉพาะที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สมดุลระหว่างการชุบแข็งในงาน การสึกหรอของแม่พิมพ์ และประสิทธิภาพการหล่อลื่นในทุกขั้นตอน การอบอ่อนขั้นกลาง — การแทรกขั้นตอนการอบชุบด้วยความร้อนในกระบวนการระหว่างลำดับการวาด — อาจใช้กับวัสดุที่มีความสามารถในการทำงานเย็นที่จำกัด หรือเมื่อไม่สามารถบรรลุคุณสมบัติขั้นสุดท้ายของเป้าหมายได้โดยการดึงเย็นเพียงอย่างเดียวจากสภาพของวัสดุเริ่มต้น

วัสดุที่ประมวลผลด้วยเครื่องวาดแนวตั้งแบบกลับหัว

แม้ว่าทองแดงจะเป็นวัสดุที่ผ่านกระบวนการแปรรูปมากที่สุดในเครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัว แต่การควบคุมความตึงที่แม่นยำของการออกแบบและการจัดการลวดที่อ่อนโยน ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุอื่นๆ หลายประเภทที่มีปัญหาในการประมวลผลเฉพาะด้าน

ทองแดงปราศจากออกซิเจน (OFC) และทองแดง ETP: แอปพลิเคชันหลัก ลวดทองแดงที่มีความนำไฟฟ้าสูงสำหรับลวดแม่เหล็ก การเคลือบฟัน และการเดินสายอิเล็กทรอนิกส์จะถูกดึงไปยังเส้นผ่านศูนย์กลางที่เสร็จแล้วตั้งแต่ 0.02 มม. ถึง 0.8 มม. บนเครื่องจักรแนวตั้งแบบกลับหัว ซึ่งมักจะมีการอบอ่อนแบบอินไลน์เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานแรงดึง การยืดตัว และความต้านทานที่กำหนดโดยมาตรฐาน IEC หรือ NEMA
อลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์: ความต้านทานแรงดึงที่ต่ำกว่าของอลูมิเนียมและแนวโน้มที่จะแข็งตัวอย่างรวดเร็วทำให้การควบคุมแรงดึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เครื่องจักรแนวตั้งแบบกลับหัวใช้ในการวาดลวดอะลูมิเนียมสำหรับการใช้งานกับลวดแม่เหล็กและตัวนำไฟฟ้าที่มีความละเอียด โดยมีมุมดายอย่างระมัดระวังและการเพิ่มประสิทธิภาพการหล่อลื่นเพื่อป้องกันการแตกร้าวของพื้นผิว
เงินและทอง: ลวดโลหะมีค่าสำหรับเครื่องประดับ หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ลวดเทอร์โมคัปเปิล และการใช้งานทางการแพทย์ได้รับการประมวลผลบนเครื่องจักรแนวตั้งแบบกลับหัว ซึ่งมูลค่าวัสดุที่สูงทำให้พื้นผิวมีตำหนิเป็นศูนย์และสูญเสียเศษเหล็กจากการแตกหักของลวดน้อยที่สุด
โลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล: ลวดต้านทาน ลวดเทอร์โมคัปเปิล และตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูงที่ทำจากโลหะผสมนิกเกิล นิโครม และนิกเกิล-โครเมียม จำเป็นต้องมีการประมวลผลอย่างระมัดระวัง เนื่องจากมีอัตราการชุบแข็งในการทำงานสูงและมีลักษณะการเสียดสีที่ทำให้เกิดการสึกหรอของแม่พิมพ์แบบเร่ง
อลูมิเนียมหุ้มทองแดง (CCA): ลวด Bimetallic ที่มีแกนอะลูมิเนียมและการหุ้มทองแดงจำเป็นต้องมีการควบคุมความตึงที่แม่นยำ เพื่อป้องกันการแยกชั้นการหุ้มในระหว่างการวาด ซึ่งเป็นความท้าทายที่เหมาะกับการจัดการความตึงระหว่างขั้นตอนที่ควบคุมโดยเครื่องจักรแนวตั้งแบบกลับหัว

ปัจจัยสำคัญในการประเมินและซื้อเครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัว

การซื้อเครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัวเป็นการลงทุนที่สำคัญซึ่งต้องมีการประเมินทางเทคนิคและเชิงพาณิชย์อย่างรอบคอบ ปัจจัยต่อไปนี้ควรได้รับการประเมินอย่างละเอียดก่อนดำเนินการกับซัพพลายเออร์หรือข้อกำหนดเฉพาะ

ความเร็วสูงสุดในการวาดและกำลังการผลิต

ความเร็วในการดึงออกที่กว้านสุดท้าย — แสดงเป็นเมตรต่อนาที — กำหนดผลผลิตของเครื่องสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่กำหนด โดยทั่วไปแล้วเครื่องลวดละเอียดจะทำงานที่ความเร็วสุดท้ายที่ 600 ถึง 2500 ม./นาที สำหรับลวดทองแดงในช่วง 0.1 มม. ถึง 0.5 มม. โดยมีเครื่องลวดละเอียดพิเศษสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 0.05 มม. ที่ทำงานที่ความเร็วต่ำลงเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสายไฟ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความเร็วการวาดที่เสนอนั้นสามารถทำได้อย่างต่อเนื่อง ไม่เพียงแต่ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบระยะสั้นที่เหมาะสมเท่านั้น และระบบขับเคลื่อนและข้อกำหนดการระบายความร้อนรองรับการทำงานอย่างยั่งยืนที่ความเร็วสูงสุด

ระบบควบคุมและระดับอัตโนมัติ

เครื่องวาดแบบแนวตั้งแบบกลับหัวสมัยใหม่ได้รับการติดตั้งระบบควบคุมที่ใช้ PLC ซึ่งจัดการความเร็วของกว้าน การป้อนกลับของแรงตึง การไหลของการหล่อลื่น อุณหภูมิของแอนนีลเลอร์ และการเคลื่อนที่ภายในแบบ Take-up ในลักษณะบูรณาการ ประเมินการตอบสนองของระบบควบคุมต่อการเบี่ยงเบนของความตึงเครียด การปรับความเร็วอย่างละเอียดต่อแคปสแตน ความสามารถในการบันทึกข้อมูลสำหรับการตรวจสอบย้อนกลับของกระบวนการ และความพร้อมใช้งานของการวินิจฉัยระยะไกลและการสนับสนุนการอัปเดตซอฟต์แวร์จากผู้ผลิต

การออกแบบตัวจับยึดแม่พิมพ์และเวลาในการเปลี่ยน

การเปลี่ยนแม่พิมพ์เป็นกิจกรรมการบำรุงรักษาตามปกติในการวาดลวด และความสะดวกและความเร็วในการเปลี่ยนแม่พิมพ์จะส่งผลโดยตรงต่อการใช้งานเครื่องจักร ตัวจับยึดแม่พิมพ์แบบปลดเร็วที่ช่วยให้เปลี่ยนแม่พิมพ์ได้โดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วนที่อยู่ติดกัน ช่วยลดเวลาหยุดทำงานลงอย่างมากในสภาพแวดล้อมที่มีการผลิตสูง ประเมินการออกแบบตัวยึดแม่พิมพ์สำหรับการเข้าถึง ความสามารถในการทำซ้ำในการจัดตำแหน่งหลังจากเปลี่ยนแม่พิมพ์ และความเข้ากันได้กับช่วงขนาดแม่พิมพ์ที่จำเป็นสำหรับส่วนผสมผลิตภัณฑ์ของคุณ

การสนับสนุนหลังการขายและความพร้อมของอะไหล่

เนื่องจากเครื่องวาดลวดแนวตั้งแบบกลับหัวเป็นสินทรัพย์ที่มีความสำคัญต่อการผลิต คุณภาพการสนับสนุนหลังการขาย รวมถึงเวลาตอบสนองของบริการทางเทคนิค ความพร้อมใช้งานของชิ้นส่วนอะไหล่ที่สำคัญ และการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน จะต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบตามข้อกำหนดทางเทคนิคของเครื่อง ขอข้อมูลจากลูกค้าปัจจุบันที่ใช้เครื่องจักรรุ่นเดียวกันในสภาพแวดล้อมการผลิตที่คล้ายคลึงกัน และยืนยันโครงสร้างพื้นฐานการบริการในท้องถิ่นหรือภูมิภาคของซัพพลายเออร์ก่อนที่จะสรุปการตัดสินใจซื้อ