DE4009732A1 - Verfahren zum steuern und regeln der antriebsgeschwindigkeit von ziehscheiben einer im geradeauszug arbeitenden drahtziehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln der An­ triebsgeschwindigkeit von Ziehscheiben bei einer mehrstufigen, gleit­ los und im Geradeauszug arbeitenden Drahtziehmaschine, in der jedem Ziehstein eine Ziehscheibe zugeordnet und jede Ziehscheibe mittels eines drehzahlgeregelten oder drehzahlgesteuerten Antriebes angetrie­ ben wird.

Bekanntlich werden Drähte auf gleitlos arbeitenden Geradeausziehma­ schinen ohne Drahtansammlung von den Ziehscheiben durch Ziehwerkzeu­ ge ohne Axialverdrehung gezogen. Dabei besitzt jede Ziehscheibe ei­ nen Einzelantrieb, der die Antriebsgeschwindigkeit der Ziehscheibe durch entsprechende elektrische oder mechanische Steuervorrichtungen der jeweiligen Drahtverlängerung anpaßt. Zur Zugkraftübertragung un­ ter Vermeidung von Schlupf muß zwischen Draht und Ziehscheibe Reib­ schluß herrschen, was dann erreicht ist, wenn der von der Ziehschei­ be zum Ziehwerkzeug laufende Draht unter einer definierten Gegenzug­ kraft steht.

Zum Einsatz gelangen mehrstufige Drahtziehmaschinen, bei denen die Arbeitsgeschwindigkeit der Ziehscheiben über die Drahtspannung mit­ tels sogenannter Tänzerrollen geregelt wird, die sich an Spannarmen befinden und den Draht beim Übergang von einer Ziehscheibe zum fol­ genden Ziehwerkzeug auslenken, um somit durch Veränderung der Draht­ spannung einen Regeleingriff für den Antrieb der Ziehscheiben auslö­ sen.

Eine Drahtziehmaschine dieser Bauart geht beispielsweise aus der DE-PS 10 72 216 hervor. Dabei sind die durch die Drahtspannung ver­ stellbaren, auf die einzelnen Ziehscheiben wirkenden stufenlos regel­ baren Getriebe derart hintereinandergeschaltet, daß die Ausgangsdreh­ zahl des einen die Eingangsdrehzahl des anderen ist. An der Ausgangs­ seite jedes Getriebes ist der Antrieb einer regelbaren Ziehscheibe abgeleitet. Eine Vergrößerung der Drahtschleife durch Erhöhung der Drehzahl der vorgeordneten Ziehscheibe löst einen Regelvorgang aus, was eine Steigerung der Grunddrehzahlen aller der Regelstelle vorge­ ordneten Ziehscheiben unter Aufrechterhaltung ihres vorgegebenen Drehzahlverhältnisses bewirkt, ohne den Regelbereich der stufenlosen Getriebe in Anspruch zu nehmen.

Aus der DE-OS 30 09 779 ist ferner ein Verfahren zur Antriebsrege­ lung für Geradeausziehmaschinen bekannt, bei dem ein sich durch die Gegenzugkraft zwischen Ziehstein und Ziehscheibe einstellender Draht­ bogen abgetastet wird und als Stellgröße für den Antrieb dient und die Krümmung des Bogens das Maß für die Übereinstimmung der Drehzah­ len zweier benachbarter Ziehscheiben ist. Mit diesem Verfahren wird die Gegenzugkraft, mit der der Draht zwischen den Ziehscheiben unter Spannung gehalten wird zur Antriebsregelung der Antriebsmotore ge­ nutzt.

Mehrzügige Drahtziehmaschinen, bei denen die Antriebsgeschwindigkeit der Ziehscheiben über die Drahtspannung unter Verwendung von Tänzer- oder Tastrollen geregelt wird, haben gegenüber den im direkten Gera­ deauszug arbeitenden Drahtziehmaschinen den Vorteil, daß sich die Ar­ beitsgeschwindigkeit der Ziehscheiben automatisch einregelt.

Andererseits sind die im direkten Geradeauszug arbeitenden Ziehma­ schinen wegen ihrer einfachen Drahtführung, die sich aus dem konstan­ ten Einlaufwinkel des Drahtes in den Ziehstein ergibt, den Ziehma­ schinen mit Tänzer- oder Tastrollen überlegen, ein schwerwiegender Nachteil jedoch resultiert aus dem manuellen, zeitaufwendigen Ein­ stellen der Ziehmaschine, derart, daß jeder einzelne Ziehscheibenan­ trieb beim Einziehen des Drahtes auf die Drehzahl eingestellt werden muß, wobei die korrekte Drehzahl dann erreicht ist, wenn der Draht zwischen den Ziehscheiben straff geführt ist und sich der Gegenzug im zulässigen Bereich befindet. Beide Vorgänge, und zwar ein mög­ lichst rationelles Einstellen der Drehzahlen und das korrekte Ein­ stellen der Gegenzugkraft sind vom Anlagenbediener abhängig. Insbe­ sondere das Festlegen der Gegenzugkraft basiert allein auf dem Erfah­ rungswissen und den Fähigkeiten des Bedieners mit der Folge, daß sich exakte Einstellwerte nicht erzielen lassen und auch nicht repro­ duzierbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Steuern und Regeln der Antriebsgeschwindigkeit von Ziehscheiben bei einer mehrstufigen, gleitlos und im Geradeauszug arbeitenden Drahtziehma­ schine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das im Hinblick auf ein Anfahren ohne manuellen Eingriff ein automatisches funktionssicheres Einstellen der Drehzahlen sowie reproduzierbare Gegenzugkräfte ermög­ licht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Anlauf­ phase der Drahtziehmaschine die Anpassung der Drehzahlen der einzel­ nen Ziehscheibenantriebe an die prozeßbedingten Parameter (Draht­ durchmesser bzw. Drahtquerschnittsabnahme) in einer Sollwertkaskade über eine Tastrollen-Lageregelung erfolgt, die die Sollwertkaskade automatisch abgleicht, wobei der Abgleich proportional zu den Dreh­ zahlverhältnissen der Ziehscheibenantriebe und unabhängig von den ab­ soluten Drehzahlen bzw. Sollwerten ist, und daß über einen Steuerbe­ fehl an die Tastrollen-Lageregelung die Tastrollen langsam in eine Endlage zum kontinuierlichen Übergang in den direkten Geradeauszug überführt werden und die weitere Regelung der Antriebsgeschwindig­ keit von dem bekannten Gegenzugregelungs- bzw. steuerungsverfahren im Geradeauszug übernommen wird und die Tastrollen aus dem Drahtbe­ reich herausgesteuert werden.

Weitere vorteilhafte Verfahrenschritte ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Mit der Erfindung wird erstmals ein Verfahren vorgestellt, mit dem es möglich ist, ohne manuellen Eingriff, also unabhängig von den Fä­ higkeiten und Erfahrungen des Bedienungspersonals eine Drahtziehanla­ ge der gattungsgemäßen Art automatisch einzuregeln und anzufahren. Hierdurch wird ein beträchtlicher Rationalisierungseffekt sowie Redu­ zierung von Ausschuß bzw. eine erhebliche Qualitätssteigerung er­ reicht. Das Entfernen der Tastrollen aus dem Drahtbereich nach Um­ schalten in den Geradeauszugbetrieb führt zu einer erheblichen Ver­ schleißminderung an den Tastrollen, da diese nur noch während der Einregelungszeit mit dem Draht in Berührung gelangen.

Anhand der schematischen Darstellung soll die Erfindung näher erläu­ tert werden.

Bei einer mehrstufigen, gleitlos und im Geradeauszug arbeitenden Drahtziehmaschine sind jeweils zwischen Ziehscheiben 2 und Ziehstei­ nen 3 Tastrollen 4 installiert. In bekannter Weise werden die Zieh­ scheiben 2 mittels drehzahlgeregelter Antriebseinrichtungen 7 mit An­ triebssteuerung 8 umlaufend angetrieben.

Zum Einfahren wird die Drahtziehmaschine nach Einfädeln des Drahtes 1 wie bei Ziehmaschinen mit Tänzer- oder Tastrollen gestartet, wobei die Drahtziehmaschine zunächst mit minimaler Produktionsgeschwindig­ keit läuft. Dabei wird die Anpassung der Drehzahlen der einzelnen Ziehantriebe an die prozeßbedingten Parameter (Drahtdurchmesser bzw. Drahtquerschnittsabnahme) in einer Sollwert-Kaskade über eine Tast­ rollen-Lageregelung vorgenommen, die die Sollwert-Kaskade automa­ tisch abgleicht, wobei der Abgleich proportional zu den Drehzahlver­ hältnissen der Ziehscheibenantriebe bzw. Querschnittsverhältnissen des Drahtes und unabhängig von den absoluten Drehzahlen bzw. Sollwer­ ten ist.

Die Tastrollen 4 erreichen über die Tastrollen-Lageregeler 11 ent­ sprechend dem Sollwert (A) die Soll-Lage (a) nahe der gestreckten Drahtführung.

Nachdem alle Tastrollen 4 über die Rückstellkraft 6 ihre Sollposi­ tion erreicht haben, werden die Drehzahlen bzw. Querschnittsverminde­ rungen der einzelnen Antriebe über ein Steuerwerk 12 mit einem Spei­ cher 9 abgespeichert.

Über einen Steuerbefehl an die Tastrollen-Lageregler 11 werden die Tastrollen 4 langsam und stoßfrei aus dem Bereich des Drahtes 1 hin­ ausgesteuert und erreichen die Endlage (b). Das Entfernen der Tast­ rollen aus dem Drahtbereich führt zu einer erheblichen Verschleißmin­ derung an den Rollen.

Gleichzeitig wird der Tastrollen-Lageregler 11 auf seine neue Aufga­ be als Gegenzugregler eingeschaltet bzw. adaptiert.

Das Wegsteuern der Tastrollen 4 signalisiert der Gegenzugregelung ei­ ne Verringerung der Gegenzugkraft. Zur Wiederherstellung des gefor­ derten Gegenzug-Sollwertes ist eine Verzögerung der Antriebe notwen­ dig und zwar solange, bis die Drahtauslenkung aufgehoben ist und der Draht 1 im gestreckten Zustand mit dem ursprünglich eingestellten Ge­ genzug läuft, was durch den Gegenzugregler bewirkt wird.

In einem abgewandelten Verfahren ist vorgesehen, vor dem Befehl "Tastrollen in Endstellung fahren" die Tastrollen-Rückstellkraft über einen Steuerbefehl einzustellen, so daß über den entsprechenden Winkel die gewünschte Gegenzugkraft entsteht. Gleichzeitig wird der Tastrollen-Lageregler 11 auf seine Aufgabe als Gegenzugregler einge­ schaltet.

Sobald der Regler 11 eingeschwungen ist, werden die Tastrollen 4 langsam aus dem Bereich des Drahtes 1 herausgesteuert und erreichen die Lage (b). Das Heraussteuern der Tastrollen 4 aus dem Drahtbe­ reich führt dazu, daß der Ziehantrieb mit Regler 11 die Entlastung registriert und solange nachregelt, bis der alte Gegenzug in der ge­ streckten Drahtlage (Geradeauszug) wieder erreicht ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Tastrol­ len-Lageregler und die Gegenzugregler in Kaskade geschaltet sind und jeder der Regler als unterlagerter Regelkreis angeordnet ist oder die Tastrollen-Lageregler und die Gegenzugregler als Parallelregler ausgeführt werden. Ferner sind der Tastrollen-Lageregler und der Ge­ genzugregler mit einem einzigen adaptiven Regler realisiert, bei dem die jeweiligen Parameter (Proportionalverstärkung und Nachstellzeit) entsprechend der Betriebsart (Tastrollen-Regler oder Gegenzugregler) umgeschaltet werden und durch Wahl des Übergangverhaltens ein stoß­ freier Übergang im Draht erfolgt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Steuern und Regeln der Antriebsgeschwindigkeit von Ziehscheiben bei einer mehrstufigen, gleitlos und im Geradeauszug arbeitenden Drahtziehmaschine, in der jedem Ziehstein eine Zieh­ scheibe zugeordnet und jede Ziehscheibe mittels eines drehzahlge­ regelten oder drehzahlgesteuerten Antriebes angetrieben wird, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Anlaufphase der Drahtziehmaschi­ ne die Anpassung der Drehzahlen der einzelnen Ziehscheibenantrie­ be an die prozeßbedingten Parameter (Drahtdurchmesser bzw. Draht­ querschnittsabnahme) in einer Sollwert-Kaskade über eine Tastrol­ len-Lageregelung erfolgt, die die Sollwert-Kaskade automatisch ab­ gleicht, wobei der Abgleich proportional zu den Drehzahlverhält­ nissen der Ziehscheibenantriebe und unabhängig von den absoluten Drehzahlen bzw. Sollwerten ist, und daß über einen Steuerbefehl an die Tastrollen-Lageregelung die Tastrollen (4) langsam in eine Endlage zum kontinuierlichen Übergang in den direkten Geradeaus­ zug überführt werden und die weitere Regelung der Antriebsge­ schwindigkeit von dem bekannten Gegenzugregelungs- bzw. -steue­ rungsverfahren im Geradeauszug übernommen wird und die Tastrollen (4) aus dem Drahtbereich herausgesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Steuerbefehl an die Tastrollen-Lageregelung die Gegenkraft (6) der Tastrollen (4) entsprechend dem Gegenzug-Sollwert eingestellt und auf das bekannte Gegenzugregelungs- bzw. steuerungsverfahren im Geradeauszug umgeschaltet wird, daß die Tastrollen (4) aus dem Bereich des Drahtes (1) langsam herausgesteuert werden und über den Ziehscheibenantrieb die Entlastung durch die Tastrollen (4) in Verbindung mit dem Gegenzugregler (11) solange nachgeregelt wird, bis der Gegenzug in der gestreckten Drahtlage wieder er­ reicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastrollen-Lageregler und die Gegenzugregler in Kaskade geschal­ tet sind und jeder der Regler als unterlagerter Regelkreis ange­ ordnet wird oder die Tastrollen-Lageregler und die Gegenzugregler als Parallelregler ausgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastrollen-Lageregelung und die Gegenzugregelung über einen ge­ meinsamen Regler (11) erfolgt, über den die jeweiligen Parameter (Proportionalverstärkung und Nachstellzeit) entsprechend der Be­ triebsart (Tastrollen-Regler oder Gegenzug-Regler) umgeschaltet werden, wobei das Übergangsverhalten derart geregelt ist, daß ein stoßfreier Übergang im Draht erfolgt.