Comment la machine sait-elle quand couper le fil ?

Un compteur de mètres mesure le fil au centimètre près, et le coupe-fil agit lorsque la longueur réglée est atteinte.

Combien de sangles faut-il mettre sur chaque bobine ?

Entre 2 et 4, réglé dans le programme, avec un bracelet PP de 8 à 10 mm.

Quelle est la solidité de l'articulation de la sangle ?

Le joint soudé par friction conserve environ 75 à 80 % de la charge de rupture de la sangle.

Machine d'enroulement et de cerclage de fil d'acier : un cycle

Name: Machine d'enroulement et de cerclage de bobines de fil d'acier : du bobinage au cerclage
Uploaded: 2024-01-16
Duration: 3 min 20 s
Description: Une machine à bobiner et à cercler du fil d'acier enroule un fil étiré en une bobine de longueur prédéfinie, la coupe et la cercle dans l'œillet. La vidéo, d'une durée d'environ 198 secondes, montre deux cycles d'enroulement sur une tête d'enroulement jaune en forme d'étoile, encadrée de bleu, et un support qui retire la bobine.

Résumé : Une machine automatisée d'enroulement et de cerclage de fil d'acier enroule du fil d'acier étiré à haute ou basse teneur en carbone à une longueur prédéfinie, effectue une coupe de précision et sécurise le faisceau fini par un cerclage automatisé à œillets. La cellule de travail intégrée synchronise une tête d'enroulement en étoile repliable avec une unité de transfert de bobine servo-motorisée et une tête de cerclage automatique par soudage par friction. Fonctionnant avec un feuillard PP de 8 à 10 mm (2 à 4 points de feuillard par faisceau), le système assure une compression radiale constante, préserve l'intégrité de la surface du fil et élimine les risques liés à la manutention manuelle à des cadences de production continues.

Table des Matières

Séquence opérationnelle et décomposition du processus
Analyse du temps de cycle
Architecture du système et flux de travail cinématique
Spécifications techniques du feuillard en bobine de fil
Synchronisation du rythme de la ligne
Liste de vérification pour la sélection en ingénierie
Architecture de contrôle et conformité de sécurité
FAQ technique
Consultation en ingénierie et prochaines étapes
Systèmes d'emballage de câbles connexes
Références techniques

Séquence opérationnelle et décomposition du processus

La cellule automatisée est conçue à l'intérieur d'une enceinte de sécurité périmétrique avec une porte d'entrée verrouillée, abritant une tête d'enroulement automatisée entraînée par un moteur à engrenages, des bras de guidage dynamiques, un manipulateur de transfert de bobine servo à deux axes et un module de cerclage séparé à travers l'œillet, contrôlé par un panneau PLC central.

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|                             Continuous Drawing Line                             |
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|                    Dual-Roller Length Counter & Wire Clamp                      |
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|         Collapsible Star Capstan (Winding, Layer Traverse & Flying Shear)        |
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|               Servo Coil Transfer Manipulator (Lift, Index, Place)              |
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|                Through-the-Eye Friction-Welding Strapping Station               |
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|                     Discharge Chute / Unloading Turntable                       |
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Veille initiale et vérification (0 à ~18 s) : Le faisceau enroulé repose en toute sécurité sur le cabestan replié tandis que des dispositifs de verrouillage en aval vérifient l'état prêt du module de cerclage.
Extraction du manipulateur de transfert (24 à ~42 s) : La pince servo aérienne s'abaisse sur la bobine terminée, établit un serrage radial, extrait le faisceau des segments de noyau repliés et se déplace vers la station d'emballage secondaire.
Alimentation et guidage de l'extrémité avant (48 à ~54 s) : Le fil conducteur est dirigé à travers des rouleaux de guidage de précision vers le dispositif de serrage du cabestan élargi, et des bras de guidage auxiliaires se referment pour sécuriser le premier tour actif.
Accélération contrôlée et coupe en vol (60 à ~78 s) : La tête d'enroulement accélère progressivement jusqu'à la vitesse d'enroulement souhaitée. Une fois la longueur cible atteinte, la cisaille hydraulique/pneumatique intégrée coupe le fil proprement tandis que l'extrémité s'enroule à ras.
Dégagement de la station (environ 84 s) : La bobine terminée effectue le transfert d'index à la station de déchargement, laissant la tête d'enroulement libre pour le cycle continu suivant.
Durée d'arrêt en station et indexation intermédiaire (90 à ~102 s) : Le bras de transfert intermédiaire maintient la position, assurant une stabilisation mécanique et un alignement sans jeu avant la préhension.
Enroulement continu à grande vitesse (108 à ~174 s) : Le cabestan exécute un profil d'enroulement étendu avec un pas de traversée synchronisé, construisant des couches de bobine régulières du diamètre intérieur au diamètre extérieur final.
Extraction automatisée des faisceaux (180 à ~198 s) : Le dispositif de transfert se réengage, contracte les mâchoires radiales pour serrer l'œillet de la bobine finie et le soulève en douceur du mandrin.

Analyse du temps de cycle

Phase du processus	Fenêtre chronologique	Durée écoulée	Fonctionnement et mécanique
Extraction et transfert de la bobine	24 à ~42 s	~ 18 s	Le chariot servo décharge le noyau ; il se déplace vers le poste de cerclage
Alimentation et pince du fil conducteur	48 à ~54 s	~ 6 s	Les bras de guidage s'engagent ; l'extrémité avant se verrouille dans le porte-cabestan.
Enroulement et découpe (bobine 1)	60 à ~78 s	~ 18 s	Essai/échantillon de vent à cycle court, cisaillement continu, rinçage de la queue
Cycle d'enroulement (bobine 2)	108 à ~174 s	~ 66 s	Profil d'enroulement de production sous contrôle de tension en boucle fermée
Levage et déchargement de colis	180 à ~198 s	~ 18 s	Le cabestan se replie radialement ; la bride de transfert fixe la bobine

Remarque : Les données reflètent le séquençage typique des lignes observé sur les intervalles vidéo. Les temps de cycle opérationnels sont directement proportionnels à la vitesse de la ligne entrante (m/min), au calibre du fil et à la masse programmée du faisceau.

Comment fonctionne la machine à bobiner et à cercler ?

Wire Infeed ---> [ Encoder Wheel ] ---> [ Wire Clamp ] ---> [ Collapsible Capstan ]
                        |                                            |
                  (PLC Counter)                                (Servo Wind)
                        |                                            |
                        +------------> [ Flying Shear ] <------------+
                                             |
                                    [ Transfer Gripper ]
                                             |
                                             v
                             [ Through-the-Eye Strapping Head ]

Le fil est introduit par un compteur de mesure à double rouleau de précision. Le retour d'information de l'encodeur mesure la distance linéaire du fil au millimètre près et transmet les impulsions directement à l'automate programmable pour déclencher la descente en rampe de l'enroulement et les séquences de coupe à la volée. Des roulements anti-retour intégrés empêchent la perte de tension par retour élastique pendant les pauses.

Le cabestan d'enroulement rétractable effectue des mouvements d'expansion et de contraction programmés : il s'étend pour définir le diamètre intérieur de la bobine lors de l'enroulement, puis se rétracte radialement pour assurer un déroulement sans frottement du faisceau. Un servomoteur à courant alternatif régule la vitesse de rotation et la course d'enroulement afin de produire des couches uniformes. Une fois la longueur cible vérifiée, le coupeur effectue une coupe par cisaillement.

Un chariot de transfert servo-motorisé, équipé de mâchoires à œillet extensibles, extrait la bobine et la transporte vers le poste de cerclage automatisé. À ce stade, un rail alternatif fait passer le feuillard PP à travers le centre de la bobine (œillet), appliquant une tension réglable et soudant par friction le joint en 2 à 4 points radiaux.

Sous-système	Fonction d'ingénierie principale	Mécanisme technique
Compteur de précision	Mesure l'avance linéaire du fil avec une précision en boucle fermée	Rouleaux codeurs doubles en alliage trempé + roulement anti-retour
Tête enroulable pliable	Régle le diamètre intérieur, serre le fil conducteur et se rétracte pour le libérer.	segments d'étoile à expansion pneumatique/hydraulique
Cisaille volante à grande vitesse	Coupe proprement les fils à haute résistance au nombre cible	Lame en acier à outils allié trempé avec actionneur pneumatique/hydraulique
Servo-transfert de pince	Extrait la bobine du cabestan et l'indexe à la sangleuse	Bâti de positionnement servo à deux axes avec brides de serrage multipoints pour bobines ID
Tête à sangle à travers l'œillet	Fixe les bobines radialement à travers le noyau interne	Épée d'alimentation automatique, rail de tension et tête soudée par friction
Dérouleur et accumulateur de sangle PP	Alimente le feuillard en douceur sans accrocher	Accumulateur à bras de danseur motorisé dynamique et frein de tension

Spécifications techniques du feuillard en bobine de fil

Paramètre	Spécifications	Remarques / Plage de fonctionnement
Matériau de bracelet compatible	Polypropylène (PP) / Polyester (PET en option)	Bande d'emballage industrielle à surface gaufrée
Largeur de sangle	8.0 mm à 10.0 mm	Configuration standard des outils
Épaisseur de sangle	0.8 mm (nominal)	Tolérance de ±0.05 mm
Méthode d'étanchéité	Soudage par friction à haute fréquence	Pas de joints métalliques ; joint thermosoudé propre
Efficacité de traction des articulations	75 % à 80 % de la résistance à la rupture de la sangle parentale	Entièrement refroidi et mis sous pression mécanique
Placement des sangles	2, 3 ou 4 sangles radiales par bobine	Sélectionné via une recette IHM (indexation à 90° ou 180°)
Plage de tension de la sangle	200 N à 2,500 N	Réglage numérique par servomoteur/embrayage
Plateforme de contrôle du système	Automate programmable industriel (compatible Siemens/Mitsubishi)	Interface homme-machine (IHM) centrale à écran tactile avec mémoire de recettes

L'interface homme-machine (IHM) permet aux techniciens de configurer les rampes d'accélération, les cibles de coupe linéaire du fil, les séquences de placement des sangles et les seuils d'alerte de diagnostic. Les profils de recette permettent des changements rapides de diamètre de fil, de poids de faisceau et de spécifications d'emballage lors des transitions de produits planifiées.

Synchronisation du rythme de la ligne

Dans une installation de tréfilage et de traitement de fils, le temps de cycle d'emballage en aval doit être égal ou supérieur au débit continu en amont afin d'éviter le débordement de l'accumulateur :

Continuous Drawing Line Takt: T_line = Target Cycle Time per Coil (e.g., 120 s)

Total Packaging Cycle Time:
T_total = T_wind + T_shear + T_transfer + T_strap

Downstream Interlock Condition:
T_strap ≤ T_wind (when running parallel buffer stations)

Lorsque la cellule de conditionnement fonctionne avec des stations d'enroulement et de cerclage indépendantes, le manipulateur de transfert découple l'enrouleur du cycle de cerclage. Pendant le cerclage de la bobine N (2 à 4 cycles, nécessitant environ 8 à 12 secondes par placement de cerclage, rotation comprise), la bobine N+1 est enroulée sur le cabestan. Tant que la durée totale de cerclage et de déchargement reste inférieure à la durée d'enroulement, le conditionnement ne constitue pas un goulot d'étranglement sur les lignes de tréfilage en amont.

Liste de vérification pour la sélection en ingénierie

Calibre du fil et métallurgie : Diamètre exact du fil (mm), qualité du matériau (faible/élevée en carbone, galvanisé, inoxydable) et plage de résistance à la traction (MPa).
Dimensions et poids de la bobine : Diamètre intérieur cible de la bobine (ID), diamètre extérieur maximal (OD), largeur/hauteur de la bobine et masse du faisceau (kg).
Vitesse de la ligne en amont : vitesse linéaire continue à partir de la table à dessin ou du bloc de dressage (m/min ou m/s).
Exigences de cerclage : Nombre de sangles radiales par bobine (2, 3 ou 4 sangles) et préférence de matériau (PP ou PET).
Interface logistique en aval : Destination de déchargement : goulotte de déchargement par gravité, convoyeur à poutre mobile, grue de levage à crochet en C ou cellule de palettisation automatisée.

Architecture de contrôle et conformité de sécurité

La cellule d'enroulement et de cerclage comprend une inertie de rotation élevée, des conducteurs de fil pointus, des lames de cisaillement à force élevée et des axes de transfert automatisés. La sécurité de l'opérateur est intégrée dès la conception du système de commande.

Protection physique et interverrouillage : La clôture périmétrique industrielle en treillis métallique entoure entièrement les essieux mobiles. Les portes d'accès sont équipées de verrous à double canal à languette ou de commutateurs de sécurité RFID conformes à la norme. ISO 12100 et EN 415-10.
Conformité aux procédures de consignation/étiquetage (LOTO) : Des vannes d'isolement dédiées et verrouillables pour l'alimentation pneumatique et les sectionneurs du disjoncteur principal sont prévues pour la maintenance, le réenfilage et le réapprovisionnement des bobines de sangle.
Architecture de contrôle à sécurité intégrée : Les circuits d'arrêt d'urgence sont acheminés via des relais de sécurité certifiés (catégorie 3/catégorie 4, niveau de performance d/e). ISO-13849 1), coupant instantanément l'alimentation de l'actionneur et abaissant les freins du moteur du cabestan en cas de déclenchement.

FAQ technique

Q : Comment le mécanisme de coupe assure-t-il la précision de la longueur de la bobine ? R : Un codeur rotatif à double roue haute résolution se déplace directement sur le fil d’alimentation et envoie des impulsions à un module de comptage PLC haute vitesse. Une fois la longueur cible atteinte, le système module la vitesse d’enroulement, maintient la tension et actionne la cisaille volante haute vitesse, garantissant une répétabilité de ±0.1 % à ±0.3 % de la longueur totale.

Q : La machine peut-elle traiter des bobines de diamètres intérieurs différents sur la même tête ? R : Les segments de la tête d’enroulement sont conçus pour une plage d’expansion standard (par exemple, une course standard de 30 à 50 mm pour le déroulement de la bobine). Pour des diamètres de noyau de bobine très différents, il est nécessaire de changer les plateaux de cabestan segmentés, qui sont modulaires et à démontage rapide.

Q : Quelle est la résistance à la traction du joint soudé par friction ? R : Le recouvrement soudé par friction conserve environ 75 % à 80 % de la résistance à la rupture nominale d'un feuillard PP industriel de 8 à 10 mm. Ce procédé assure un maintien fiable du faisceau sans les coûts, les risques de rayures ni la sensibilité à la corrosion des sertissages en acier.

Consultation en ingénierie et prochaines étapes

Pour évaluer une unité automatisée d'enroulement et de cerclage pour votre ligne de dessin ou de finition :

Paramètres de la ligne de soumission : Envoyez vos diamètres de fil, les poids minimum/maximum des bobines, les vitesses de la ligne de production et le plan d'implantation de l'usine à info@fhopepack.com.
Proposition technique en 48 heures : Notre équipe de conception mécanique fournit une proposition de ligne complète, comprenant des dessins d'assemblage général (GA), des calculs de temps de cycle et des plans de configuration des sangles.
Examen et intégration du site d'ingénierie : Collaborez avec nos ingénieurs de projet pour vérifier les raccordements des barres omnibus électriques, les limites de protection de sécurité et l'intégration du transfert de bobine en aval.