[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebsregelung einer Ziehmaschine
bzw. -vorrichtung sowie eine Vorrichtung zum Ziehen von metallischem Stranggut.
[0002] Ziehmaschinen bzw. Vorrichtungen zum Ziehen von Stranggut weisen mehrere Ziehscheiben
auf, über die das Stranggut, beispielsweise der Draht in wenigstens einer, bevorzugt
mehreren Umschlingungen geführt ist und zur Verringerung seines Querschnitts durch
zwischen den Ziehscheiben angeordneten Ziehsteinen durchgezogen wird.
[0003] Aufgrund des definierten Eintrittsquerschnitts am Ziehstein und des definierten Austrittsquerschnitts
am Ziehstein ergibt sich eine definierte Verlängerung des Drahtes. Entsprechend der
Drahtverlängerung je Ziehstufe müssen auch die Drehzahlen der Ziehscheiben je Ziehstufe
erhöht werden.
[0004] Aufgrund technologisch vorgegebener Drahtverlängerungen werden entsprechend ausgelegte
Antriebsgetriebe verwendet, bei denen durch entsprechende Getriebeübersetzungen die
entsprechenden Drehzahlunterschiede zwischen den einzelnen Ziehscheiben erzeugt werden.
[0005] In Abhängigkeit vom Umformvermögen des Drahtmaterials wurden in der Ziehtechnik unterschiedliche
Ziehfolgen für die Ziehsteine eingeführt. Den aus der Ziehfolge resultierenden Drahtverlängerungen
muß in der Ziehmaschine durch angepaßte Getriebeübersetzungen für die Ziehscheiben
Rechnung getragen werden. Um Abweichungen in der Ziehsteinfolge oder eventuellen Verschleiß
von Ziehsteinen zu kompensieren, wird bei Ziehmaschinen mit mechanischem Getriebe
mit Schlupf gearbeitet, d. h., mit Ausnahme der Abziehscheibe nach dem letzten Ziehstein,
laufen alle Ziehscheiben gegenüber dem Draht zu schnell.
[0006] Dieses schlupfbehaftete Ziehverfahren ist nur bei manchen Drahtmaterialien und nur
im Naßzug vertretbar. Andere Materialien, wie z. B. Stahldraht, werden schlupflos
im Trokkenzugverfahren gezogen. Hier würden bei Schlupf die Ziehscheiben sofort verschleißen
und der Draht beschädigt werden. Gemäß dem Stand der Technik wird der schlupflose
Betrieb dieser Maschinen durch einzeln angetriebene Ziehscheiben, mit jeweils einem
Regelglied wie Tänzer oder Tastrolle zwischen den Ziehscheiben oder mit einer Drahtansammlung
auf den Ziehscheiben bewerkstelligt.
[0007] Um den Betrieb einer derartig gleitlos arbeitenden Ziehmaschine zu verbessern, wird
gemäß EP 679 452 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Einricht- und Produktionsbetrieb
einer Mehrfachziehmaschine automatisch erfolgen soll und die für den Regelungsprozeß
erforderlichen Größen bzw. Signale, wie Materialgeschwindigkeit und Kraft, aus den
Größen Drehzahl und Drehmoment oder aus Drehzahl und Strom oder aus Drehzahl und Leistung
jeweils von den Antrieben übernommen und über Meßeinrichtungen direkt gemessen werden
sollen.
[0008] Dabei wird nicht der in der Materialflußrichtung gesehene letzte Antrieb als sogenannter
Führungsantrieb betrieben, sondern diesem wird ein Geschwindigkeitsregler vorgelagert,
der wiederum an seinem Ausgang einen Anlagenbelastungssollwert vorgibt, der für alle
Steuerungs- und Regelungseinrichtungen als Belastungssollwert wirkt.
[0009] Der Aufbau dieses Verfahrens ist sehr kompliziert und eignet sich ausschließlich
für schlupflose Ziehverfahren also nur für Stahldrähte im Trockenziehen.
[0010] Zudem sind an den Antrieben der Ziehscheiben der schlupflosen Drahtziehmaschinen
Bremsen vorgesehen, um ein Rückdrehen der Ziehscheiben nach dem Abschalten der Ziehmaschine
zu verhindern.
[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
schlupflosen Antriebsregelung einer Naßziehmaschine ohne Zusatzeinrichtungen, wie
Tänzer etc. zu schaffen, mit der alle Einstellungen von der Maschine mit ihrer Regelung
selbst vorgenommen werden und dem optimalen Betriebszustand angepaßt werden. Zudem
soll sich das Verfahren insbesondere auch zum Ziehen von Drähten und Profilen aus
Kupfer, Kupferlegierungen und sonstigen Sonderwerkstoffen, die üblicherweise naß gezogen
werden, eignen, wobei eine Qualitätsverbesserung des Endprodukts erzielt werden soll.
[0012] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0013] Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Ziehen von Stranggut aller Art, insbesondere auch aus Kupfer, Kupferlegierungen
und sonstigen Sonderwerkstoffen zu schaffen, welche im schlupflosen Betrieb mit einer
besonders hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann und die einen einfachen Aufbau
aufweist wobei weder Tasteinrichtungen, Tänzer oder Kraftaufnehmer noch Bremsen benötigt
werden.
[0014] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst.
[0015] Um den schlupflosen Betrieb einer Ziehmaschine zu erreichen, müssen nicht nur die
Drehzahlen der Ziehscheiben exakt den Drahtverlängerungen der Ziehsteinfolge angepaßt
sein, sondern es müssen auch die an den Ziehscheiben anstehenden Drehmomente kontrolliert
werden. Bei prozeßtechnischen Änderungen verändern sich auch die Drehmomente an den
Ziehscheiben.
[0016] Die Gesamtdrehmomente an den Ziehscheiben sind von einer Vielzahl von Parametern,
wie z. B. Umformgrad, Reibung zwischen Draht und Ziehstein, Ziehmittelbeschaffenheit,
Ziehsteinpolitur sowie mechanischer und hydraulischer Verlustleistung abhängig. Die
Gesamtdrehmomente setzen sich somit aus den Nutzmomenten und den Reibmomenten zusammen.
Insgesamt gilt folgender Zusammenhang:
wobei
und
[0017] Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es weiterhin möglich, die Nutz- und Reibmomente
getrennt zu erfassen, Veränderungen der Gesamtdrehmomente zu erkennen die Veränderung
den Einzeldrehmomenten zuzuordnen, so daß gegebenenfalls nachgeregelt werden kann.
Drehmomentänderungen aufgrund von Ziehsteinverschleiß oder Durchmesservergrößerungen
des Ziehsteins werden erkannt und durch Nachregeln der Scheibendrehzahlen an den vorgeschalteten
Ziehscheiben korrigiert, so daß der schlupflose Betrieb aufrechterhalten bleibt.
[0018] Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zur Antriebsregelung einer Ziehmaschine
durch die folgenden Schritte aus:
automatische Ermittlung der für den Umformvorgang notwendigen Nutz-Drehmomente an
den einzelnen Ziehstufen bei jedem Anfahrvorgang bei einer geringen und konstanten
Geschwindigkeit im Schlupfbetrieb, wobei aus den Nutz-Drehmomenten jeweils zweier
benachbarter Ziehscheiben ein Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert gebildet wird,
Erfassen der Nutz-Drehmomente an den Ziehstufen im schlupflosen Produktionsbetrieb
und Bilden eines Vergleichs je zweier benachbarter Ziehscheiben zur Bildung je eines
ersten Drehmomenten-Vergleichswertes,
Vergleichen des erfaßten ersten Drehmomenten-Vergleichswertes mit dem vorbestimmten
Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert, und
bei Abweichungen des aktuellen ersten Drehmomenten Vergleichswertes vom Referenz-Drehmomenten-
Vergleichswert Überlagern der Drehzahlregelung der Antriebe derart, daß der jeweilige
langsamere Antrieb die Drehzahl der zugehörigen Ziehscheibe solange verändert, bis
die Abweichung zwischen den Drehmomentvergleichswerten im wesentlichen wieder 0 ist.
[0019] Gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die Ziehvorrichtung dadurch aus, daß
die Regeleinrichtung
automatisch die für den Umformvorgang notwendigen Nutz-Drehmomente an den einzelnen
Ziehstufen bei jedem Anfahrvorgang bei einer geringen und konstanten Geschwindigkeit
im Schlupfbetrieb ermittelt, wobei sie aus den Nutz-Drehmomenten jeweils zweier benachbarter
Ziehscheiben einen Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert bildet,
die Nutz-Drehmomente an den Ziehstufen im schlupflosen Produktionsbetrieb erfaßt und
die Nutz-Drehmomente je zweier benachbarter Ziehscheiben zur Bildung je eines ersten
Drehmomenten-Vergleichswertes vergleicht,
den erfaßten ersten Drehmomenten-Vergleichswert mit dem vorbestimmten Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert
vergleicht, und
bei Abweichungen des aktuellen ersten Drehmomenten-Vergleichswertes vom Referenz-Drehmomenten-
Vergleichswert die Drehzahlregelung der Antriebe derart überlagert, daß der jeweilige
langsamere Antrieb die Drehzahl der zugehörigen Ziehscheibe solange verändert, bis
die Abweichung zwischen den Drehmomentvergleichswerten im wesentlichen wieder 0 ist.
[0020] Gemäß der vorliegenden Erfindung passen sich die Geschwindigkeiten der Ziehscheiben
stets dem Prozeß bzw. Ziehbetrieb an. Dabei wird jede Veränderung an den Ziehsteinen
so ausgeregelt, daß die Scheibenumlaufgeschwindigkeit stets identisch zur Drahtgeschwindigkeit
ist.
[0021] Die Regelung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert im wesentlichen auch darauf,
daß Istwerte der Drehmomente mit Referenzwerten verglichen werden. Diese Referenzwerte
werden vorteilhafterweise im Anfahren der Maschine, welches im Schlupfbetrieb erfolgt,
ermittelt und abgespeichert. Dies kann bereits nach den ersten Umdrehungen der Ziehscheiben
erfolgen, wobei das über die gesamte Vorrichtung erfaßte Modell der Drehmomente zueinander
als Maschinenmodell abgespeichert wird. Dieses Maschinenmodell dient dann als Referenzwert
für den schlupflosen Betrieb. Dabei wird sichergestellt, daß das Maschinenmodell unverändert
bleibt, wofür gegebenenfalls ein eigener Regelkreis vorgesehen wird.
[0022] Das Reibmoment jeder Ziehscheibe wird in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und
automatisch erfaßt. Diese Ermittlung des Reibmomentes erfolgt einmalig in einem Betrieb
ohne Draht und das vom Motor bei verschiedenen Geschwindigkeitsstufen zwischen minimaler
und maximaler Geschwindigkeit aufgenommene Moment wird erfaßt und abgespeichert. Eine
sogenannte "Reibmomentkennlinie" wird durch Interpolation zwischen den einzelnen Meßwerten
automatisch vom Antrieb errechnet, so daß für jede Drehzahl ein Wert für das Reibmoment
vorliegt.
[0023] Bei der Ermittlung der Nutz-Drehmomente bei einer geringen und konstanten Geschwindigkeit
im Schlupfbetrieb ist das Reibmoment vernachlässigbar klein, so daß das am Motor gemessene
Drehmoment dem Nutz-Drehmoment entspricht.
[0024] Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe erheblicher Vorteile gegenüber dem Stand
der Technik auf.
[0025] Durch die Bildung von Drehmoment-Vergleichswerten im Produktionsbetrieb und durch
das gespeicherte Maschinen- bzw. Vorrichtungsmodell kann die Vorrichtung zwischen
lokalen Änderungen an einer bestimmten Ziehscheibe, die drehzahlmäßig ausgeregelt
werden können, und systemübergreifenden Änderungen, die keine drehzahlmäßige Ausregelung
erfordern, unterscheiden. Die Vorrichtung bzw. das Verfahren erkennt z. B. jede Änderung
der Verformungskraft, aufgrund von Änderungen in der Abmessung oder Qualität des einlaufenden
Drahtes. Gemäß der Erfindung erlernt die Vorrichtung zum Ziehen dann selbständig die
geänderten Meßdaten und stellt sich auf das neue Material von selbst ein.
[0026] Damit erfolgt der Ziehprozeß mit einer minimalen Drahtbeanspruchung und es wird ein
Höchstmaß an Oberflächenqualität des Drahtes gewährleistet, was insbesondere bei der
Drahtherstellung von Kupferdrähten, Drähten aus Kupferlegierungen oder Sonderwerkstoffen
bisher nicht möglich war.
[0027] Da bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren von Kupferdrähten stets eine schlupfbehaftete
Kraftübertragung angewandt wurde ergibt sich durch das erfindungegemäße Verfahren
ein erheblich geringerer Verschleiß der Ziehscheiben.
[0028] Durch das stets mit Schlupf durchgeführte Ziehverfahren beim herkömmlichen Stand
der Technik war eine erhebliche Lärmbelästigung derartiger Drahtziehvorrichtungen
(bis 120 Dezibel) gegeben, was aus betriebstechnischen Gründen oftmals zu teueren
Schallkapselungen derartiger Maschinen zwang. Aufgrund des schlupflosen Betriebs der
Vorrichtung beim Drahtziehen fallen diese Geräusche weg und die erfindungsgemäße Vorrichtung
erzeugt nur noch Geräusche unterhalb des maximal zulässigen Geräuschpegels der Betriebsstätte,
so daß aufwendige Schallkapselungen wegfallen können.
[0029] Aufgrund des schlupflosen Drahtziehens von Kupferdrähten und Drähten aus Kupferlegierungen
bzw. Sonderwerkstoffen ist es auch möglich, Profile derartiger Werkstoffe auf der
erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen.
[0030] Weiter ergibt sich der große Vorteil, daß Schlupfverluste, wie sie bei herkömmlichen
schlupfbehafteten Verfahren auftreten, vermieden werden können, was zu erheblichen
Energieeinsparungen führt.
[0031] Darüber hinaus kann gegenüber herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen die Flexibilität
erheblich erhöht werden, da durch die erfindungsgemäße Regelung beispielsweise beim
Überspringen von Ziehstufen durch einfache selbstregelnde Anpassung das richtige Geschwindigkeitsverhältnis
der aufeinanderfolgenden Ziehstufen erfolgt. Dies führt auch zu einer deutlich höheren
Verfügbarkeit der Vorrichtung, da im Reparaturfall einer Ziehstufe nicht die gesamte
Maschine stillgesetzt werden muß.
[0032] Die schlupflose Arbeitsweise gemäß erfinderischem Verfahren wird in hervorragender
Weise dadurch erreicht, daß der vorbestimmte Wert des Schlupfes im stationären Betrieb
der Ziehmaschine negativ ist. Dadurch ergibt sich, daß die entsprechende Ziehscheibe
sich in jedem Fall nicht schneller dreht als der um sie umlaufende Draht, wodurch
der Verschleiß deutlich verringert wird.
[0033] Dadurch, daß die Regelung der Drehzahl der Ziehscheiben von der Drehzahl der letzten
Ziehscheibe, auch "Abziehscheibe" genannt, dem Leit-Sollwert, aus erfolgt, wird auf
einfache Weise die Regelung von der Maximaldrehzahl der letzten Ziehscheibe aus begonnen
bzw. gesteuert.
[0034] Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in hervorragender Weise für den Betrieb
einer Naßziehmaschine, wobei aufgrund der vorgesehenen Regelung unterschiedliche Betriebszustände
von schlupfbehafteten Betrieb bis schlupffreien Betrieb möglich sind.
[0035] Vorteilhafterweise werden als Antriebe Elektromotoren verwendet, und wird beim Anfahren
der die Vorrichtung jeder Antrieb voll bestromt. Dies geschieht beispielsweise in
zeitlicher Reihenfolge von der ersten bis zur letzten Ziehscheibe, wonach der Anlauf
der Vorrichtung erfolgt. Der Bestromungsvorgang erfolgt in sehr kurzer Zeit, so daß
sichergestellt ist, daß als erstes die letzte Ziehscheibe sich zu drehen beginnt und
die davorliegenden entsprechend der erfindungsgemäßen Regelung ebenfalls beginnen
sich zu drehen. Insbesondere wird durch die obengenannten Maßnahmen ein sanfter, ruckfreier
Anlauf der Maschine möglich.
[0036] Weiterhin wird vorteilhafterweise die Bestromung der Motore so gesteuert, daß das
Material bzw. Stranggut beim Stillsetzen der Maschine entspannt ist. Damit werden
keine Bremsen bzw. andere Klemmvorrichtungen benötigt.
[0037] Vorteilhafterweise wird beim Anlauf ein deutlicher Schlupf vorgesehen, der jedoch
schnell stark verringert wird (beispielsweise von 50% auf 2%), wobei eine geringe
Liniengeschwindigkeit des Stranggutes vorgesehen wird, welche vorzugsweise unter 5
% der Maximalgeschwindigkeit liegt. Noch bevorzugter liegt diese Geschwindigkeit bei
2 % der Maximalgeschwindigkeit. Vorzugsweise werden dann die Referenzwerte bei dieser
geringen Liniengeschwindigkeit erfaßt.
[0038] Bereits bei dieser geringen Geschwindigkeit können alle notwendigen Parameter erfaßt
werden.
[0039] Danach wird dann vorteilhafterweise auf schlupflosen Betrieb umgestellt und die Ziehmaschine
bzw. Ziehvorrichtung auf Betriebsgeschwindigkeit hochgefahren was wiederum ein entsprechend
qualitativ hochwertiges Arbeitsergebnis sicherstellt.
[0040] Für die Optimierung eines stabilen Betriebsablaufs wird erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der vorbestimmte Schlupfwert zumindest für alle Ziehscheiben, deren Drehzahl vergleichswertabhängig
geregelt wird, gleich ist. Vorzugsweise beträgt der negative Schlupfwert mindestens
-0,1%. Mit diesem Wert wird sichergestellt, daß zwischen Ziehscheibe und Draht kein
Schlupf auftritt und eine stabile Regelung des schlupflosen Betriebs ermöglicht wird.
[0041] Mit besonderem Vorteil wird der in Ziehrichtung erste Antrieb von der Regelung ausgenommen.
Dies führt wiederum zu einer Stabilisierung des Betriebs, da mögliche Schwankungen
z. B. aufgrund eines geänderten Durchmessers oder geänderter Festigkeit des Einlaufmaterials
damit unberücksichtigt bleiben. In dem Moment, in dem am ersten Antrieb eine Veränderung
festgestellt wird, wird auch der zweite Antrieb bezüglich der Lastausgleichsregelung,
wie dies durch die Drehmomentendifferenzverarbeitung erfolgt, ausgeschaltet. Setzt
sich die Veränderung, aufgrund einer unterschiedlichen Einlauffestigkeit vom ersten
Antrieb über den zweiten und über die Folgeantriebe fort, so zieht die Regelung den
Schluß, daß die Veränderungen materialbedingt sind, und die Drehzahlen deshalb nicht
korrigiert werden müssen. Damit wird jedoch auch sichergestellt, daß Materialwechsel
beim Anschweißen ohne Einfluß auf die Regelung der Ziehvorrichtung sind.
[0042] Zudem wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, daß die Vorrichtung selbstlernend
ist, wodurch eine Selbstoptimierung in vorgegebenen Grenzen erfolgt und damit eine
Anpassung an jedes neue Einlaufmaterial erfolgt.
[0043] Mit weiterem Vorteil wird zur genauen Bestimmung der Referenzwerte auch eine Messung
der Reibungskennwerte vorgenommen, die mechanische Reibung, wie Motor, Getriebe und
Dichtungen oder Hydroreibung, wie Planschverluste im Naßbetrieb, umfassen, wobei die
werte im Leerlauf ermittelt und als Referenzwerte abgespeichert werden.
[0044] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Drehmomenten-Vergleichswert aus
der Differenz zweier Drehmomente benachbarter Ziehscheiben gebildet. Dabei ergibt
sich der erste Drehmomenten-Vergleichswert ΔM
1 wie folgt:
[0045] In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird der erste Drehmomenten-Vergleichswert
ΔM
1 aus dem Quotienten zweier Drehmomente benachbarter Ziehscheiben und kann wie folgt
berechnet werden:
wobei in beiden Formeln i die Nummer der Ziehscheibe ist.
[0046] Die vorgenannten Vorteile gelten sowohl für das Verfahren als auch für die erfindungsgemäße
Vorrichtung entsprechend.
[0047] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:
- Figur 1:
- Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ziehvorrichtung in Seitenansicht,
- Figur 2:
- Eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Ziehvorrichtung gemäß Figur 1; und
- Figur 3:
- Ein Blockschaltbild eines ersten bevorzugten, sich wiederholenden Abschnitts einer
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung mit Momenten-Differenz-Regelung.
- Figur 4:
- Ein Blockschaltbild eines zweiten bevorzugten, sich wiederholenden Abschnitts einer
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung mit Momenten-Quotienten-Regelung.
[0048] Nachfolgend wird zunächst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ziehen von Stranggut
beschrieben und anschließend die Funktionsweise der Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße
Verfahren beschrieben.
[0049] In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Ziehen von Draht in Seitenansicht dargestellt.
Die Vorrichtung 1 weist drei modulartig aufgebaute Ziehmaschinenabschnitte 3 auf,
die in Ziehrichtung eines Drahtes 5 hintereinander aufgebaut sind. Der Vorteil der
modulartig aufgebauten Abschnitte 3 der Vorrichtung 1 ist einerseits sowohl die leichtere
Transportierbarkeit der einzelnen Abschnitte 3 als auch die Möglichkeit weniger oder
mehr als drei Abschnitte für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 vorzusehen.
[0050] Jeder modulartige Abschnitt 3 weist vier Ziehscheiben 7 auf, zwischen denen Ziehsteine
9 angeordnet sind. An einem jeweiligen Ziehstein 9 ist weiterhin eine Führungsrolle
11 angeordnet.
[0051] Die Ziehscheiben 7 werden, wie in Figur 1 dargestellt, im Uhrzeigersinn gedreht,
wie es die dargestellten Pfeile angeben.
[0052] Der Draht 5 wird über eine Einführvorrichtung 13 im ersten Ziehstein 14 zugefügt.
Danach wird der Draht um die erste Ziehscheibe 7 entsprechend ein- bzw. mehrfach rundumgewikkelt
und durch den weiteren Ziehstein 9 hindurchgeführt.
[0053] In der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wird der Draht 5 über alle Ziehscheiben
7 und durch alle Ziehsteine 9 bzw. 14 hindurchgeführt. Wie ersichtlich ist die Richtung
des Drahtes von der ersten Ziehscheibe bis zu letzten im wesentlichen bevorzugt exakt
gerade.
[0054] Am Ende der modulartigen Abschnitte 3 befindet sich eine Ausbringeinrichtung oder
-station 15, in der eine Abziehscheibe 17 als letzte Scheibe vorgesehen ist.
[0055] Bei der dargestellten Vorrichtung 1 handelt es sich um eine Naßziehmaschine, wobei
die modulartigen Abschnitte 3 entsprechend gekapselt sind, um dichtend die von außen
eingespritzte Kühl- und Schmierflüssigkeit aufzunehmen.
[0056] Die Abziehscheibe 17 ist, weil trockenlaufend, deshalb separat angeordnet.
[0057] Die Abziehscheibe 17 wird motorisch über einen Motor 19 angetrieben, wobei die Verbindung
zwischen Motor 19 und Abziehscheibenwelle der Abziehscheibe 17 mittels eines Bandantriebs
21 erfolgt.
[0058] Hinter den modulartigen Abschnitten 3 und mit Abstand zu diesen befindet sich eine
Steuer- und Regeleinrichtung 23, die die Regelkreise und sonstige elektronische Steuerungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufnimmt.
[0059] Es wird nun Bezug genommen auf Figur 2, die eine Daraufsicht auf die erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 von Figur 1 zeigt. Dabei sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern
wie in Figur 1 versehen.
[0060] Wie aus Figur 2 ersichtlich, weist jede Ziehscheibe 7 einen eigenen Antrieb bzw.
eine eigene Antriebseinrichtung 25 auf, wobei jede Antriebseinrichtung 25 eine Ziehscheibe
7 direkt antreibt. Die Antriebseinrichtung 25 umfaßt einen Elektromotor und gegebenenfalls
ein zusätzliches Übersetzungsgetriebe.
[0061] Jede Antriebseinrichtung 25 und auch die Antriebseinrichtung 19 der Abziehscheibe
17 weist eine Verbindungsleitung 27 auf, die die von der Antriebseinrichtung erfaßten
Signale der Regeleinrichtung 23 übermittelt. Weiterhin ist für jede Antriebseinrichtung
25 bzw. den Motor 19 eine Verbindungsleitung 29 vorgesehen, die die von der Regeleinrichtung
23 für die betreffende Antriebseinrichtung ausgesendeten Signale zu dieser überträgt.
[0062] In der Regeleinrichtung 23 wird die gesamte Steuerung und Regelung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 vorgenommen, wobei in Figur 3 das Ablaufschema eines Regeleinrichtungselements
zwischen zwei benachbarten Ziehscheiben dargestellt ist. Anhand von Figur 3 wird auch
das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.
[0063] In Figur 3 ist ein Blockschaltbild 31 einer ersten Ausführungsform der Regeleinrichtung
23 dargestellt, welche Regeleinrichtungsmodule 33 aufweist, deren Anzahl der Anzahl
der Ziehscheiben 7 entspricht. Im Fall der Figur 3 ist das Regelmodul 33 dargestellt,
das für die Regelung zwischen der letzten Ziehscheibe 7 und der Abziehscheibe 17 vorgesehen
ist.
[0064] Das Drehmoment der Abziehscheibe 17, mit Md17 bezeichnet, wird über die Datenleitung
35 einem Additionsglied 37 zugeführt. Über eine Datenleitung 39 wird das Motordrehmoment
Md7 der Ziehscheibe 7 ebenfalls dem Additionsglied 37 zugeführt und in diesem Additionsglied
37 von dem Wert des Md17 abgezogen.
[0065] Der sich dabei ergebende erste Drehmomenten-Differenzwert ΔM
1 wird gemäß 41 (Da es sich um einen Digitalantrieb handelt, der nur mittels Software
arbeitet, existieren Datenleitungen im physikalischen Sinne ab dieser Stelle nicht
mehr) einem zweiten Additionsglied 43 zugeführt. Ein in einem Speicher 45 vorhandener
gespeicherter Referenzwert ΔM
L wird mit dem Wert ΔM
1 im Additionsglied 43 verglichen. Hieraus ergibt sich ein zweiter Drehmomenten-Differenzwert
ΔM
2. Dieser wird über ein Totbereichsglied 47 entsprechend gefiltert weitergegeben und
trifft gemäß 49 auf ein weiteres Additionsglied 51. In dem Additionsglied 51 wird
der Wert ΔM
2 mit wenigstens einem weiteren Wert verglichen, und dann über 53 als Antriebssollwert
AS weitergegeben. Der Antriebssollwert AS wird dann über weitere Glieder, die später
beschrieben werden, auf eine Leitfrequenz LF aufgegeben und dem Antrieb A7 der Ziehscheibe
7 weitergeleitet.
[0066] Der Wert AS hängt im wesentlichen von zwei Einflußgrößen ab. Im Block 55 ist ein
Wert S gespeichert, der dem vorbestimmten Schlupfwert nach der Anlaufphase entspricht.
Dieser Wert S wird gemäß 57 und einem Schalter 59 dem Additionsglied 51 zugeführt.
[0067] In einem Block 61 ist, wie ersichtlich, eine zeitabhängige Schlupffunktionskurve
SFK hinterlegt und ein entsprechender Wert wird gemäß 63 und über den Schalter 59
dem Additionsglied 51 zugeführt, wie aus Figur 3 ersichtlich, stellt der Schalter
59 gerade die Verbindung zwischen Block 61 und Additionsglied 51 her. Die Vorrichtung
befindet sich somit im Anlaufbetrieb.
[0068] Das aus dem Additionsglied 51 abgegebene Signal AS wird in einem Integratorglied
65 verarbeitet. Die Einschaltung des Integratorgliedes 65 erfolgt jedoch nur, wenn
der Schalter 59 sich in der in Figur 3 nicht dargestellten rechten Position befindet,
wo er gemäß 57 mit dem Block 55 verbunden ist.
[0069] Das aus dem Integratorglied 65 ausgegebene Signal wird gemäß 67 einem Multiplizierglied
69 übergeben. In dem Multiplizierglied 69 wird der ankommende Wert AS mit dem Leitfrequenzwert
LF (über 71) multipliziert und einem weiteren Additionsglied 73 zugeführt. In diesem
Additionsglied wird der sich aus der Multiplikation des Wertes AS mit dem Wert LF
ergebende Wert zu dem entsprechenden LF-Wert addiert.
[0070] Der im Additionsglied 73 errechnete Wert wird abgegriffen (gemäß 75) und über einen
Multiplizierblock 77 mit dem vorgegebenen Drehzahlverhältniswert (Drehzahlerhöhung
wegen Querschnittsverringerung und Getriebeübersetzung) multipliziert und dann an
den Antrieb A7 der Ziehscheibe 7 ausgegeben.
[0071] Der vom Additionsglied 73 ausgegebene neue Leitwert LF1 wird über 79 dem benachbarten
Regelkreis wieder zur Verfügung gestellt.
[0072] Wie aus dem oberen Abschnitt der Figur 3 ersichtlich, wird der Wert Md17 an der Datenleitung
35 abgegriffen und über eine Datenleitung 81 einem Schalter 83 zugeführt. Der Schalter
83 dient zum Unterbrechen des Datenflusses des Drehmomentwerts Md17 zum nächstvorderen
Referenzwert.
[0073] In Block 85 wird der Wert der Nachregelung angezeigt, wobei die Möglichkeit einer
Begrenzung der Nachregelung vorgesehen werden kann.
[0074] In Block 87 ist schematisch die Möglichkeit des Handeingriffs dargestellt.
[0075] Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figur 3 nachfolgend beschrieben. Dabei
wird insbesondere die Funktionsweise von Beginn des Anlaufs und Beginn der Regelung
bis zum vollen stationären Betrieb der Ziehvorrichtung angegeben.
[0076] Beim Anfahren der Ziehvorrichtung ist der Schalter 59, wie in Figur 3 dargestellt,
gesetzt. Aufgrund der Kurve SFK in Block 61 wird nach Anfahren aller Ziehscheiben
zunächst bei einem großen Schlupf, beispielsweise in der Größenordnung von 50% begonnen,
der jedoch gemäß der Kurve SFK schnell heruntergefahren wird.
[0077] Nach Herunterfahren des Wertes, bei dem sich die Ziehgeschwindigkeit an der Abziehscheibe
bei 0,7 bis 0,8 m/s befindet, werden die erfaßten Drehmomenten-Differenzwerte ΔM
1 im Speicher 45 als Referenzwerte ΔM
L abgespeichert.
[0078] Danach wird der Schalter 59 umgelegt, und ein negativer Schlupf dem Additionsglied
51 zugeführt. Damit stellt sich ein schlupfloser Antrieb aller Ziehscheiben 7 ein,
wobei erneut darauf hingewiesen wird, daß die Abziehscheibe 19 grundsätzlich schlupflos
betrieben wird.
[0079] Zur Stabilisierung des Regelkreises wird das Totbereichsglied 47 vorgesehen, das
eine Schwellenfunktion beinhaltet. Erst bei Übersteigen bzw. Untersteigen des zweiten
Drehmomentendifferenzwertes ΔM
2 eines vorbestimmten positiven bzw. negativen Schwellwertes wird der Wert über 49
weitergegeben.
[0080] Auch das Integrationsglied 65 dient der Stabilität des Regelkreises und wird erst
bei Umschalten des Schalters 59 zur Verbindung mit Block 55 aktiviert.
[0081] Beim Anfahren und bei Erreichen des stationären Betriebszustandes bei vorgewählter
Höchstgeschwindigkeit wird ständig die Differenz der Nutzmomente zwischen den zwei
benachbarten Ziehscheiben 7 ermittelt. Bei Zunahme der Differenz und Stehenbleiben
dieser Abweichung für mehr als eine gewisse Zeitdauer, beispielsweise 3 Sekunden,
wird die Anlage in der Form nachgeregelt, daß die langsame Ziehscheibe und alle links
davon befindlichen Ziehscheiben vorsichtig in der Geschwindigkeit angehoben werden,
dadurch wird die Differenz wieder auf den Referenzwert eingependelt. Im umgekehrten
Fall, in dem die Differenz kleiner wird, werden die Drehzahlen der langsamen Ziehscheiben
abgesenkt.
[0082] Aus regelungstechnischen Gründen wird ein gewisser Beharrungszustand der Abweichung
von mindestens 3 Sekunden vorgegeben.
[0083] Da stets nur die Differenz zweier benachbarter Ziehscheiben betrachtet werden, sind
technologische Veränderungen, die die gesamte Vorrichtung betreffen, ohne Einfluß
auf die Regelung. Ausgeregelt wird somit nur dann, wenn sich die Differenz ändert
und angenommen werden kann, daß die Veränderung nur an einem der beiden Antriebe auftritt.
[0084] In der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird weiterhin sowohl die tatsächliche
Datenverlängerung zwischen zwei benachbarten Ziehscheiben 7, wie auch der genaue Enddurchmesser
des Stranggutes bzw. Drahtes der Ziehmaschine dargestellt. Damit wird insbesondere
vorteilhafterweise der Nachteil vermieden, daß ein größerer Durchmesser gefertigt
wird, da der letzte Ziehstein einem entsprechenden Verschleiß unterworfen war. Diese
exakte Ermittlung des Enddurchmessers des gezogenen Drahtes kann somit erhebliche
Kosten einsparen, da regelmäßig nur der bestellte voreingestellte Durchmesser bezahlt
wird und bei größerem Durchmesser und gleicher Länge des Drahtes auf der Spule der
Materialüberschuß zu Lasten des Drahtziehers geht.
[0085] In Figur 4 ist eine bevorzugte alternative Ausgestaltung der Regeleinrichtung dargestellt.
Der wesentlich Unterschied des dort dargestellten Regeleinrichtungsmoduls 34 befindet
sich im oberen Bereich von Fig. 4. Im übrigen sind gleiche Teile bzw. Komponenten
mit gleichen Bezugsziffern versehen.
[0086] Von der Datenleitung 35 wird der Drehmomentenwert Md17 abgegriffen und einem Quotientenblock
36 zugeführt. Über ein Datenleitung 38 wird dem Quotientenblock 36 der Drehmomentenwert
Md7 zugeführt. In dem Quotientenblock 36 werden die Signale dann wie folgt verarbeitet:
[0087] Das Ergebnis wird einem Additionsblock 40 zugeführt zu dem ein negativer Wert von
100% addiert also abgezogen wird. Dies ergibt somit eine Normierung auf einen Prozentenwert,
der dann den ersten Drehmomenten-Vergleichswert ΔM
1.bildet. Anschließend erfolgt die gleiche Verarbeitung wie im Blockschaltbild 33 von
Fig. 3.
[0088] Mit der vorliegenden Erfindung wird somit sowohl ein Verfahren zur Antriebsregelung
einer Ziehmaschine als auch eine Vorrichtung zum Ziehen von Stranggut insbesondere
von Draht geschaffen, mit der Drähte aller Art insbesondere auch Kupferdrähte, Drähte
aus Kupferlegierungen oder Sonderwerkstoffen bearbeitet werden können. Dabei wird
eine gegenüber bisherigen schlupflosen Drahtziehverfahren erheblich höhere Drahtziehgeschwindigkeit
erreicht, und aufgrund der erzielbaren exakten Betriebszustände durch das schlupflose
Ziehen eine eklatante Produktverbesserung erzielt. Diese äußert sich nicht nur in
der Materialkonsistenz sondern auch in der entsprechenden Oberflächengüte, wobei für
den Drahtzieher zusätzlich der Vorteil einer exakten Durchmesserbestimmung des fertigen
Drahtes besteht, und somit nicht bezahlte größere Durchmesser vermieden werden können.
[0089] Durch die Möglichkeit des sowohl schlupfbehafteten als auch schlupflosen Betriebs
der Ziehvorrichtung wird eine universelle Einsetzbarkeit der Ziehvorrichtung erreicht,
wobei die bisherigen Nachteile des Naßziehens vermieden werden und insbesondere auch
die erhebliche Lärmbelästigung durch schlupfbehaftetes Ziehen wegfällt.
[0090] Mit besonderem Vorteil wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine automatische
von der Vorrichtung selbst durchgeführte geregelte schlupflose Betriebsweise sichergestellt,
die den Eingriff einer Bedienungsperson unnötig macht. Zum Einstellen der Maschine
sind lediglich die jeweiligen Ziehsteinkenngrößen einzugeben, wonach, aufgrund der
vollkommenen Regelung und automatischen Nachführung der Antriebe die Ziehvorrichtung
vollständig selbsttätig betrieben werden kann. Dabei können aufwendige Zusatzeinrichtungen,
wie Tänzer, Tastrollen, Bremsen etc wegfallen, wodurch ein erheblich geringerer Aufwand
erforderlich ist.
1. Verfahren zur Antriebsregelung für den gleitlosen Betrieb einer Mehrfach-Ziehmaschine
bzw. Ziehvorrichtung (1), die eine Mehrzahl von Ziehscheiben (7, 17) zum Ziehen eines
Stranggutes , insbesondere eines Drahtes (5) aufweist, von denen jede von einem zugeordneten,
separat steuerbaren Antrieb (25, 19) antreibbar ist, und zwischen den Ziehscheiben
Ziehsteine (9) vorgesehen werden können, die zur Verkleinerung des Querschnitts und
damit zur Verlängerung des gezogenen Materials dienen,
wobei bei jedem Antrieb bestimmte Kenngrößen, wie Drehmomente, Drehzahlen und Korrekturgrößen
automatisch aufgenommen bzw. erfaßt werden,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) automatische Ermittlung der für den Umformvorgang notwendigen Nutz-Drehmomente
an den einzelnen Ziehstufen bei jedem Anfahrvorgang bei einer geringen und konstanten
Geschwindigkeit im Schlupfbetrieb, wobei aus den Nutz-Drehmomenten jeweils zweier
benachbarter Ziehscheiben ein Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert (ΔML) gebildet wird,
b) Erfassen der Nutz-Drehmomente an den Ziehstufen im schlupflosen Produktionsbetrieb
und Bilden eines Vergleichs je zweier benachbarter Ziehscheiben zur Bildung je eines
ersten Drehmomenten-Vergleichswertes (ΔM1),
c) Vergleichen des erfaßten ersten Drehmomenten-Vergleichswertes (ΔM1) mit dem vorbestimmten Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert (ΔML) und
d) bei Abweichungen des aktuellen ersten Drehmomenten-Vergleichswertes (ΔM1) vom Referenz-Drehmomenten- Vergleichswert (ΔML) Überlagern der Drehzahlregelung der Antriebe derart, daß der jeweilige langsamere
Antrieb die Drehzahl der zugehörigen Ziehscheibe solange verändert, bis die Abweichung
zwischen den Drehmomentvergleichswerten im wesentlichen wieder 0 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des Schlupfes im stationären Betrieb der Ziehmaschine negativ
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Drehzahl der Ziehscheiben von der Drehzahl (Leit-Sollwert) der letzten
Ziehscheibe (Abziehscheibe 17) aus erfolgt und die Drehzahl der jeweiligen Ziehscheibe
von dem Leit-Sollwert abhängt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer Naßziehmaschine durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Ziehscheiben (7, 17) Elektromotoren (25, 19) sind, und daß beim
Anfahren der Ziehmaschine bzw. Ziehvorrichtung (1) jeder Antrieb voll bestromt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestromung der Motore (25, 19) so gesteuert wird, daß das Stranggut (Draht 5)
beim Stillsetzen der Ziehmaschine entspannt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlauf ein deutlicher Schlupf vorgesehen wird, der schnell stark verringert
wird (Block 61), wobei eine geringe Liniengeschwindigkeit des Stranggutes vorgesehen
wird, welche vorzugsweise unter 5 % der Maximalgeschwindigkeit liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahren der Maschine von der geringen Liniengeschwindigkeit bis zur Betriebsgeschwindigkeit
bei schlupflosem Betrieb erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Schlupfwert zumindest für alle Ziehscheiben, deren Drehzahl vergleichswertabhängig
geregelt wird, gleich ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Schlupfwert (S) vorzugsweise mindestens -0,1% beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in Ziehrichtung erste Antrieb von der Regelung ausgenommen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskennwerte, wie mechanische Reibung (Motor, Getriebe, Dichtungen) und
Hydroreibung (Planschverluste im Naßbetrieb) im Leerlauf automatisch ermittelt und
als Korrekturwerte abgespeichert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehmomenten-Vergleichswert (ΔM1) aus der Differenz zweier Drehmomente benachbarter Ziehscheiben gebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehmomenten-Vergleichswert (ΔM1) aus dem Quotienten zweier Drehmomente benachbarter Ziehscheiben gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotientenwert auf einen Prozentwert ((Mi x 100% / Mi-1) -100%) normiert wird.
16. Vorrichtung (1) zum Ziehen von metallischem Stranggut (5), insbesondere Runddraht,
Profildraht etc., mit
einer Mehrzahl von Ziehscheiben (7, 17), die einzeln mittels Antriebseinrichtungen
(25, 19) angetrieben sind, und um die im Betrieb das Stranggut (5) geführt ist,
einer Mehrzahl von Ziehsteinen (9), die zwischen den Ziehscheiben (7) angeordnet sind
und zur Verringerung des Querschnitts und entsprechenden Verlängerung des Strangguts
dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (23)
a) automatisch die für den Umformvorgang notwendigen Nutz-Drehmomente an den einzelnen
Ziehstufen bei jedem Anfahrvorgang bei einer geringen und konstanten Geschwindigkeit
im Schlupfbetrieb ermittelt, wobei sie aus den die Nutz-Drehmomenten jeweils zweier
benachbarter Ziehscheiben einen Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert (ΔML) bildet,
b) die Nutz-Drehmomente an den Ziehstufen im schlupflosen Produktionsbetrieb erfaßt
und die Nutz-Drehmomente je zweier benachbarter Ziehscheiben zur Bildung je eines
ersten Drehmomenten-Vergleichswertes (ΔM1) vergleicht,
c) den erfaßten ersten Drehmomenten-Vergleichswert (ΔM1) mit dem vorbestimmten Referenz-Drehmomenten-Vergleichswert (ΔML) vergleicht, und
d) bei Abweichungen des aktuellen ersten Drehmomenten-Vergleichswertes (ΔM1) vom Referenz-Drehmomenten- Vergleichswert (ΔML) die Drehzahlregelung der Antriebe derart überlagert, daß der jeweilige langsamere
Antrieb die Drehzahl der zugehörigen Ziehscheibe solange verändert, bis die Abweichung
zwischen den Drehmomentvergleichswerten im wesentlichen wieder 0 ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Naßziehmaschine ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Ziehscheiben Elektromotoren (25, 19) aufweisen und zum Anfahren
der Vorrichtung eine volle Bestromung eines jeden Antriebs erfolgt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn des Anlaufs ein deutlicher Schlupf zwischen Stranggut und Ziehscheibe herrscht,
der sich stark verringert, wobei eine Anlaufgeschwindigkeit herrscht, die vorzugsweise
geringer als 5 % der Maximalgeschwindigkeit beträgt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Hochfahren auf maximale Betriebsgeschwindigkeit bei schlupflosem Betrieb
durchführt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Schlupfwert bei allen Ziehscheiben, deren Drehzahl vergleichswertabhängig
geregelt wird, gleich ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Schlupfwert (S) vorzugsweise mindestens -0,1% beträgt.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der in Ziehrichtung erste Antrieb keine Regelung erfährt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (23) die Reibungskennwerte, wie mechanische Reibung (Motor,
Getriebe, Dichtungen) und Hydroreibung (Planschverluste im Naßbetrieb) im Leerlauf
in der Vorrichtung (1) erfaßt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (23) die Drehmoment-Vergleichswerte selbständig neu ermittelt,
und die Antriebe automatisch an verändertes Einlaufmaterial anpaßt.
1. Process to control the drive for the non-slip operation of a multiple drawing machine
or drawing apparatus (1) which has a plurality of drawing blocks (7, 17) for drawing
a material in strand form, in particular a wire (5), each of which blocks can be driven
by an assigned, separately controllable drive (25, 19), and it being possible to provide
between the drawing blocks drawing dies (9) which serve for reducing the cross section
and consequently lengthening the drawn material,
with certain characteristic variables, such as torques, rotational speeds and correction
variables, being automatically picked up or sensed for each drive,
characterized by the following steps:
a) automatic determination of the useful torques necessary for the forming operation
at the individual drawing stages in each starting operation at a low and constant
speed in slipping mode, with a reference torque comparison value (ΔML) being formed from the useful torques of pairs of neighbouring drawing blocks,
b) sensing of the useful torques at the drawing stages in slip-less production mode
and forming of a comparison of pairs of neighbouring drawing blocks for forming in
each case a first torque comparison value (ΔM1),
c) comparing the sensed first torque comparison value (ΔM1) with the predetermined reference torque comparison value (ΔML), and
d) if there are deviations between the current first torque comparison value (ΔM1) and the reference torque comparison value (ΔML), superimposing the speed control of the drives in such a way that the respective
slower drive changes the rotational speed of the associated drawing block until the
deviation between the torque comparison values is essentially 0 again.
2. Process according to Claim 1, characterized in that the predetermined value for the slippage in steadystate mode of the drawing machine
is negative.
3. Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the control of the rotational speed of the drawing blocks takes place from the rotational
speed (reference input variable) of the last drawing block (drawing-off block 17),
and the rotational speed of the respective drawing block depends on the reference
input variable.
4. Process according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that it is carried out in the case of a wet drawing machine.
5. Process according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that the drives of the drawing blocks (7, 17) are electric motors (25, 19), and in that each drive is fully energized with current when the drawing machine or drawing apparatus
(1) is started.
6. Process according to Claim 5, characterized in that the energizing of the motors (25, 19) with current is controlled in such a way that
the material in strand form (wire 5) is relieved of stress when the drawing machine
is switched off.
7. Process according to one of Claims 1 to 6,
characterized in that a distinct slippage is provided when starting and is reduced very quickly (block
61), with a low linear speed of the material in strand form being provided, preferably
below 5% of the maximum speed.
8. Process according to one of Claims 1 to 7,
characterized in that the starting of the machine takes place from the low linear speed up to the operating
speed for slip-less operation.
9. Process according to one of Claims 1 to 8,
characterized in that the predetermined slippage value is the same, at least for all drawing blocks of
which the rotational speed is controlled on the basis of the comparison value.
10. Process according to one of Claims 1 to 9,
characterized in that the negative slippage value (S) is preferably at least -0.1%.
11. Process according to one of Claims 1 to 10,
characterized in that the first drive in the drawing direction is omitted from the control.
12. Process according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the characteristic friction values, such as mechanical friction (motor, gear mechanism,
seals) and hydraulic friction (churning losses in wet operation), are automatically
determined during idling and are stored as correction values.
13. Process according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the first torque comparison value (ΔM1) is formed from the difference between two torques of neighbouring drawing blocks.
14. Process according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the first torque comparison value (ΔM1) is formed from the quotient of two torques of neighbouring drawing blocks.
15. Process according to Claim 14, characterized in that the quotient value is normalized to a percentage value ((Mi x 100% / Mi-1) -100%).
16. Apparatus (1) for drawing metallic material in strand form (5), in particular round
wire, profiled wire etc., having
a plurality of drawing blocks (7, 17), which are individually driven by means of drive
devices (25, 19), and around which the material in strand form (5) is led during operation,
a plurality of drawing dies (9), which are arranged between the drawing blocks (7)
and serve for reducing the cross section and corresponding lengthening of the material
in strand form,
characterized in that the control device (23)
a) automatically determines the useful torques necessary for the forming operation
at the individual drawing stages in each starting operation at a low and constant
speed in slipping mode, with a reference torque comparison value (ΔML) being formed from the useful torques of pairs of neighbouring drawing blocks,
b) senses the useful torques at the drawing stages in slip-less production mode and
compares the useful torques of pairs of neighbouring drawing blocks for forming in
each case a first torque comparison value (ΔM1),
c) compares the sensed first torque comparison value (ΔM1) with the predetermined reference torque comparison value (ΔML), and
d) if there are deviations between the current first torque comparison value (ΔM1) and the reference torque comparison value (ΔML), superimposes the speed control of the drives in such a way that the respective
slower drive changes the rotational speed of the associated drawing block until the
deviation between the torque comparison values is essentially 0 again.
17. Apparatus according to Claim 16, characterized in that it is designed as a wet drawing machine.
18. Apparatus according to Claim 16 or 17,
characterized in that the drives of the drawing blocks have electric motors (25, 19) and, for starting
the apparatus, each drive is fully energized with current.
19. Apparatus according to one of Claims 16 to 18, characterized in that a distinct slippage between the material in strand form and the drawing block exists
at the beginning of starting and is reduced considerably, with a starting speed which
is preferably less than 5% of the maximum speed.
20. Apparatus according to one of Claims 16 to 19, characterized in that the running up to maximum operating speed is carried out in slip-less mode.
21. Apparatus according to one of Claims 16 to 20, characterized in that the predetermined slippage value is the same for all drawing blocks of which the
rotational speed is controlled on the basis of the comparison value.
22. Apparatus according to one of Claims 16 to 21, characterized in that the negative slippage value (S) is preferably at least -0.1%.
23. Apparatus according to one of Claims 16 to 22, characterized in that the first drive in the drawing direction does not undergo any control.
24. Apparatus according to one of Claims 16 to 23,
characterized in that the control device (23) senses the characteristic friction values, such as mechanical
friction (motor, gear mechanism, seals) and hydraulic friction (churning losses in
wet operation), during idling in the apparatus (1).
25. Apparatus according to one of Claims 16 to 24, characterized in that the control device (23) newly determines the torque comparison values of its own
accord, and adapts the drives automatically to changed running-in material.
1. Procédé de commande de traction pour le fonctionnement sans glissement d'une machine
d'étirage multiple et/ou d'un dispositif d'étirage (1), qui présente une multiplicité
de disques d'étirage (7, 17) pour l'étirage d'un produit extrudé, en particulier d'un
fil (5), dont chacun est entraînable par un entraînement associé (25, 19) qui peut
être commandé séparément, et des filières (9), qui servent à réduire la section transversale
et ainsi à allonger le matériau étiré, pouvant être prévues entre les disques d'étirage,
des paramètres donnés, tels que couples, vitesses de rotation et grandeurs correctives,
étant reçues et/ou enregistrées sur chaque entraînement,
caractérisé par les phases suivantes :
a) détermination automatique des couples utiles requis pour l'opération de déformation
aux niveaux d'étirage individuels, à chaque opération de démarrage et à une faible
vitesse et constante en mode glissement, une valeur comparative des couples de référence
(ΔML) étant formée à partir des couples utiles de respectivement deux disques d'étirage
adjacents,
b) enregistrement des couples utiles aux niveaux d'étirage en régime de production
sans glissement et formation d'une comparaison de respectivement deux disques d'étirage
adjacents pour la formation de respectivement une première valeur comparative de couples
(ΔM1),
c) comparaison de la première valeur comparative de couples enregistrée (ΔM1) avec la valeur comparative des couples de référence prédéfinie (ΔML), et
d) en présence d'écarts entre la première valeur comparative de couples actuelle (ΔM1) et la valeur comparative de couples de référence (ΔML), superposition de la régulation de vitesse de rotation des entraînements, de sorte
que l'entraînement respectif le plus lent modifie la vitesse de rotation du disque
d'étirage correspondant, jusqu'à ce que l'écart entre les valeurs comparatives de
couples se réduise essentiellement à 0.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur prédéfinie du glissement est négative en régime stationnaire de la machine
d'étirage.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que la régulation de la vitesse de rotation des disques d'étirage est assurée à partir
de la vitesse de rotation (valeur de consigne directrice) du dernier disque d'étirage
(disque d'enlèvement 17), et la vitesse de rotation du disque d'étirage respectif
dépend de la valeur de consigne directrice.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur une machine d'étirage par voie humide.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que les entraînements des disques d'étirage (7, 17) sont des moteurs électriques (25,
19), et en ce que chaque entraînement est totalement alimenté en courant au démarrage de la machine
d'étirage et/ou du dispositif d'étirage (1).
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation en courant des moteurs (25, 19) est commandée de sorte que le produit
extrudé (fil 5) est mis hors tension à l'arrêt de la machine d'étirage.
7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'un net glissement, qui est rapidement fortement réduit (bloc 61), est prévu au démarrage,
une faible vitesse linéaire du produit extrudé étant prévue, qui se situe de préférence
au-dessous de 5% de la vitesse maximale.
8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que le démarrage de la machine est assuré sans glissement de la faible vitesse linéaire
jusqu'à la vitesse de fonctionnement.
9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que la valeur de glissement prédéfinie est égale au moins pour tous les disques d'étirage,
dont la vitesse de rotation est réglée en fonction de la valeur comparative.
10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que la valeur de glissement négative (S) est de préférence au moins égale à -0,1%.
11. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que le premier entraînement dans le sens d'étirage est exclu de la commande.
12. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que les caractéristiques de friction, telles que frottement mécanique (moteur, transmission,
joints) et frottement hydraulique (pertes par barbotage en fonctionnement par voie
humide) sont déterminées automatiquement en marche à vide et sont mémorisées comme
valeurs correctives.
13. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que la première valeur comparative des couples (ΔM1) est formée à partir de la différence de deux couples de disques d'étirage adjacents.
14. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que la première valeur comparative des couples (ΔM1) est formée à partir du quotient de deux couples de disques d'étirage adjacents.
15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la valeur de quotient est normalisée à une valeur de pourcentage ((Mi x 100% / Mi-1) - 100%).
16. Dispositif (1) d'étirage de produit extrudé métallique (5), en particulier de fil
rond, de fil profilé etc..., avec
une multiplicité de disques d'étirage (7, 17), entraînés individuellement au moyen
de dispositifs d'entraînement (25, 19), et autour desquels le produit extrudé (5)
est guidé en cours de service,
une multiplicité de filières (9), disposées entre les disques d'étirage (7) et servant
à réduire la section transversale et à allonger en conséquence le produit extrudé,
caractérisé en ce que le dispositif de commande (23)
a) détermine automatiquement les couples utiles requis pour l'opération de déformation
aux niveaux d'étirage individuels, à chaque opération de démarrage et à une faible
vitesse et constante en mode glissement, en formant une valeur comparative des couples
de référence (ΔML) à partir des couples utiles de respectivement deux disques d'étirage adjacents,
b) enregistre les couples utiles aux niveaux d'étirage en régime de production sans
glissement et compare les couples utiles de respectivement deux disques d'étirage
adjacents pour la formation de respectivement une première valeur comparative de couples
(ΔM1),
c) compare la première valeur comparative de couples enregistrée (ΔM1) avec la valeur comparative de couples de référence prédéfinie (ΔML), et
d) en présence d'écarts entre la première valeur comparative de couples actuelle (ΔM1) et la valeur comparative de couples de référence (ΔML), superpose la régulation de vitesse de rotation des entraînements, de sorte que
l'entraînement respectif le plus lent modifie la vitesse de rotation du disque d'étirage
correspondant, jusqu'à ce que l'écart entre les valeurs comparatives de couples se
réduise essentiellement à 0.
17. Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme de machine d'étirage par voie humide.
18. Dispositif suivant l'une des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que les entraînements des disques d'étirage présentent des moteurs électriques (25, 19),
et en ce qu'une alimentation totale en courant de chaque entraînement est assurée pour le démarrage
du dispositif.
19. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'un net glissement, qui se réduit très fortement, règne entre le produit extrudé et
le disque d'étirage au début du démarrage, une vitesse de démarrage régnant alors,
de préférence inférieure à 5% de la vitesse maximale.
20. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'il réalise la poussée à la vitesse de fonctionnement maximale en régime sans glissement.
21. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que la valeur de glissement prédéfinie est égale pour tous les disques d'étirage, dont
la vitesse de rotation est réglée en fonction de la valeur comparative.
22. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que la valeur de glissement négative (S) est de préférence égale à au moins -0,1%.
23. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 22, caractérisé en ce que le premier entraînement dans le sens d'étirage n'est soumis à aucune commande.
24. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 23, caractérisé en ce que le dispositif de commande (23) enregistre en marche à vide dans le dispositif (1)
les caractéristiques de friction, telles que frottement mécanique (moteur, transmission,
joints) et frottement hydraulique (pertes par barbotage en fonctionnement par voie
humide).
25. Dispositif suivant l'une des revendications 16 à 24,
caractérisé en ce que le dispositif de commande (23) détermine de nouveau de façon autonome les valeurs
comparatives des couples, et adapte automatiquement les entraînements au matériau
d'entrée modifié.