CN103889608A

CN103889608A - 拉丝机及拉丝方法

Info

Publication number: CN103889608A
Application number: CN201280001887.5A
Authority: CN
Inventors: 竹本康介
Original assignee: FAE Inc
Current assignee: FAE Inc
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-06-25
Also published as: WO2014045373A1; EP2902125A1; JP5325356B1; TW201412422A; US20150183013A1; JPWO2014045373A1; EP2902125A4; KR20150059653A

Abstract

本发明提供了储丝器少的无滑动式拉丝机。拉丝机具有：缩小通过的金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第一拉丝模；控制通过第一拉丝模的金属丝的第一后张力的后张力控制部；以第一前张力将通过第一拉丝模的金属丝从第一拉丝模以无滑动方式拉丝的第一绞盘；测定第一前张力的第一前张力测定部；基于所测定的第一前张力控制第一绞盘的转矩的第一绞盘控制部；以及卷绕进行了拉丝的金属丝的卷绕部。

Description

拉丝机及拉丝方法

技术领域

本发明涉及拉拔金属丝的拉丝机及拉丝方法。本发明尤其涉及以无滑动方式拉拔金属丝的拉丝机及拉丝方法。

背景技术

作为现有的拉丝机，例如有日本特开2003-53418号公报(专利文献1)所记载的被称为滑动式拉丝机的拉丝机。在上述现有的滑动式拉丝机中，将绞盘的转速设定为比金属丝的线速度快，在绞盘与该金属丝之间产生滑动，同时利用绞盘从拉丝模拉丝该金属丝，从而拉拔该金属丝。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-53418号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述现有的滑动式拉丝机中，必须严格控制滑动率，尤其在拉拔丝直径细的金属丝的情况下，产生很难控制滑动率的问题。

解决课题的手段

为解决上述课题，根据本发明的第一方案，提供一种拉丝机，该拉丝机具有：缩小通过的金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第一拉丝模；控制通过上述第一拉丝模的上述金属丝的第一后张力的后张力控制部；以第一前张力将通过上述第一拉丝模的上述金属丝从上述第一拉丝模以无滑动方式拉丝的第一绞盘；测定上述第一前张力的第一前张力测定部；基于所测定的上述第一前张力控制上述第一绞盘的转矩的第一绞盘控制部；以及卷绕经拉丝的上述金属丝的卷绕部。

另外，上述拉丝机也可以还具有第二拉丝模，该第二拉丝模设置在上述第一绞盘与上述卷绕部之间，并且使由上述第一绞盘拉丝的上述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝，上述第一绞盘以无滑动方式将上述金属丝输出到上述第二拉丝模，上述第一绞盘控制部以通过上述第二拉丝模的上述金属丝的第二后张力成为预定值的方式，基于上述第一前张力控制上述第一绞盘的转矩。

另外，上述拉丝机也可以还具有：以第二前张力将通过上述第二拉丝模的上述金属丝从上述第二拉丝模以无滑动方式拉丝的第二绞盘；设置在上述第二绞盘与上述卷绕部之间，并且使由上述第二绞盘拉丝的上述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第三拉丝模；测定上述第二前张力的第二前张力测定部；以及基于所测定的上述第二前张力控制上述第二绞盘的转矩的第二绞盘控制部，上述第二绞盘控制部以通过上述第三拉丝模的上述金属丝的第三后张力成为预定值的方式，基于上述第二前张力控制上述第二绞盘的转矩。

另外，上述拉丝机也可以还具有将上述金属丝输出到上述第一拉丝模的放丝部，上述后张力控制部是在上述放丝部与上述第一拉丝机之间控制上述金属丝的上述第一后张力的储丝器。

根据本发明的第二方案，提供一种拉丝机，该拉丝机具有：缩小通过的金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第一拉丝模；控制通过上述第一拉丝模的上述金属丝的第一后张力的后张力控制部；将通过上述第一拉丝模的上述金属丝从上述第一拉丝模以无滑动方式拉丝的第一绞盘；控制上述第一绞盘的转矩并从上述第一拉丝模拉丝上述金属丝的第一绞盘控制部；以及卷绕经拉丝的上述金属丝的卷绕部，上述第一绞盘控制部预先存储在通过速度控制使上述第一绞盘旋转并将上述金属丝从上述第一拉丝模拉丝时的该金属丝的第一前张力，并且基于该第一前张力控制上述第一绞盘的转矩，将上述金属丝从上述第一拉丝模拉丝。

在上述拉丝机中，上述第一绞盘控制部也可以将在通过速度控制使上述第一绞盘旋转预定期间并将上述金属丝从上述第一拉丝模拉丝时的该第一绞盘的平均力矩作为上述第一前张力来存储。

另外，上述拉丝机也可以还具备：设置在上述第一绞盘与上述卷绕部之间，并且使由上述第一绞盘拉丝的上述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第二拉丝模；以及测定通过上述第二拉丝模的上述金属丝的第二后张力的后张力测定部，上述第一绞盘以无滑动方式将上述金属丝输出到上述第二拉丝模，上述第一绞盘控制部以所测定的上述第二后张力成为预定值的方式控制上述第一绞盘的转矩。

根据本发明的第三方案，提供拉丝方法，该拉丝方法使金属丝通过拉丝模而缩小金属丝的直径，从而对该金属丝进行拉丝，该拉丝方法包括：控制通过上述拉丝模的上述金属丝的后张力的步骤；使用绞盘以预定的前张力将通过上述拉丝模的上述金属丝从上述拉丝模以无滑动方式拉丝的步骤；测定上述前张力的步骤；以及基于所测定的上述前张力控制上述绞盘的转矩的步骤。

根据本发明的第四方案，提供一种拉丝方法，该拉丝方法使金属丝通过拉丝模而缩小金属丝的直径，从而对该金属丝进行拉丝，该拉丝方法包括：控制通过上述拉丝模的上述金属丝的后张力的步骤；使用绞盘将通过上述拉丝模的上述金属丝从上述拉丝模以无滑动方式拉丝的步骤；以及控制上述绞盘的转矩的控制步骤，上述控制步骤包括：预先存储在通过速度控制使上述绞盘旋转并将上述金属丝从上述拉丝模拉丝时的该金属丝的前张力的步骤；以及基于上述前张力控制上述绞盘的转矩，并将上述金属丝从上述第一拉丝模拉丝的步骤。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的拉丝机100的结构的示意图。

图2是表示控制拉丝机100的控制单元200的结构的方框图。

具体实施方式

以下，参照附图并通过发明的实施方式说明本发明，但以下的实施方式并不限定权利要求书的发明，而且，实施方式中所说明的特征的所有组合并不一定是发明的解决手段所必须的。

(拉丝机100的结构)

图1是表示本发明的一实施方式的拉丝机100的结构的示意图。而且，图2是表示控制该实施方式的拉丝机100的控制单元200的结构的方框图。

在本实施方式中，拉丝机100具有机箱12、放丝单元20、拉丝单元40及90、卷绕单元60、以及控制各单元的控制单元200。在拉丝机100中，沿着金属丝10输出、拉拔、卷绕的路径(以下称为“通过路径”)，从上游侧向下游侧(图1中的从左向右)依次设有放丝单元20、拉丝单元40及90以及卷绕单元60。而且，拉丝机100对于从放丝单元20输出的金属丝，在各拉丝单元40及90依次缩小其直径而进行拉丝，并将经拉丝的金属丝10在卷绕单元60进行卷绕。

控制单元200控制拉丝机100的动作。控制单元200具有系统控制器110、放丝单元控制器120、拉丝单元控制器140以及卷绕单元控制器160。系统控制器110与放丝单元控制器120、拉丝单元控制器140及卷绕单元控制器160连接，统一控制各单元控制器。

放丝单元控制器120、拉丝单元控制器140及卷绕单元控制器160分别与设置于放丝单元20、拉丝单元40及90以及卷绕单元60上的各种结构连接，控制各单元。需要说明的是，在图2中，虽然仅图示了一个拉丝单元控制器140，但是拉丝单元控制器140设置在n级(n为正整数)的拉丝单元40-1～n及90的每一个上。

如此，设在控制单元200的系统控制器110及放丝单元控制器120、拉丝单元控制器140以及卷绕单元控制器160控制放丝单元20、拉丝单元40以及卷绕单元60，将金属丝10从放丝单元20输出，并使其通过各拉丝单元40-1～n及90，在卷绕单元60进行卷绕。

基于图1及图2对拉丝机100的各结构进行说明。另外，在本实施方式中，如图1所示，在放丝单元20与卷绕单元60之间，沿着金属丝10输出的路径，n级的拉丝单元40及拉丝单元90以依次拉拔金属丝10的方式串联设置。以下，将各拉丝单元40从放丝单元20朝向卷绕单元60分别称为拉丝单元40-1～n。

(放丝单元20)

放丝单元20具有放丝线轴22、导辊24、26、28及30、以及储丝部32。在放丝单元20中，金属丝10以放丝线轴22、导辊24、导辊26、储丝辊34、导辊26、导辊28的顺序在这些各部分以施加预定张力的状态架设(以下称为“拉设”)。

放丝线轴22可旋转地设在拉丝机100的机箱12上。放丝线轴22连接有放丝马达122，通过其驱动而旋转。由此，卷绕在放丝线轴22上的金属丝10被拉出，并向通过路径输出。在本实施方式中，放丝线轴22由放丝马达122通过速度控制进行驱动。即，放丝单元控制器120以放丝线轴22以预定的速度旋转的方式控制放丝马达122的驱动。

导辊24、26、28及30可旋转地设在拉丝机100的机箱12上。导辊24、26、28及30金属丝10以无滑动输出的方式将卷绕预定的次数。导辊24、26、28及30利用由拉丝单元40施加在金属丝10上的张力而旋转，从而将从放丝线轴22输出的金属丝10沿着通过路径以无滑动方式依次输出。

储丝部32具有储丝辊34、储丝臂36和力矩马达38而成，对从放丝线轴22输出的金属丝10施加所需的张力。

储丝辊34可旋转地支撑在形成为棒状的储丝臂36的一端侧。金属丝10以导辊24、导辊26、储丝辊34、导辊26、导辊28的顺序拉设，由储丝辊34向图中朝向下方的方向施加预定的张力。

储丝臂36在图中大致水平地配置，即向与利用储丝辊34对金属丝10施加张力的方向大致垂直的方向配置，将该位于水平的状态作为储丝臂36的基准位置。储丝臂36的另一端侧固定支撑在力矩马达38的驱动轴上，力矩马达38的驱动轴成为储丝臂36的转动轴。

电位计138(图2)设置在力矩马达38的驱动轴上，检测储丝臂36的转动角。另外，电位计138与放丝单元控制器120连接，将由电位计138检测出的转动角提供给拉丝单元控制器140。需要说明的是，在本实施方式中，虽然电位计138检测储丝臂36的转动角，但也可以检测储丝辊34的位置或位移，例如在储丝辊34对金属丝10施加张力的方向上的该储丝辊34的位置或位移。在此情况下，也可以使储丝辊34不转动而是垂直移动(向对金属丝施加张力的方向直线移动)，从而对金属丝10施加张力。

力矩马达38经由储丝臂36及储丝辊34对金属丝10施加预定的张力。即，力矩马达38经由储丝臂36及储丝辊34将该力矩马达38的转矩传递给金属丝10，对金属丝10施加张力。力矩马达38与放丝单元控制器120连接，基于该放丝单元控制器120的指令(力矩指令)生成预定的转矩。

储丝部32利用该结构，将由力矩马达38生成的预定的力矩经由储丝臂36及储丝辊34传递给金属丝10，从而对该金属丝10施加预定的设定张力。即，对从放丝单元20输出的金属丝10施加的张力根据力矩马达38的转矩而决定。

如上所述，本实施方式中的放丝单元20通过对从放丝线轴22以一定的速度输出的金属丝10，由储丝部32施加预定的张力，从而能够以金属丝10具有所需的张力的状态将该金属丝10输出到拉丝单元40-1。

(拉丝单元40)

在本实施方式中，拉丝机100在放丝单元20与卷绕单元60之间具有n级的拉丝单元40-1～n及最后一级的拉丝单元90。放丝单元20、拉丝单元40-1～n及90、以及卷绕单元60连结而设置。而且，从放丝单元20输出的金属丝10依次通过拉丝单元40-1、40-2、…40-n、90而进行拉丝。由拉丝单元90拉拔的金属丝10输出到卷绕单元60。需要说明的是，在本实施方式中，由于拉丝单元40-1～n具有相同的结构，因此在以下说明中只要没有分别特定拉丝单元40-1～n，就将拉丝单元40-1～n统称为“拉丝单元40”而进行说明。而且，对于包含在拉丝单元40-1～n中的各结构，也同样统称后进行说明。

拉丝单元40具有拉丝模42、导辊44及46、以及驱动绞盘50。在拉丝单元40中，金属丝10拉设在导辊44、拉丝模42、导辊46及驱动绞盘50上。

拉丝模42设置在导辊44与导辊46之间。拉丝模42在拉设金属丝10的方向上具有模孔，若金属丝10通过该模孔拉丝，则金属丝10的直径缩小，金属丝10被拉拔。此时，金属丝10的直径的缩小率(截面积的减少率)根据设置在拉丝模42上的模孔的直径而决定，根据该缩小率，金属丝10被拉拔。拉丝单元40-1～n的各级的拉丝模42的模孔的直径，以在最后一级的拉丝单元即拉丝单元40-n拉拔的金属丝10具有所需的丝直径的方式适当选择。

在本实施方式中，拉丝单元40-1～n逐渐缩小所通过的金属丝10的直径。从而，设置于拉丝模42-n上的模孔的直径比设置于拉丝模42-1上的模孔小。而且，设置于拉丝模42-1上的模孔的直径比设置于拉丝模42-1上的模孔小。

在本实施方式中，拉丝模42容纳在固定于机箱12的模支架内。拉丝机100也可以具有在金属丝10从拉丝模42拉丝而进行拉丝时测定其拉拔加工力的机构。该机构例如可以是检测拉丝模42按压模支架的力来测定该拉拔加工力的机构，而且也可以是检测固定于机箱12的模支架的变形来测定该拉拔加工力的机构。

需要说明的是，当将金属丝10及/或拉丝模42浸渍在润滑油中时，则能够防止通过拉丝模42的金属丝10的摇晃等，能够提高其稳定性。因此，也可以设置用于将金属丝10及/或拉丝模42浸渍在润滑油中的油箱。例如，也可以构成为在拉丝模42与导辊44之间配置油箱，使金属丝10通过该油箱。在此情况下，优选具有向油箱提供该润滑油的机构，以便在拉丝动作中使润滑油从油箱溢出。另外，也可以将拉丝模42配置在油箱内，将该油箱以金属丝10向上下或水平方向贯通的方式配置。只是，在贯通的部分需要密封。

通过将金属丝10及/或拉丝模42浸渍在润滑油中，具有如下优点。能够对在各拉丝单元40内的拉丝模42进行的拉丝加工使用最佳的润滑油。润滑油的组分对拉丝模42的消耗带来很大影响，而通过具有该结构，能够对拉丝加工稳定地提供进行特殊化的组分的润滑油。另外，为了减少由金属丝10与驱动绞盘50的摩擦所引起的润滑油的污染的影响而需要润滑油的循环和净化系统，但循环和净化系统简单即可，因此能够降低生产成本。

导辊44及46可旋转地设置在拉丝机100的机箱12上。在导辊44及46上，分别在其轴部设有变形计152及156以及编码器154及158(参照图2)。

变形计152及156分别检测导辊44及46的变形，从而检测出金属丝10的张力。即，在拉丝机100中拉设的金属丝10在各部位具有预定的张力，变形计152检测导辊44的变形，检测通过拉丝模42之前的金属丝10的张力(以下称为“前张力”)。此外，变形计156检测导辊46的变形，检测通过拉丝模42之后的金属丝10的张力(以下称为“后张力”)。具体而言，变形计152(156)将金属丝10进入导辊44(46)时该金属丝在输送的方向上的张力与金属丝10从该导辊44(46)出来时该金属丝10在输送的方向上的张力的合力作为该变形来检测。

编码器154及158分别检测导辊44及46的转速，从而检测输出金属丝10的速度。即，编码器154检测导辊44的转速，从而检测在拉丝模42的前方输出金属丝10的速度。另外，编码器158检测导辊46的转速，从而检测在拉丝模42的后方输出金属丝10的速度。

驱动绞盘50可旋转地设置在拉丝机100的机箱12上。驱动绞盘50连接有驱动马达150(参照图2)，基于来自拉丝单元控制器140的指令，以预定的力矩旋转。驱动绞盘50根据该转矩从拉丝模42拉出金属丝10，并向下一级的拉丝单元40或拉丝单元90输出所拉出的金属丝10。

驱动绞盘50的外周面进行了喷镀加工，不仅提高其表面硬度且提高耐久性，且防止在驱动绞盘50的表面(与金属丝10的接触面)与金属丝10之间发生滑动。而且，驱动绞盘50的外周面也可以包覆有摩擦系数大的弹性体(例如，聚氨酯或橡胶等树脂)。如此，利用进行了表面加工的驱动绞盘50，金属丝10以无滑动方式从拉丝模42拉丝，并输出到下一级。

(拉丝单元90)

拉丝单元90具有拉丝模92、导辊94及96、以及驱动绞盘98。在拉丝单元90中，金属丝10拉设在导辊94、拉丝模92、导辊96、驱动绞盘98上。

需要说明的是，导辊94及96具有与拉丝单元40的导辊44及46大致相同或类似的结构。而且，驱动绞盘50除了利用拉丝单元控制器140进行速度控制这一点之外，具有与拉丝单元40的驱动绞盘50大致相同或类似的结构。

拉丝模92除了具有适当地调整(增加或减少)金属丝10的应力或变形的功能这一点之外，具有与拉丝单元40的拉丝模42大致相同或类似的结构。具体而言，拉丝模92设置成能够自由地调整相对于拉丝金属丝10的方向的模孔的中心轴的角度。而且，拉丝模92设置成相对于与拉丝金属丝10的方向大致垂直的方向，能够自由地调整模孔的位置。由此，能够使金属丝10变得笔直，或者根据需要使其卷曲。另外，由于能够根据金属丝10的拉丝方向而调整模孔的轴向，因此能够抑制模的不均匀磨损。

(卷绕单元60)

卷绕单元60具有导辊66、68及70、储丝部72和卷绕线轴80。在卷绕单元60中，金属丝10依次拉设于导辊66、储丝辊74、导辊66、68、70、卷绕线轴80。

导辊66、68及70可旋转地设置在拉丝机100的机箱12上。导辊66、68及70分别卷绕金属丝10预定的次数以便能够以无滑动方式输出金属丝10。导辊66、68及70利用通过卷绕线轴80的旋转而施加在金属丝10上的张力来旋转，将在拉丝单元90进行了拉丝的金属丝10沿着通过路径，以无滑动方式依次输出。

储丝部72构成为具有储丝辊74、储丝臂76和力矩马达78，对在拉丝单元90经过拉丝的金属丝10施加所需的张力。

储丝辊74可旋转地支撑在形成为棒状的储丝臂76的一端侧。金属丝10依次拉设于导辊66、储丝辊74、导辊66、导辊68、导辊70，利用储丝辊74向图中朝向下方的方向施加预定的张力。

储丝臂76在图中大致水平地配置，即在与利用储丝辊74对金属丝10施加张力的方向呈大致垂直的方向配置，将该位于水平的状态作为储丝臂76的基准位置。储丝臂76的另一端侧固定支撑在力矩马达78的驱动轴上，力矩马达78的驱动轴成为储丝臂76的转动轴。

电位计178(图2)设置在力矩马达78的驱动轴上，检测储丝臂76的转动角。而且，电位计178与放丝单元控制器160连接，将由电位计178检测出的转动角提供给卷绕单元控制器160。

力矩马达78经由储丝臂76及储丝辊74对金属丝10施加预定的张力。即，力矩马达78将该力矩马达78的转矩经由储丝臂76及储丝辊74传递给金属丝10，对金属丝10施加张力。力矩马达78与卷绕单元控制器160连接，基于该卷绕单元控制器160的指令(力矩指令)生成预定的转矩。

卷绕线轴80可旋转地设置在拉丝机100的机箱12上。卷绕线轴80连接有卷绕马达180，通过其驱动而旋转。由此，在拉丝单元90进行了拉丝的金属丝10卷绕在卷绕线轴80上。在本实施方式中，卷绕线轴80由卷绕马达180通过速度控制进行驱动。即，卷绕单元控制器160控制卷绕马达180的驱动以便卷绕线轴80以预定的速度旋转。具体而言，卷绕单元控制器160基于驱动绞盘98的转速及储丝臂76的转动角，控制卷绕马达180的转速。

如上所述，在本实施方式中的卷绕单元60中，储丝部72对从拉丝单元90输出的金属丝10施加预定的张力，同时卷绕线轴80以一定的速度卷绕金属丝10。

(拉丝机100的拉丝动作)

以下，基于图1及图2对如上所述构成的拉丝机100拉拔金属丝10的动作进行说明。需要说明的是，在以下例子中，n级的拉丝单元40之中，由第i级的拉丝单元40的拉丝模42拉拔的金属丝10的后张力设为BTi，前张力设为FTi，驱动绞盘50的转速设为CTi(i为n以下的正整数)。

(第一实施例)

在第一实施例中，基于各拉丝单元40中的金属丝10的前张力，控制驱动绞盘50的转矩，拉拔金属丝10。具体而言，在放丝单元20、拉丝单元40及卷绕单元60的各结构上拉设金属丝10之后，如下控制各结构，拉拔金属丝10。

(放丝单元20的动作)

首先，放丝单元20以大致一定的速度从放丝单元20输出金属丝10。即，放丝单元控制器120控制放丝马达122的转速以使得从放丝单元20输出金属丝10的速度(以下，将金属丝10在通过路径的各位置输送的速度称为“线速度”)维持与从驱动绞盘90输出金属丝10的速度相应的、大致恒定的速度。

在本实施方式中，放丝单元控制器120将在导辊44上的金属丝10的线速度作为前馈信号，将储丝臂36的转动角作为反馈信号，控制放丝马达122的转速。具体而言，从放丝单元20输出金属丝10的速度、即通过导辊44的金属丝10的线速度由设置于导辊44的编码器154检测，并提供给拉丝单元控制器140。然后，放丝单元控制器120将表示该线速度的速度信号作为前馈信号提供给放丝马达122，控制放丝马达122的旋转。

另一方面，若储丝臂36转动，对从放丝线轴22输出的金属丝10施加预定的张力，则在从放丝线轴22输出的金属丝10的线速度与通过导辊44的金属丝10的线速度之间产生预定的误差。放丝单元控制器120生成基于由电位计138检测出的该转动角的反馈信号，控制放丝马达122的旋转，修正由该误差引起的线速度的偏移，将从放丝单元20输出的金属丝10的线速度维持大致一定。

具体而言，放丝单元控制器120计算由电位计138检测的储丝臂36的该转动角与储丝臂36位于基准位置时的转动角的转动角偏差。然后，放丝单元控制器120以该转动角偏差接近零的方式决定放丝马达22的转速，将基于该转速的转速指令提供给放丝马达122。放丝单元控制器120将该转动角偏差作为反馈信号，通过例如P控制、PI控制、PID控制等控制，控制放丝马达22的转速。

若要以一定速度输出卷绕在放丝线轴22上的金属丝10，需要按照卷绕在放丝线轴22上的金属丝10的卷绕直径来控制放丝线轴22的转速，而放丝单元20通过以上的动作，维持从放丝单元20输出的金属丝10的线速度大致恒定，同时施加预定张力，以使该金属丝10具有预先设定的张力。该张力成为通过拉丝模42-1的金属丝10的后张力BT1。例如，放丝单元控制器120控制放丝单元20，以BT1成为卷绕在放丝线轴22上的金属丝10的屈服应力的10％左右的方式，对金属丝10施加预定的张力。

需要说明的是，在本实施方式中，虽然放丝单元控制器120控制放丝马达122的转速而维持金属丝10的线速度大致恒定，同时控制储丝臂36的转动角而对金属丝10施加预定的张力，但也可以不设置储丝部32，放丝单元控制器120控制放丝马达122的转速及/或转矩，从而控制金属丝10的张力及/或线速度。由此，在拉丝机100中，能够进一步减少储丝部32的数量。

另外，在放丝单元20中，例如也可以在导辊28或30上设置变形计等，测定金属丝10所具有的张力。在此情况下，放丝单元控制器120也可以将所设定的张力与由该变形计等测定的张力之差作为反馈信号，对力矩马达38的转矩进行反馈控制。由此，能够以金属丝10所具有的张力进一步接近所设定的张力的方式，对金属丝10施加预定的张力。

(拉丝单元40的动作)

以下，说明各拉丝单元40拉拔从放丝单元22输出的金属丝10的动作。

第一级的拉丝单元40-1基于通过拉丝模42-1的金属丝10的前张力FT1，控制驱动绞盘50-1的转矩CT1，拉拔金属丝10。具体而言，驱动绞盘50-1的转矩CT1与通过拉丝模42-1的金属丝10的前张力FT1及通过第二级的拉丝单元40-2的拉丝模42-1的金属丝10的后张力BT2具有以下的关系。

CT1＝FT1-BT2

从而，若能够测定第一级的前张力FT1，则能够控制第一级的转矩CT1，将第二级的后张力BT2控制为预定的值。在本实施例中，拉丝单元控制器140基于由设置在导辊46-1上的变形计156测定的金属丝10的前张力FT1，控制驱动绞盘50-1的转矩CT1以使得第二级的后张力BT2成为预定的值的方式。即，拉丝单元控制器140基于前张力FT1，对转矩CT1进行前馈控制。由此，金属丝10通过驱动绞盘50-1从拉丝模42-1以前张力FT1的拉拔力，以无滑动方式被拉拔，并且在受到后张力BT2的状态下，以无滑动方式输出到拉丝单元40-2。例如，后张力BT2为从拉丝模42-1拉拔的金属丝的屈服应力的10％左右。

第二级的拉丝单元40-2与第一级的拉丝单元40-1同样地进一步拉拔金属丝10。即，拉丝单元控制器140基于由设置在导辊46-2上的变形计156测定的金属丝10的前张力FT2，以第三级的后张力BT3成为预定的值的方式，控制驱动绞盘50-2的转矩CT2。

CT2＝FT2-BT3

同样，拉丝单元控制器140在第i级的拉丝单元40-i中，基于由设置在导辊46-i上的变形计156测定的金属丝10的前张力FTi，以第三级的后张力BTi+1成为预定的值的方式，控制驱动绞盘50n的转矩CTi。

CT(i)＝FT(i)-BT(i+1)

由此，金属丝10通过驱动绞盘50i从拉丝模42i用前张力FTi的拉拔力，且以无滑动方式被拉拔，并且在受到后张力BTi+1的状态下，以无滑动方式输出到拉丝单元40i+1(或拉丝单元90)。另外，在上式中，i＝n时，将由拉丝单元90的拉丝模92拉拔的金属丝10的后张力设为BT(i+1)。

需要说明的是，在本实施方式中，虽然拉丝单元控制器140将后张力BTi+1作为设定值来控制驱动绞盘50的转矩CT，但也可以测定前张力FTi及后张力BTi+1这两者来控制驱动绞盘50的转矩CT。另外，也可以在各拉丝模42测定拉拔加工力DT来控制驱动绞盘50的转矩CT。由此，能够在进行拉丝动作时测定拉丝模42上的拉丝加工力。

根据本实施例，驱动绞盘50基于实测的前张力FTi，设定下一级的后张力BTi+1。即，在本实施例中，由于对各级实测了前张力，因此在该级的后张力中产生的误差不会(后张力的设定值与实际值之差)转移到该级的前张力(或者其后的级的后张力及前张力)并累积。另外，在后张力的设定值与实际值之间产生误差的主要原因，只不过是驱动绞盘50上的机械误差而已。从而，根据本实施例，能够提供后张力的设定值与实际值之间的误差极小的拉丝机。

(拉丝单元90的动作)

接着，说明拉丝单元90拉拔从拉丝单元40-n输出的金属丝10的动作。需要说明的是，以下以与拉丝单元40的动作的不同点为中心，说明拉丝单元90的动作。

拉丝单元90适当地调整在拉丝单元40-n进行了拉丝的金属丝10的应力和变形，并且决定金属丝10向卷绕单元60输送的线速度。

具体而言，首先，由拉丝单元40-n的拉丝模42-n拉拔的金属丝10，尤其在拉丝模的截面收缩率大的情况下，在与输出金属丝10的方向垂直的方向上具有应力乃至变形。拉丝模92对金属丝10从其周围比拉丝模42-n更均匀地施加拉拔加工力，适当地调整该应力或变形。

而且，驱动绞盘98决定拉丝机100上的金属丝10的线速度。即，拉丝单元控制器140向驱动马达198提供转速指令，对驱动马达198进行旋转控制以使得金属丝10的线速度成为预先设定的速度。驱动马达198基于该指令，控制驱动绞盘98的转速。例如，拉丝单元控制器140控制驱动绞盘98的转速以使得向卷绕单元60输送金属丝10的线速度成为1000m/分钟。

需要说明的是，拉丝单元控制器140也可以基于由设置在导辊96上的编码器158检测的该导辊96的转速，测定从驱动绞盘98输出的金属丝10的线速度，并将该线速度作为反馈信号，反馈控制驱动马达198的转速。

根据本实施例，由于对拉丝单元40的驱动绞盘50进行力矩控制的同时，对拉丝单元90的驱动绞盘98进行速度控制，因此在拉丝动作中能够使金属丝10所具有的张力及金属丝10的线速度这两者变得更稳定。

(卷绕单元60的动作)

卷绕单元60以从放丝单元20输出且在各拉丝单元40进行了拉丝的金属丝10的线速度成为大致恒定的方式，卷绕该金属丝10。即，卷绕单元控制器160以提供给卷绕单元60的金属丝10的线速度维持大致恒定的方式，控制卷绕马达180的转速。

在本实施方式中，卷绕单元控制器160将例如位于卷绕单元60的上一级的驱动绞盘98的转速、即金属丝10的线速度作为前馈信号，将储丝臂76的转动角作为反馈信号，控制卷绕马达180的转速。具体而言，通过驱动绞盘98的金属丝10的线速度由设置于驱动绞盘98上的编码器检测，并提供给拉丝单元控制器140。而且，卷绕单元控制器160将表示该线速度的速度信号作为前馈信号提供给卷绕马达180，控制卷绕马达180的旋转。

另外，卷绕单元控制器160基于由电位计178检测的该转动角生成反馈信号，控制卷绕马达180的旋转。

具体而言，卷绕单元控制器160计算由电位计178检测的储丝臂76的该转动角与储丝臂76位于基准位置时的转动角的转动角偏差。然后，卷绕单元控制器160以该转动角偏差接近零的方式决定卷绕马达180的转速，将基于该转速的转速指令提供给卷绕马达180。卷绕单元控制器180将该转动角偏差作为反馈信号，通过例如P控制、PI控制、PID控制等控制，控制卷绕马达180的转速。

卷绕单元60通过以上的动作，不管已经卷绕在卷绕线轴80上的金属丝10的卷绕量如何，能够维持从拉丝单元40-n输出的金属丝10的线速度(即，驱动绞盘98上的金属丝10的线速度)大致恒定，另一方面，以能够避免在该线速度与通过导辊68及70的金属丝10的线速度之间产生偏差的方式，在卷绕线轴80上卷绕该金属丝10。

通过以上的动作，拉丝机100能够对卷绕在放丝线轴22上的金属丝10，在拉丝单元40及90进行拉丝，在卷绕线轴80上进行卷绕。例如，在拉丝机100具有5级的拉丝单元40(即，n＝5)，卷绕在放丝线轴22上的金属丝10为具有120μm的直径的钢琴丝，五个拉丝模42分别具有111μm、102μm、94μm、87μm、80μm的模孔直径的情况下，卷绕在卷绕线轴80上的金属丝10的直径成为80μm。

(第二实施例)

在第二实施例中，预先取得在各拉丝单元40通过速度控制使驱动绞盘50旋转时所测定的金属丝10的前张力的值(以下称为“样品值”)，并基于该值，不用速度控制而是用力矩控制来使驱动绞盘50旋转，将金属丝10从拉丝模42拉丝，进行拉丝。

在拉丝机100中，在进行拉丝动作之前，首先，将金属丝10拉设在各拉丝单元40上。在本实施例中进行如下动作，在各拉丝单元40中，在将金属丝10的前端部加工成较细并使其通过拉丝模42的模孔之后，通过速度控制使驱动绞盘50旋转，将金属丝10从拉丝模42拉丝，并在驱动绞盘50上卷绕预定长度(以下称为“准备运转”)。在本实施例中，在该准备运转时，将在通过速度控制从拉丝模42拉丝金属丝10时的金属丝10的前张力设为该前张力的样品值FT’，进行拉丝动作。

(准备运转的动作)

在本实施例中，首先，在放丝单元20拉设金属丝10之后，在拉丝单元40-1，将金属丝10拉设在导辊44-1、拉丝模42-1、导辊46-1上。然后，拉丝单元控制器140通过速度控制使驱动绞盘50-1以大致恒定的速度旋转，在驱动绞盘50-1上卷绕金属丝10恒定长度(或恒定时间)。此时，拉丝单元控制器140将由设置于导辊46的变形计156检测的金属丝10的前张力FT1作为前张力FT1的样值FT1’存储。FT1’既可以是该前张力FT1的瞬时值，也可以是平均值。

同样，拉丝单元控制器140在拉丝单元40-2及C中，也取得金属丝10的前张力FT2及FT3的样品值FT2’及FT3’并存储。

接着，说明在本实施例中拉丝机100拉拔金属丝10的动作。需要说明的是，由于在本实施例中，放丝单元20、拉丝单元90及卷绕单元60与第一实施例同样地进行动作，因此以下对拉丝单元40的动作进行说明。

(拉丝单元40的动作)

第一级的拉丝单元40-1基于预先取得的前张力FT1的样值FT1’，控制驱动绞盘50-1的转矩CT1，拉拔金属丝10。在本实施例中，FT1’是在金属丝10作为后张力而被施加设定值BT1的状态下取得的样值。从而，拉丝模42-1的拉拔加工力的样值DT1’能够基于以下算出。

DT1’＝FT1’-BT1

驱动绞盘50-1的转矩CT1与通过拉丝模42-1的金属丝10的前张力FT1及通过第二级的拉丝单元40-2的拉丝模42-1的金属丝10的后张力BT2具有以下的关系。

CT1＝FT1-BT2

此外，前张力FT1、后张力BT1及拉拔加工力DT1具有以下的关系。

FT1＝BT1+DT1

从而，在本实施例中，驱动绞盘50-1的转矩CT1基于后张力BT1及BT2(均是设定值)以及拉拔加工力DT1’(样值)，成为如下。

CT1＝BT1+DT1’-BT2

在本实施例中，拉丝单元控制器140根据上式，基于后张力BT1的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DT1’，对驱动绞盘50-1的转矩CT1进行前馈控制以使得后张力BT2成为预定值。由此，金属丝10通过驱动绞盘50-1从拉丝模42-1以FTI’的拉拔力以无滑动方式被拉丝，并且在设定上，以受到后张力BT2的状态下以无滑动方式输出到拉丝单元40-2。

第二级的拉丝单元40-2与第一级的拉丝单元40-1同样，根据下式，基于后张力BT2的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DT2’，以后张力BT3成为预定值的方式对取得绞盘50-2的转矩CT2进行前馈控制。

CT2＝BT2+DT2’-BT3

同样，拉丝单元控制器140根据下式，基于第i级的后张力BTi的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DTi’，对驱动绞盘50i的转矩CTi进行前馈控制以使得后张力BTi+1成为预定值。

CT(i)＝BT(i)+DT(i)’-BT(i+1)

由此，金属丝10通过驱动绞盘50i从拉丝模42i以FTi’的拉拔力，且以无滑动方式被拉丝，并且在设定上，以受到后张力BTi+1的状态下以无滑动方式输出到拉丝单元40i+1(或拉丝单元90)。另外，在上式中，i＝n时，将由拉丝单元90的拉丝模92拉拔的金属丝10的后张力设为BTi+1。

需要说明的是，在本实施例中，在拉丝动作中，DT1’为拉拔加工力的样值，即，由于在拉丝动作中并没有实测拉拔加工力，即使卷绕在驱动绞盘50上的金属丝10松弛，DT1’也不变化。从而，在本实施例中，优选拉丝机100还具有相对于驱动绞盘50按压卷绕在驱动绞盘50上的金属丝10的结构。该按压的结构例如可以是辊。

此外，在本实施例中，将准备运转时的前张力的值作为样值来取得，而样值的取得方法不限于此。

根据本实施例，由于驱动绞盘50的转矩CT通过样值来控制，并且无需具有在拉丝动作中实测前张力和后张力等的结构，因此能够提供结构简单的拉丝机。而且，根据本实施例，由于驱动绞盘50的转矩CT通过样值来控制，并且驱动绞盘50的转矩CT不会因干扰而变动，因此能够提供动作稳定的拉丝机。

(第三实施例)

在第三实施例中，在第二实施例的基础上，还测定金属丝10的后张力BT。而且，在本实施例中，对于预定级中的驱动绞盘50的转矩，基于同级的前张力FT及下一级的后张力BT进行前馈控制。另外，在本实施例中，进行反馈控制以使得所测定的后张力BT为预定值。

以下，说明在本实施例中拉丝机100拉拔金属丝10的动作，而在本实施例中，由于放丝单元20、拉丝单元90及卷绕单元60与第一实施例同样地进行动作，而且，样值的取得与第二实施例同样地进行，因此，以下对拉丝动作中的拉丝单元40的动作进行说明。

(拉丝单元40的动作)

第一级的拉丝单元40-1基于预先取得的前张力FT1的样值FT1’，控制驱动绞盘50-1的转矩CT1，拉拔金属丝10。在本实施例中，FT1’是在金属丝10作为后张力而被附加测定值BT1’的状态下取得的样值。从而，拉丝模42-1的拉拔加工力的样值DT1’可以基于以下算出。

DT1’(样值)＝FT1’(样值)-BT1’(测定值)

CT1＝FT1-BT2

拉丝单元控制器140根据上式，对驱动绞盘50-1的转矩CT1进行反馈控制。即，拉丝单元控制器140以后张力BT2的测定值接近设定值的方式控制驱动绞盘50-1的转矩CT1。

FT1＝BT1+DT1

在本实施例中，驱动绞盘50-1的转矩进一步受到前馈控制，其前馈量CT1’基于后张力BT1及BT2(均是设定值)以及拉拔加工力DT1’(样值)成为如下。

CT1’＝BT1(设定值)+DT1’(样值)-BT2(设定值)

在本实施例中，拉丝单元控制器140根据上式，基于后张力BT1的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DT1’，以后张力BT2成为预定值的方式对驱动绞盘50-1的转矩CT1进行前馈控制。由此，金属丝10通过驱动绞盘50-1从拉丝模42-1以FT1’的拉拔力且以无滑动方式被拉拔，并且在设定上，以受到后张力BT2的状态无滑动方式输出到拉丝单元40-2。

第二级的拉丝单元40-2与第一级的拉丝单元40-1同样，根据下式，基于后张力BT2的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DT2’，以后张力BT3成为预定值的方式对驱动绞盘50-2的转矩CT2进行前馈控制。

CT2＝BT2+DT2’-BT3

同样，拉丝单元控制器140根据下式，基于第i级的后张力BTi的设定值及预先取得的拉拔加工力的样值DTi对驱动绞盘50i的转矩CTi进行前馈控制以使得后张力BTi+1成为预定值。

CT(i)＝BT(i)+DT(i)’-BT(i+1)

由此，金属丝10通过驱动绞盘50i从拉丝模42i以FTi’的拉拔力无滑动方式被拉拔，并且在设定上，以受到后张力BTi+1的状态无滑动方式输出到拉丝单元40i+1(拉丝单元90)。另外，在上式中，i＝n时，将由拉丝单元90的拉丝模92拉拔的金属丝10的后张力设为BTi+1。

根据本实施例，由于对金属丝10的后张力进行反馈控制，因此与第一实施例同样，能够防止拉拔加工力或前张力的样值与实际值的误差转移到下一级的后张力并累积的情况。此外，在本实施例中，由于测定后张力，因此能够基于所测定的后张力及驱动绞盘50的转矩，算出拉丝模42的拉拔加工力。

根据以上说明的拉丝机及拉丝方法，由于无需在拉丝单元上设置储丝器，因此能够简化其结构。另外，能够提供能任意设定后张力或金属丝的截面收缩率等、能够任意调整拉丝加工条件的拉丝机。从而，根据本实施方式的拉丝机及拉丝方法，能够得到任意设定后张力来减少拉丝模的损耗，且任意设定截面收缩率来减少拉丝模的使用数量等优良的作用效果。而且，根据本实施方式的拉丝机及拉丝方法，由于能够任意调整拉丝速度、后张力、前张力等拉丝加工条件，因此能够做出在丝直径或卷曲直径等方面具有各种特性的金属丝、断裂载荷和抗拉强度等比以往优良的金属丝。

通过上述发明的实施方式说明的实施例和应用例能够根据用途适当组合，或者施加变更或改进而使用，本发明不限于上述实施方式的记载。这种组合或施加变更或改进的方式也应包含于本发明的技术范围内，这从权利要求书的记载中可以明显看出。

附图标记说明

10-金属丝，11-金属丝，20-放丝单元，22-放丝线轴，22-放丝马达，24、26、28-导辊，32-储丝部，34-储丝辊，36-储丝臂，38-力矩马达，40-拉丝单元，42-拉丝模，44、46-导辊，50-驱动绞盘，60-卷绕单元，66、68、70-导辊，72-储丝部，74-储丝辊，76-储丝臂，78-力矩马达，80-卷绕线轴，92-拉丝模，94、96-导辊，98-驱动绞盘，100-拉丝机，110-系统控制器，120-放丝单元控制器，122-放丝马达，138-电位计，140-拉丝单元控制器，150-驱动马达，152、156-变形计，154、158-编码器，160-卷绕单元控制器，178-电位计，180-卷绕马达，200-控制单元，BT-后张力，CT-转矩，DT-拉拔加工力，FT-前张力。

Claims

1.一种拉丝机，具有：

缩小通过的金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第一拉丝模；

控制通过上述第一拉丝模的上述金属丝的第一后张力的后张力控制部；

以第一前张力将通过所述第一拉丝模的所述金属丝从所述第一拉丝模以无滑动方式拉丝的第一绞盘；

测定所述第一前张力的第一前张力测定部；

基于所测定的所述第一前张力控制所述第一绞盘的转矩的第一绞盘控制部；以及

卷绕经过拉丝的所述金属丝的卷绕部。

2.根据权利要求1所述的拉丝机，其特征在于，还具有：

第二拉丝模，该第二拉丝模设置在所述第一绞盘与所述卷绕部之间，并且使由所述第一绞盘拉丝的所述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝，

所述第一绞盘以无滑动方式将所述金属丝输出到所述第二拉丝模，

所述第一绞盘控制部基于所述第一前张力控制所述第一绞盘的转矩以使得通过所述第二拉丝模的所述金属丝的第二后张力成为预定值。

3.根据权利要求2所述的拉丝机，其特征在于，还具有：

以第二前张力将通过所述第二拉丝模的所述金属丝从所述第二拉丝模以无滑动方式拉丝的第二绞盘；

设置在所述第二绞盘与所述卷绕部之间，并且使由所述第二绞盘拉丝的所述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第三拉丝模；

测定所述第二前张力的第二前张力测定部；以及

基于所测定的所述第二前张力控制所述第二绞盘的转矩的第二绞盘控制部，

所述第二绞盘控制部基于所述第二前张力控制所述第二绞盘的转矩以使得通过所述第三拉丝模的所述金属丝的第三后张力成为预定值。

4.根据权利要求1所述的拉丝机，其特征在于，还具有：

将所述金属丝输出到所述第一拉丝模的放丝部，

所述后张力控制部是在所述放丝部与所述第一拉丝机之间控制所述金属丝的所述第一后张力的储丝器。

5.一种拉丝机，具有：

控制通过所述第一拉丝模的所述金属丝的第一后张力的后张力控制部；

将通过所述第一拉丝模的所述金属丝从所述第一拉丝模以无滑动方式拉丝的第一绞盘；

控制所述第一绞盘的转矩并从所述第一拉丝模拉丝所述金属丝的第一绞盘控制部；以及

卷绕经过拉丝的所述金属丝的卷绕部，

所述第一绞盘控制部预先存储在通过速度控制使所述第一绞盘旋转并将所述金属丝从所述第一拉丝模拉丝时的该金属丝的第一前张力，

基于该第一前张力控制所述第一绞盘的转矩，将所述金属丝从所述第一拉丝模拉丝。

6.根据权利要求5所述的拉丝机，其特征在于，

所述第一绞盘控制部将在通过速度控制使所述第一绞盘旋转预定期间并将所述金属丝从所述第一拉丝模拉丝时的该第一绞盘的平均力矩作为所述第一前张力来存储。

7.根据权利要求5所述的拉丝机，其特征在于，还具备：

设置在所述第一绞盘与所述卷绕部之间，并且使由所述第一绞盘拉丝的所述金属丝通过，并缩小所通过的该金属丝的直径而对该金属丝进行拉丝的第二拉丝模；以及

测定通过所述第二拉丝模的所述金属丝的第二后张力的后张力测定部，

所述第一绞盘控制部控制所述第一绞盘的转矩以使得所测定的所述第二后张力成为预定值。

8.一种拉丝方法，使金属丝通过拉丝模而缩小金属丝的直径，从而对该金属丝进行拉丝，该拉丝方法包括：

控制通过所述拉丝模的所述金属丝的后张力的步骤；

使用绞盘以预定的前张力将通过所述拉丝模的所述金属丝从所述拉丝模以无滑动方式拉丝的步骤；

测定所述前张力的步骤；以及

基于所测定的所述前张力控制所述绞盘的转矩的步骤。

9.一种拉丝方法，使金属丝通过拉丝模而缩小金属丝的直径，从而对该金属丝进行拉丝，该拉丝方法包括：

控制通过所述拉丝模的所述金属丝的后张力的步骤；

使用绞盘将通过所述拉丝模的所述金属丝从所述拉丝模以无滑动方式拉丝的步骤；以及

控制所述绞盘的转矩的控制步骤，

所述控制步骤包括：

预先存储在通过速度控制使所述绞盘旋转并将所述金属丝从所述拉丝模拉丝时的该金属丝的前张力的步骤；以及

基于所述前张力控制所述绞盘的转矩，并将所述金属丝从所述第一拉丝模拉丝的步骤。