Resumen ejecutivo
Una línea automatizada de bobinado y flejado de cables de acero transforma la extrusión y el estirado continuo de cables en bobinas cortadas, medidas con precisión y flejadas radialmente, sin necesidad de manipulación manual. El sistema, que opera a velocidades de línea de 200 a 800 m/min, utiliza una plataforma giratoria de doble cabezal de alta precisión para eliminar el tiempo de inactividad de la producción: mientras un cabezal bobina a máxima velocidad, el otro completa el flejado radial a través del ojo e inicia la descarga neumática para hasta 40 bobinas por hora. El acumulador de tensión integrado y el desplazamiento servoasistido eliminan la superposición de cables, la holgura de las bobinas y el desgaste de la superficie durante los ciclos de embalaje industrial más exigentes.
Índice
- Lo que hace la bobinadora
- Tensión y acumulador de cable
- Una cabeza o dos
- Datos de Coiler
- Ejemplo resuelto: ¿Pueden dos cabezas seguir el ritmo?
- Lista de verificación de selección
- Seguridad: EN 415-10 e ISO 12100
- Preguntas frecuentes sobre ingeniería
- El próximo paso
- Lectura relacionada
- Fuentes
Lo que hace la bobinadora
El cable de acero continuo entra en la máquina a través de un medidor de longitud con codificador óptico/rotativo de doble rueda. Para evitar daños, hendiduras o desgaste de los revestimientos superficiales del cable galvanizado, inoxidable o con revestimiento de polímero, el codificador de tracción inferior está revestido con poliuretano de alta densidad (PU 95 Shore A). Este sistema de medición registra la longitud lineal con una precisión de 0.01 m, enviando pulsos de interrupción de alta velocidad directamente al PLC central para gestionar la desaceleración en varias etapas y activar el mecanismo de corte.
Aguas abajo del medidor, el cable de acero alimenta un cabezal giratorio horizontal configurado en una orientación vertical (ojo-cielo). Un servomotor digital dedicado sincroniza axialmente la velocidad de rotación del plato giratorio:
Paso de recorrido (mm/rev) = Diámetro del alambre (mm) × Factor de paso (1.02–1.08)
Esta alimentación coordinada elimina el entrelazamiento de los hilos, el cruce de los cables y el colapso del perímetro, lo que garantiza bobinas geométricamente cuadradas con límites exteriores planos.
Una vez completada la receta de bobinado deseada:
- El husillo reduce su velocidad dinámicamente hasta cero en una posición inicial de corte circunferencial predefinida.
- Una cuchilla de corte hidráulica o neumática de alta dureza corta la cuerda.
- Los pasadores internos expandibles del núcleo se colapsan neumáticamente, liberando la tensión del núcleo de la bobina.
- Un brazo de flejado automatizado gira a través del ojo abierto de la bobina, alimentando, tensando y soldando por fricción las bandas de flejado de polietileno.
- El paquete flejado se empuja lateralmente sobre un banco de rodillos de salida situado debajo del bastidor principal azul estructural para su posterior paletización o embalaje robótico.
Todos los parámetros del ciclo —incluida la longitud objetivo, el diámetro exterior (DE), el diámetro interior (DI), el ancho del núcleo, el perfil de velocidad de desplazamiento y el diagnóstico de fallos activos— se configuran mediante una interfaz hombre-máquina (HMI) industrial multilingüe. Los operarios pueden ajustar la velocidad de la línea de bobinado y cortar la longitud sobre la marcha sin detener la línea, mientras que el cambio entre diámetros de cable se gestiona mediante la consulta de recetas de producto precalibradas desde la memoria del PLC.
Tensión y acumulador de cable
Un conjunto de tensor/acumulador vertical se ubica entre las operaciones de desenrollado y enrollado y la bobinadora. Almacena un volumen de reserva de 5 a 20 m de cable de acero, lo que mantiene una tensión continua en el bucle, independientemente de las diferencias de velocidad momentáneas durante el arranque o los ciclos de corte del husillo de bobinado.
La tensión se calibra mediante un regulador electroneumático de 24 V CC de circuito cerrado acoplado a celdas de carga de precisión o potenciómetros de ángulo de tensión. Un algoritmo de sincronización modula automáticamente la frecuencia del inversor de recogida del enrollador para seguir la velocidad de la línea aguas arriba, aislando la cuerda entrante de cargas de impacto, elongación plástica o destorsión estructural.
Tiempo de búfer (s) = Almacenamiento activo del acumulador (m) ÷ Velocidad de la línea de producción (m/s)
Los interruptores de límite inductivos de precisión controlan los límites mecánicos superior e inferior del recorrido del tensor. Si la alimentación del cable aguas arriba se detiene bruscamente o la tensión de la línea disminuye debido a la rotura de un cable, el sistema ejecuta una parada de emergencia inmediata (Categoría 0 / Categoría 1 según IEC 60204-1) para evitar el atasco de la máquina y proteger al operador.
Una cabeza o dos
La elección entre configuraciones de cabezal único y de doble cabezal depende de los límites del proceso continuo aguas arriba:
- Configuración de cabezal únicoLa línea de estirado, trenzado o extrusión debe reducir su velocidad o detenerse mientras se corta la bobina, se sujeta a través del orificio y se retira del tambor. Esta configuración es adecuada para la producción por lotes o líneas de producción lentas, con una capacidad de hasta 20 bobinas por hora.
- Configuración de doble cabezalEmplea un chasis rotatorio indexado o un carro de alimentación alternada. Cuando el cabezal 1 alcanza la longitud deseada y corta, el cable se transfiere instantáneamente al cabezal 2 para comenzar el bobinado sin disminuir la velocidad de la línea de alimentación. Simultáneamente, el cabezal 1 se posiciona en la estación de flejado y expulsión.
La arquitectura de doble cabezal ofrece un funcionamiento con ciclo de trabajo del 100%, duplicando el rendimiento práctico de la planta a 40 bobinas por hora.
Datos de Coiler
| Parámetro técnico | Especificación / Unidad métrica | Notas de Ingeniería |
|---|---|---|
| Velocidad lineal de bobinado | 200-800 m/min | Control vectorial accionado por inversor/servo |
| Capacidad de Producción | 20 bobinas/h (cabezal simple) / 40 bobinas/h (cabezal doble) | Depende del número de correas y de la longitud de la bobina. |
| Rango de diámetros de alambre/cuerda | 1.0–16.0 mm (Personalizable bajo pedido) | Guías de alimentación, rodillos y cizallas a medida. |
| Precisión en la medición de longitud | ±0.01 m (seguimiento del pulso del codificador) | Curva de desaceleración dinámica de dos etapas |
| Capacidad de almacenamiento del acumulador | Absorción efectiva de 5 a 20 m | Regulador neumático proporcional de 24 V CC |
| Altura de la línea de paso de trabajo | 1,000 mm nominales (±50 mm) | Cinta transportadora ergonómica y alineación de líneas |
| Estándar de fuente de alimentación | 380 V / 440 V, trifásico, 50/60 Hz | Circuito de control: bus de seguridad de 24 V CC |
| Formato de flejado radial | A través del ojo; 2, 3 o 4 bandas radiales | Indexación automática de la bobina en el plato giratorio |
| Especificaciones del material de flejado | Polipropileno o PET de alta resistencia (8–10 mm de ancho, 0.8 mm de espesor) | Vía de alimentación suave con detección de atascos |
| Ejecución de la junta de correa | Soldadura por fricción de alta frecuencia | Retención de la resistencia a la tracción de la correa base del 75 % al 80 % |
Ejemplo resuelto: ¿Pueden dos cabezas seguir el ritmo?
Para confirmar si los cabezales de bobinado dobles pueden mantener una capacidad continua del 100 % sin estrangular las líneas aguas arriba, considere la siguiente especificación de referencia:
- Producto: bobina de cable de acero de 500 m
- Velocidad de línea: 300 m / min
- Requisito de embalaje: 4 correas radiales de PP a través del ojo de la bobina (ciclo de sujeción empírico: 15 s por correa = 60 s en total)
| Métrica de paso y equilibrio de producción | Evaluación matemática | Asignación de tiempo resultante |
|---|---|---|
| Ciclo de bobinado por bobina (T_wind) | (500 m ÷ 300 m/min) × 60 s/min | 100.0 s |
| Potencia teórica máxima (doble cabezal) | 3,600 s/h ÷ 100 s | 36.0 bobinas/h (con un límite máximo de 40 bobinas/h) |
| Ventana de ralentí disponible para el cabezal secundario | Equivalente al tiempo de bobinado (T_wind) | 100.0 s |
| Ciclo de flejado (4 flejes radiales) | 4 correas × 15 s/correa | 60.0 s |
| Margen para cizallamiento, indexación y empuje de bobina. | 100.0 s − 60.0 s | 40.0 s (Margen de seguridad suficiente) |
| Almacenamiento intermedio del acumulador a 300 m/min | (20 m ÷ 5.0 m/s) | 4.0 s (Para transición de corte en vuelo) |
Análisis de ingeniería: A 300 m/min, el bobinado de 500 m requiere exactamente 100 s. Dado que el proceso de sujeción lleva 60 s, la estación de espera mantiene un margen de 40 s para comprimir los pines del núcleo, girar el brazo indexador y empujar la bobina hacia la mesa de descarga. La línea funciona de forma continua a 36 bobinas/h sin contrapresión.
Verificación de límite crítico: Si la longitud de la bobina se reduce a 250 m a la misma velocidad de 300 m/min:
- El ciclo de bobinado se reduce a: 250 ÷ 5.0 = 50 s
- Colocar 4 bandas requiere 60 s.
- La estación de bobinado finaliza 10 s antes de que se complete el flejado. En este caso, la línea debe ajustarse a 2 o 3 flejes por bobina, o bien la línea aguas arriba debe reducir su velocidad a 250 m/min para mantener la sincronización del proceso.
Lista de verificación de selección
Al preparar las especificaciones técnicas para una propuesta de bobinadora personalizada, recopile los siguientes parámetros operativos:
- Construcción y grado de la cuerda: Diámetro exterior del alambre, estructura de la cuerda (por ejemplo, 6×19, 7×7), resistencia a la tracción (N/mm²) y acabado superficial (seco, galvanizado, ligeramente aceitado o recubierto).
- Geometría de la bobina objetivo: Diámetro exterior mínimo y máximo (OD), diámetro interior del núcleo requerido (ID) y rango de altura/anchura de la pila de bobinas.
- Perfil de velocidad aguas arriba: Velocidad constante de extrusión/estirado, tasas de aceleración/desaceleración (m/s²) y capacidad máxima de la línea (m/min).
- Arquitectura de la máquinaSelección entre cabezal único (por lotes/intermitente) y cabezal doble (continuo sin tiempo de inactividad).
- Requisitos de seguridad: Número de posiciones de la correa radial (2, 3 o 4 correas), material de la correa (PP frente a PET) y límites de tensión de la correa.
- Integración descendente: Control de peso automatizado en línea, etiquetado con código de barras/RFID, envoltura con film retráctil o verificación manual mediante paletizador.
Seguridad: EN 415-10 e ISO 12100
Cada bobinadora está diseñada de acuerdo con la norma EN 415-10 (Seguridad de las máquinas de envasado – Requisitos generales) y validada mediante evaluaciones de riesgos basadas en la norma ISO 12100:2010 :
- Contención de enredos y latigazo cervicalEl perímetro de los cabezales de bobinado giratorios está protegido por una valla de seguridad electrogalvanizada pintada en amarillo de seguridad RAL 1021. Las puertas de acceso cuentan con interruptores de seguridad de enclavamiento de doble canal de categoría 3 / PL d (ISO 13849-1).
- Protección de la cuchilla de corteLa unidad de corte de alta velocidad está alojada dentro de una barrera de policarbonato entrelazada, lo que impide el acceso manual mientras está armada.
- Protección contra fugas del acumuladorLos topes mecánicos dobles con amortiguadores de resorte evitan el descarrilamiento del carro de maniobras, respaldados por límites de sobrecarrera inductivos monitoreados que desconectan la energía del motor a través de accionamientos de desconexión de par segura (STO).
- Arquitectura de controlLos pulsadores de parada de emergencia de doble canal están ubicados en el panel de control principal, la cinta transportadora de descarga y las estaciones de carga de la bobinadora, conectados a un relé de seguridad certificado de 24 V.
Preguntas frecuentes sobre ingeniería
P: ¿Cómo logra el sistema una precisión de corte de ±0.01 m a 800 m/min? R: La rueda de seguimiento con recubrimiento de poliuretano se comunica con una tarjeta contadora PLC de alta velocidad dedicada. Al aproximarse a la longitud objetivo, el variador de frecuencia ejecuta una desaceleración controlada en forma de S hasta alcanzar una velocidad mínima, lo que garantiza una sincronización precisa de la cuchilla sin deslizamiento del cable.
P: ¿Podemos ajustar el ancho del paquete y el ID del núcleo para diferentes contratos? R: El ancho de recorrido de la bobina se ajusta directamente mediante la gestión de recetas en la HMI. Los cambios en el ID del núcleo utilizan segmentos de pasadores modulares de intercambio rápido o mandriles de núcleo segmentados que se expanden y contraen dentro de un rango de tamaño determinado.
P: ¿Cómo responde la máquina ante roturas inesperadas de cables? R: Si el cable se rompe aguas arriba, el carro acumulador vertical desciende instantáneamente hacia su límite inferior, activando los sensores ópticos. El PLC inicia una reducción de velocidad de emergencia en el recorrido y el husillo, aísla el cabezal de flejado y enciende una luz de alerta.
P: ¿Qué normas de seguridad exigen el cumplimiento de las normas de exportación? R: La máquina está construida según las normas EN 415-10 e ISO 12100 para la certificación CE, y los gabinetes eléctricos cumplen con las normas IEC/EN 60204-1 y NFPA 79 para instalaciones en Norteamérica.
El próximo paso
- Envíe sus datos de producción: Diámetros exteriores del cable de acero delantero, velocidades máximas de trefilado (m/min) y dimensiones de bobina requeridas (DI/DE/Ancho) a info@fhopepack.com.
- Revisión del ciclo de líneaNuestro equipo de ingeniería mecánica calculará su tabla de equilibrio de ciclo, verificando el número de correas en función de la velocidad de bobinado.
- Propuesta de ingeniería en 24 horas.Recibirá un plano de distribución completo, un presupuesto de equipos y la confirmación del tiempo de ciclo.
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Fuentes
- Documentación técnica de FHOPE: Sistemas de enrollado de cables y alambres de alta velocidad
- Datos empíricos de la prueba de aceptación en fábrica (FAT): Registros de ciclos de la estación de flejado radial
- Norma Internacional EN 415-10: Seguridad de las máquinas de envasado – Parte 10: Requisitos generales
- Norma Internacional ISO 12100:2010: Seguridad de la maquinaria - Principios generales de diseño - Evaluación de riesgos y reducción de riesgos
- Norma internacional ISO 13849-1: Seguridad de las máquinas: partes de los sistemas de control relacionadas con la seguridad
Última revisión: 19/10/2026
