EP3552724A1 - Drahtvorziehgerät mit einer sensoreinrichtung zur bestimmung der drahtposition und verfahren zum betrieb eines drahtvorziehgerätes - Google Patents

Drahtvorziehgerät mit einer sensoreinrichtung zur bestimmung der drahtposition und verfahren zum betrieb eines drahtvorziehgerätes Download PDF

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EP3552724A1
EP3552724A1 EP19168560.1A EP19168560A EP3552724A1 EP 3552724 A1 EP3552724 A1 EP 3552724A1 EP 19168560 A EP19168560 A EP 19168560A EP 3552724 A1 EP3552724 A1 EP 3552724A1
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EP
European Patent Office
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wire
speed
drawing apparatus
guide element
wire guide
Prior art date
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EP19168560.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3552724B1 (de
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Christoph Wimmer
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Jankowski & Co KG GmbH
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Jankowski & Co KG GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, wire, rods, tubes or like semi-manufactured products by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/12—Regulating or controlling speed of drawing drums, e.g. to influence tension; Drives; Stop or relief mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, wire, rods, tubes or like semi-manufactured products by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums

Definitions

  • a raw wire wound into a coil is used.
  • the cross-section of the raw wire must be reduced to a target cross-section.
  • the cross section of the wire can have different geometric shapes and, for example, square, but is usually round.
  • Drahtvorziehtechnik are known from the prior art, with which the cross-section of a wire can be reduced reshaping.
  • the document discloses DE 10 2005 049 018 A1 a drawing disc of a wire-drawing apparatus and a method of reducing the cross-section of a wire with a wire-drawing apparatus.
  • the wire is usually routed from the wire feeder directly to a subsequent processing machine. It is important to adapt the processing speeds of the two machines to each other, ie to guide the wire from the Drahtvorzieh réelle at the speed with which the wire is processed by the subsequent processing machine.
  • the archwire is guided out of the wire-drawing apparatus via a deflection roller to the following processing machine.
  • the deflection roller is acted upon by a back pressure and equipped with a Wegemesssystem. If more wire is drawn in from the downstream processing machine than is provided by the wire drawing device, then the mechanical tension of the wire between the wire drawing device and the following processing machine increases the pulley is moved against the back pressure, which is registered by Wegemesssystem.
  • the path measuring system uses a frequency controller to control the speed with which the wire drawing device supplies wire and increases the speed of the drawing device of the wire drawing device.
  • the tension of the wire on the deflection roller decreases and this moves following the back pressure, which is also registered by the path measuring system.
  • the position measuring system then regulates the speed with which the wire-drawing device provides wire via the frequency controller and reduces the speed of the wire-drawing device's drawing disk.
  • Drahtvorzieh réelle for reducing the cross section of a wire
  • the Drahtvorzieh réelle has a pulley
  • the wire drawing apparatus comprises a wire control device
  • the wire control device has a wire guide member elongate along one direction with means for passing the wire
  • the wire control means comprises sensor means for non-contact determination of a wire position along the direction of the wire guide member.
  • the wire drawing apparatus makes it possible that the wire, which is sensitive in particular in the direction of loading transversely to its main extension direction, is not bent by the kickback force of a dancer arm. This is achieved by guiding the wire from the drawing disc in an arc substantially orthogonal to the direction of the wire guiding element, typically along a plane parallel to the main plane of extension of the drawing disc, through the wire guiding member to the subsequent processing machine and determining the position of the wire in the wire guiding member without contact. If as much wire is processed by the downstream processing machine as is provided by the wire drawing device, the position of the wire in the wire guiding element remains stable. If the position of the wire in the wire guide element changes, this is detected and the speed of the drawing disc is automatically adjusted accordingly.
  • the subsequent processing machine retracts wire material discontinuously, that is, in cycles, while continuously feeding the wire from the drawing wheel.
  • the wire material guided through the wire guiding element therefore constitutes a material buffer in the region of the wire guiding element.
  • the discontinuous drawing of the wire into the subsequent processing machine causes the wire position in the wire guiding element to oscillate about a zero position. If the oscillation of the wire position is in a desired range, then the drawing disk supplies as much wire as is drawn in by the subsequent processing machine on a time average.
  • the time average is understood here so that the time averaging over a period of time, which corresponds to an integer multiple of a clock of the subsequent processing machine.
  • the wire control device is attached to a holding frame.
  • the direction of the wire guide member is horizontal, more preferably, the direction of the wire guide member is horizontal and aligned in the horizontal plane in line with the pulley and the subsequent processing machine.
  • the wire control device has a control unit with which the speed of the drawing disc can be controlled by means of a frequency regulator of the drive of the drawing disc.
  • the control unit has a PID controller with which a control characteristic can be set. In particular, overshoots in the speed control can be avoided.
  • the wire control device has a housing, wherein the housing has an upper side part and a lower side part. It is conceivable that the housing further has a right side part and a left side part. This makes it possible to protect the measuring range and in particular the sensor device from mechanical damage or from contamination. Furthermore, the housing allows a stable and stationary mounting on a support frame and thus an improvement of the measurement results and thus the regulation of the speed of the drawing disc.
  • the means for passing the wire are each a gap along the direction of the wire guide member in the upper side part and the lower side part.
  • a shaft consisting of two columns, preferably a vertical shaft, for the passage of the wire is realized in an advantageously stable manner, a shaft consisting of two columns, preferably a vertical shaft, for the passage of the wire.
  • the measuring photocell should be described as the first option (sensor device at least one light grid along the direction of the wire guide element).
  • Light grille consists of a pair of measuring photocells, which are arranged parallel, opposite
  • the sensor device has an optical distance sensor, preferably a light barrier, particularly preferably a distance-measuring light barrier.
  • Optical distance sensors can be obtained inexpensively in excellent quality as a standard component and are outstandingly suitable as a sensor of the sensor device of the present invention.
  • optical distance sensors, in particular light barriers are sufficiently robust and have long lifetimes.
  • the sensor device has at least one optical distance sensor at one end of the wire guide element, wherein a measuring path of the optical distance sensor is aligned along the direction of the wire guide element. It is also conceivable that the sensor device has at least one light grid along the direction of the wire guide element. Furthermore, it is conceivable that the sensor device has a plurality of light barriers, wherein the light barriers of the plurality of light barriers are arranged side by side along the direction of the wire guide element, wherein measuring sections of the light barriers of the plurality of light barriers substantially orthogonal to Direction of the wire guide element and are arranged substantially orthogonal to the wire in the wire guide element.
  • the sensor device has an inductive displacement sensor. This makes it possible to determine the position of the wire without inaccuracies being caused, for example, by light reflections.
  • Inductive displacement sensors like optical distance sensors, are standard components widely used in industry. It is also conceivable that the sensor device has a capacitive displacement sensor. It is also conceivable that the sensor device has an ultrasonic sensor or a sensor for measuring a phase shift, such as a laser interferometer.
  • the sensor device has at least one of said sensors at one end of the wire guide element, wherein a measuring path of said sensor is aligned along the direction of the wire guide element. It is also conceivable that the sensor device has a plurality of said sensors along the direction of the wire guide element.
  • the opposite in the direction of the wire guide member ends of the means for passing the wire each having an emergency switch. This advantageously enables the emergency shutdown of the wire drawing apparatus and / or the subsequent processing machine or, in particular, a second possibility of speed control as redundancy in the event of failure of the sensor device.
  • the emergency switches are light barriers. Photocells are ideal as an emergency switch of the present invention. In order to fulfill the function as an emergency switch, only a signal must be output when the wire reaches a specific position, in this case the ends of the shaft opposite the wire guide element. This is cheap with light barriers and wear-free possible.
  • the emergency switches are mechanical switches. This allows the emergency switches to be switched safely without the risk of false tripping or erroneously tripping due to the occurrence of light reflections.
  • Another object of the present invention to achieve the object formulated at the outset is a method of operating a wire drawing apparatus, wherein a wire is fed from a drawing wheel of the wire drawing apparatus at a speed to a subsequent processing machine, the wire passing through an elongated wire guide member extending along one direction is guided, wherein the wire is guided substantially orthogonal to the direction of the wire guide element through the wire guide element, wherein the speed is controlled by a wire position in the direction of the wire guide element in the passage of the wire through the wire guide element and wherein the wire position is determined without contact.
  • the inventive method makes it possible that the wire is not adversely affected by the kickback force of a dancer arm in its material properties and in particular is not kinked. This is accomplished by passing the wire from the pulley in an arc substantially orthogonal to the direction of the wire guide member and typically within a plane parallel to the main plane of the pulley, through the wire guide member of the wire control device to the subsequent processing machine and the position of the wire in the wire guide member is determined contactlessly.
  • the wire is delivered continuously from the pulley. If the following processing machine then intermittently picks up wire, the wire position in the wire guide element oscillates about a zero position. If the oscillation of the wire position is in a desired range, then the drawing disk supplies as much wire as is drawn in by the subsequent processing machine on a time average. Leaves the oscillation of the desired range, so promotes the drawing disc more or less wire than the subsequent processing machine in the time average the speed of the pulley is adjusted based on the distance of the vibration from the target range, so that the vibration returns to the desired range and as much wire is fed from the pulley, as the subsequent processing machine retracts on average.
  • the direction of the wire guide member is horizontal, more preferably, the direction of the wire guide member is aligned horizontally and in the horizontal plane in line with the pulley and the subsequent processing machine.
  • the wire drawing apparatus is a wire drawing apparatus according to one of claims 1 to 8.
  • a frequency regulator is controlled to adjust the speed of the pulley, which in turn controls the drive of the pulley.
  • the speed when the wire position in a first direction deviates along the direction of the wire guide member from a target range, the speed is increased and when the wire position deviates from the target range in a second direction along the direction of the wire guide member , the speed is reduced, the second direction being opposite to the first direction.
  • the drawing disc conveys the wire on its side facing away from the following processing machine, preferably the first direction is directed essentially towards the drawing disc and the second direction is directed away from the drawing disc substantially. If the drawing disk conveys the wire on its side facing from the downstream processing machine, preferably the first direction is directed substantially away from the drawing disk and the second direction is directed substantially towards the drawing disk.
  • a control loop for controlling the speed of the wire is defined in an advantageous manner.
  • the wire position is determined with an optical distance sensor, preferably with a light barrier, particularly preferably with a distance-measuring light barrier.
  • the wire position of the optical distance sensor, the light barrier or the distance-measuring light barrier is determined from one end of the wire guide element along the direction of the wire guide element. It is also conceivable that the wire position is determined by a light grid or a plurality of light barriers along the direction of the wire guide element.
  • the speed is increased and if it is determined by a second emergency switch that the wire position corresponds to a maximum wire position, the Speed is reduced.
  • the pulley and / or the subsequent processing machine are stopped when it is determined by a first emergency switch that the wire position corresponds to a minimum wire position or if it is determined by a second emergency switch that the wire position corresponds to a maximum wire position.
  • the magnitude of the acceleration or deceleration in the control of the speed based on the distance of the wire position from Target range is regulated. This allows further improvement and refinement of the setting of the speed and thus protects the wire and the machines. Furthermore, it is possible to avoid overshoots in the scheme.
  • FIG. 1 1 is a schematic view of a wire drawing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention and a subsequent processing machine 12.
  • the die 13 reduces the cross section of the wire 10.
  • the wire 10 is conveyed at a speed in an arc to the subsequent processing machine 12.
  • the subsequent processing machine 12 removes the wire 10 at a further speed.
  • the wire 10 is passed through the wire control device 1. In the wire control device 1, the wire position is measured without contact.
  • a wire control device 1 according to an exemplary embodiment of the present invention is shown schematically.
  • the wire control device 1 has the housing 4 with the upper side part 4 ', the lower side part, the right side part and the left side part, which is fixed to the holder 6.
  • the wire control device 1 In the upper side part 4 'and in the lower side part gaps are attached, which form the means 3 for the passage of the wire 10 (not shown here) of the wire guide element 2.
  • the wire control device 1 the wire 10 is guided by the means 3 for carrying the wire 10 in the drawing from bottom to top between the first emergency switch 5 and the second emergency switch 5.
  • the wire position along the direction of the wire guide member 2 is detected by a distance-measuring light barrier (not shown).
  • the drawing pulley 11 From the deviation of the wire position from a desired position is on the difference in speed with the drawing pulley 11 (not shown here) promotes the wire 10 and the other speed with the subsequent processing machine 12 (not shown here) the wire 10th determined and the speed of the pulley 11 is set so that the difference is zero.
  • the setting of the speed of the pulley 11 is done via an electrical connection via the cable 7 of the wire control device 1 to the frequency controller of the drive of the pulley 11. Is registered by one of the two emergency switch 5, that the wire position corresponds to a minimum wire position or a maximum wire position and thus deviates very much from the target value of the wire position, the drawing disk 11 and the subsequent processing machine 12 are stopped or the speed of the pulley 11 is readjusted accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

Es wird ein Drahtvorziehgerät zur Reduktion des Querschnitts eines Drahtes vorgeschlagen, wobei das Drahtvorziehgerät eine Ziehscheibe aufweist, wobei das Drahtvorziehgerät eine Drahtsteuerungseinrichtung aufweist, wobei die Drahtsteuerungseinrichtung ein länglich entlang einer Richtung erstrecktes Drahtführungselement mit Mitteln zur Durchführung des Drahtes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsteuerungseinrichtung eine Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Drahtposition entlang der Richtung des Drahtführungselements aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes vorgeschlagen, wobei ein Draht von einer Ziehscheibe des Drahtvorziehgerätes mit einer Geschwindigkeit zu einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt wird, wobei der Draht durch ein längliches sich entlang einer Richtung erstreckendes Drahtführungselement geführt wird, wobei der Draht im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselementes durch das Drahtführungselement geführt wird, wobei die Geschwindigkeit anhand einer Drahtposition in Richtung des Drahtführungselementes beim Durchgang des Drahtes durch das Drahtführungselement geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtposition berührungslos ermittelt wird.

Description

    Stand der Technik
  • Zur Herstellung von beispielsweise Nägeln oder Schrauben aus einem Draht wird üblicherweise ein zu einer Spule aufgewickelter Rohdraht verwendet. Meist muss dazu der Querschnitt des Rohdrahtes auf einen Zielquerschnitt verkleinert werden. Der Querschnitt des Drahtes kann dabei unterschiedliche geometrische Formen aufweisen und zum Beispiel quadratisch, ist meistens aber rund.
  • Aus dem Stand der Technik sind Drahtvorziehgeräte bekannt, mit welchen der Querschnitt eines Drahtes umformend verkleinert werden kann. So offenbart die Druckschrift DE 10 2005 049 018 A1 eine Ziehscheibe eines Drahtvorziehgerätes und ein Verfahren zum Reduzieren des Querschnitts eines Drahtes mit einem Drahtvorziehgerät.
  • Um unnötige Wege zu vermeiden wird der Draht in aller Regel vom Drahtvorziehgerät direkt zu einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geleitet. Dabei gilt es, die Verarbeitungsgeschwindigkeiten der beiden Maschinen aufeinander anzupassen, also den Draht aus dem Drahtvorziehgerät mit der Geschwindigkeit zu führen, mit der der Draht von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine verarbeitet wird.
  • Dazu ist es bisher üblich, einen mechanischen Tänzerarm einzusetzen. Beim Tänzerarm wird der Drahtbogen aus dem Drahtvorziehgerät über eine Umlenkrolle zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt. Die Umlenkrolle ist mit einem Gegendruck beaufschlagt und einem Wegemesssystem ausgestattet. Wird von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine mehr Draht eingezogen als vom Drahtvorziehgerät bereitgestellt wird, so erhöht sich die mechanische Spannung des Drahtes zwischen Drahtvorziehgerät und nachfolgender Bearbeitungsmaschine und die Umlenkrolle wird gegen den Gegendruck verschoben, was vom Wegemesssystem registriert wird. Daraufhin regelt das Wegemesssystem über einen Frequenzregler die Geschwindigkeit nach mit der das Drahtvorziehgerät Draht zur Verfügung stellt und erhöht die Geschwindigkeit der Ziehscheibe des Drahtvorziehgerätes. Wird hingegen mehr Draht vom Drahtvorziehgerät zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt als diese verarbeitet, so verringert sich die Spannung des Drahtes an der Umlenkrolle und diese bewegt sich dem Gegendruck folgend, was auch vom Wegemesssystem registriert wird. Das Wegemesssystem regelt daraufhin über den Frequenzregler die Geschwindigkeit mit der das Drahtvorziehgerät Draht zur Verfügung stellt nach und verringert die Geschwindigkeit der Ziehscheibe des Drahtvorziehgerätes.
  • Dieses Verfahren ist jedoch mit deutlichen Nachteilen behaftet. Gerade bei längeren zu verarbeitenden Drahtabschnittslängen und höheren Geschwindigkeiten führt der mechanische Kontakt des Drahtes mit der Umlenkrolle zu Beeinträchtigungen der Materialqualität des Drahtes, insbesondere führt das Anpressen des Drahtes an die Umlenkrolle des Tänzerarms zu Schlägen und zu Knickbildung.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Drahtvorziehgerät zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern es ermöglicht, die Geschwindigkeit des Drahtvorziehgerätes und der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine aufeinander abzustimmen, ohne dabei den Draht mechanischer Belastung aussetzen zu müssen. Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes zur Verfügung zur stellen, welches ebenfalls die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern es ermöglicht, dass die Geschwindigkeit des Drahtvorziehgerätes und der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine besser aufeinander abgestimmt werden, ohne dass dabei der Draht mechanischer Belastung ausgesetzt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Drahtvorziehgerät zur Reduktion des Querschnitts eines Drahtes gelöst, wobei das Drahtvorziehgerät eine Ziehscheibe aufweist, wobei das Drahtvorziehgerät eine Drahtsteuerungseinrichtung aufweist, wobei die Drahtsteuerungseinrichtung ein länglich entlang einer Richtung erstrecktes Drahtführungselement mit Mitteln zur Durchführung des Drahtes aufweist und wobei die Drahtsteuerungseinrichtung eine Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Drahtposition entlang der Richtung des Drahtführungselements aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Drahtvorziehgerät ermöglicht es, dass der vor allem in Belastungsrichtung quer zu seiner Haupterstreckungsrichtung empfindliche Draht nicht von der Rückschlagkraft eines Tänzerarms geknickt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Draht von der Ziehscheibe in einem Bogen im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselements, typischerweise entlang einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene der Ziehscheibe, durch das Drahtführungselement zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt und die Position des Drahtes im Drahtführungselement berührungslos bestimmt wird. Wird von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine genauso viel Draht verarbeitet wie vom Drahtvorziehgerät bereitgestellt wird, so bleibt die Position des Drahtes im Drahtführungselement stabil. Ändert sich die Position des Drahtes im Drahtführungselement, wird dies detektiert und die Geschwindigkeit der Ziehscheibe wird entsprechend automatisch angepasst.
  • Typischerweise wird von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine Drahtmaterial diskontinuierlich, das heißt in Takten, eingezogen, während der Draht von der Ziehscheibe kontinuierlich geliefert wird. Das durch das Drahtführungselement geführte Drahtmaterial stellt daher im Bereich des Drahtführungselements einen Materialpuffer dar. Durch das diskontinuierliche Einziehen des Drahtes in die nachfolgende Bearbeitungsmaschine schwingt die Drahtposition im Drahtführungselement um eine Nullposition. Liegt die Schwingung der Drahtposition in einem Sollbereich, so liefert die Ziehscheibe so viel Draht nach, wie im zeitlichen Mittel von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine eingezogen wird. Das zeitliche Mittel versteht sich hier so, dass die zeitliche Mittelung über einen Zeitraum erfolgt, der einem ganzzahligen Vielfachen eines Taktes der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine entspricht. Verlässt die Schwingung den Sollbereich, fördert also die Ziehscheibe mehr oder weniger Draht als die nachfolgende Bearbeitungsmaschine im zeitlichen Mittel einzieht, wird die Geschwindigkeit der Ziehscheibe anhand des Abstandes der Schwingung vom Sollbereich reguliert, so dass die Schwingung wieder in den Sollbereich zurückkehrt und so viel Draht von der Ziehscheibe nachgeliefert wird, wie die nachfolgende Bearbeitungsmaschine im zeitlichen Mittel einzieht.
  • Denkbar ist, dass die Drahtsteuerungseinrichtung an einem Halterahmen angebracht ist.
  • Vorzugsweise ist die Richtung des Drahtführungselements horizontal, besonders bevorzugt ist die Richtung des Drahtführungselements horizontal und in der horizontalen Ebene in einer Linie mit der Ziehscheibe und der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine ausgerichtet. Denkbar ist, dass die Drahtsteuerungseinrichtung eine Regeleinheit aufweist mit welcher über einen Frequenzregler des Antriebs der Ziehscheibe die Geschwindigkeit der Ziehscheibe geregelt werden kann. Weiterhin ist denkbar, dass die Regeleinheit einen PID-Regler aufweist, mit welchem eine Regelcharakteristik eingestellt werden kann. So können insbesondere Überschwinger in der Geschwindigkeitsregelung vermieden werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Drahtsteuerungseinrichtung ein Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse ein oberes Seitenteil und ein unteres Seitenteil aufweist. Denkbar ist, dass das Gehäuse ferner ein rechtes Seitenteil und ein linkes Seitenteil aufweist. Dies ermöglicht, den Messbereich und insbesondere die Sensoreinrichtung vor mechanischen Beschädigungen oder vor Verschmutzung zu schützen. Weiterhin erlaubt das Gehäuse eine stabile und ortsstabile Montage an einem Halterahmen und somit eine Verbesserung der Messergebnisse und damit der Regelung der Geschwindigkeit der Ziehscheibe.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, die Mittel zur Durchführung des Drahtes jeweils ein Spalt entlang der Richtung des Drahtführungselements im oberen Seitenteil und im unteren Seitenteil sind. Damit ist in vorteilhaft stabiler Weise ein Schacht bestehend aus zwei Spalten, vorzugsweise ein senkrechter Schacht, zur Durchführung des Drahtes realisiert. Weiterhin ist es damit möglich, unkontrollierte Bewegungen des Drahtes beispielsweise quer zur Richtung des Drahtführungselements zu unterbinden, die Führung des Drahtes zu stabilisieren und so das Umfeld des Drahtvorziehgerätes vor unkontrollierten Bewegungen und Ausschlägen des Drahtes zu schützen.
  • Die messende Lichtschranke sollte als erste Option beschrieben werden (Sensoreinrichtung mindestens ein Lichtgitter entlang der Richtung des Drahtführungselements)Lichtgitter besteht aus einem Paar messenden Lichtschranken, die parallel, gegenüber angeordnet sind
    Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen optischen Distanzsensor, vorzugsweise eine Lichtschranke, besonders bevorzugt eine entfernungsmessende Lichtschranke aufweist.
  • Optische Distanzsensoren sind in exzellenter Qualität kostengünstig als Standartbauteil zu beziehen und eignen sich hervorragend als Sensor der Sensoreinrichtung der vorliegenden Erfindung. Dabei sind optische Distanzsensoren, insbesondere Lichtschranken hinreichend robust und verfügen über hohe Lebensdauern.
  • Denkbar ist, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen optischen Distanzsensor an einem Ende des Drahtführungselements aufweist, wobei eine Messstrecke des optischen Distanzsensors entlang der Richtung des Drahtführungselements ausgerichtet ist. Denkbar ist aber auch, dass die Sensoreinrichtung mindestens ein Lichtgitter entlang der Richtung des Drahtführungselements aufweist. Weiterhin ist denkbar, dass die Sensoreinrichtung eine Mehrzahl von Lichtschranken aufweist, wobei die Lichtschranken der Mehrzahl von Lichtschranken nebeneinander entlang der Richtung des Drahtführungselements angeordnet sind, wobei Messstrecken der Lichtschranken der Mehrzahl von Lichtschranken im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselements und im Wesentlichen orthogonal zum Draht im Drahtführungselement angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen induktiven Wegsensor aufweist. Dies ermöglicht die Bestimmung der Drahtposition, ohne dass es dabei etwa durch Lichtreflexe zu Ungenauigkeiten kommt. Induktive Wegsensoren sind, wie optische Distanzsensoren, Standardbauteile, die in der Industrie weite Verbreitung gefunden haben. Denkbar ist aber auch, dass die Sensoreinrichtung einen kapazitiven Wegsensor aufweist. Weiterhin denkbar ist, dass die Sensoreinrichtung einen Ultraschallsensor oder einen Sensor zur Messung einer Phasenverschiebung wie beispielsweise ein Laserinterferometer aufweist.
  • Denkbar ist, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen der genannten Sensoren an einem Ende des Drahtführungselements aufweist, wobei eine Messstrecke des genannten Sensors entlang der Richtung des Drahtführungselements ausgerichtet ist. Denkbar ist aber auch, dass die Sensoreinrichtung eine Mehrzahl der genannten Sensoren entlang der Richtung des Drahtführungselements aufweist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die in Richtung des Drahtführungselements gegenüberliegenden Enden der Mittel zur Durchführung des Drahtes jeweils einen Notschalter aufweisen. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das notfallmäßige Abschalten des Drahtvorziehgerätes und/oder der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine oder insbesondere auch eine zweite Möglichkeit der Geschwindigkeitssteuerung als Redundanz für den Fall des Ausfalls der Sensoreinrichtung.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Notschalter Lichtschranken sind. Lichtschranken eignen sich hervorragend als Notschalter der vorliegenden Erfindung. Um die Funktion als Notschalter zu erfüllen muss lediglich ein Signal ausgegeben werden, wenn der Draht an eine bestimmte Position, hier an die in Richtung des Drahtführungselements gegenüberliegenden Enden des Schachtes, gelangt. Dies ist mit Lichtschranken günstig und verschleißfrei möglich.
  • Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Notschalter mechanische Schalter sind. Dies ermöglicht das sichere Schalten der Notschalter ohne die Gefahr von Fehlauslösungen oder fälschlicherweise unterbleibenden Auslösungen durch das Auftreten von Lichtreflexen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs formulierten Aufgabe ist ein Verfahren zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes, wobei ein Draht von einer Ziehscheibe des Drahtvorziehgerätes mit einer Geschwindigkeit zu einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt wird, wobei der Draht durch ein längliches sich entlang einer Richtung erstreckendes Drahtführungselement geführt wird, wobei der Draht im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselementes durch das Drahtführungselement geführt wird, wobei die Geschwindigkeit anhand einer Drahtposition in Richtung des Drahtführungselementes beim Durchgang des Drahtes durch das Drahtführungselement geregelt wird und wobei die Drahtposition berührungslos ermittelt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, dass der Draht nicht von der Rückschlagkraft eines Tänzerarms in seinen Materialeigenschaften negativ beeinflusst und insbesondere nicht geknickt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Draht von der Ziehscheibe in einem Bogen im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselementes und typischerweise innerhalb einer Ebene welche parallel zur Haupterstreckungsebene der Ziehscheibe liegt, durch das Drahtführungselement der Drahtsteuerungseinrichtung zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine geführt und die Position des Drahtes im Drahtführungselement berührungslos bestimmt wird.
  • Der Draht wird von der Ziehscheibe kontinuierlich geliefert. Zieht nun die nachfolgende Bearbeitungsmaschine diskontinuierlich Draht ein, so schwingt die Drahtposition im Drahtführungselement um eine Nullposition. Liegt die Schwingung der Drahtposition in einem Sollbereich, so liefert die Ziehscheibe so viel Draht nach, wie im zeitlichen Mittel von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine eingezogen wird. Verlässt die Schwingung den Sollbereich, fördert also die Ziehscheibe mehr oder weniger Draht als die nachfolgende Bearbeitungsmaschine im zeitlichen Mittel einzieht, wird die Geschwindigkeit der Ziehscheibe anhand des Abstandes der Schwingung vom Sollbereich reguliert, so dass die Schwingung wieder in den Sollbereich zurückkehrt und so viel Draht von der Ziehscheibe nachgeliefert wird, wie die nachfolgende Bearbeitungsmaschine im zeitlichen Mittel einzieht.
  • Vorzugsweise wird die Richtung des Drahtführungselementes horizontal, besonders bevorzugt wird die Richtung des Drahtführungselementes horizontal und in der horizontalen Ebene in einer Linie mit der Ziehscheibe und der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine ausgerichtet.
  • Denkbar ist, dass das Drahtvorziehgerät ein Drahtvorziehgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
  • Weiterhin denkbar ist, dass zur Anpassung der Geschwindigkeit der Ziehscheibe ein Frequenzregler gesteuert wird, welcher wiederum den Antrieb der Ziehscheibe steuert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass wenn die Drahtposition in einer ersten Richtung entlang der Richtung des Drahtführungselements von einem Sollbereich abweicht, die Geschwindigkeit erhöht wird und, wenn die Drahtposition in einer zweiten Richtung entlang der Richtung des Drahtführungselements von dem Sollbereich abweicht, die Geschwindigkeit verringert wird, wobei die zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung ist.
  • Fördert die Ziehscheibe den Draht an ihrer von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine abgewandten Seite, so ist vorzugsweise die erste Richtung im Wesentlichen zur Ziehscheibe hin gerichtet und die zweite Richtung im Wesentlichen von der Ziehscheibe weg gerichtet. Fördert die Ziehscheibe den Draht an ihrer von der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine zugewandten Seite, so ist vorzugsweise die erste Richtung im Wesentlichen von der Ziehscheibe weg gerichtet und die zweite Richtung im Wesentlichen zu der Ziehscheibe hin gerichtet. Damit ist in vorteilhafter Weise ein Regelkreis zur Regelung der Geschwindigkeit des Drahtes definiert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Drahtposition mit einem optischen Distanzsensor, vorzugsweise mit einer Lichtschranke, besonders bevorzugt mit einer entfernungsmessenden Lichtschranke, ermittelt wird.
  • Dies ermöglicht das schnelle und sichere Erfassen der Drahtposition. Denkbar ist, dass die Drahtposition von dem optischen Distanzsensor, der Lichtschranke respektive der entfernungsmessenden Lichtschranke von einem Ende des Drahtführungselements aus entlang der Richtung des Drahtführungselements ermittelt wird. Denkbar ist aber auch, dass die Drahtposition von einem Lichtgitter oder einer Mehrzahl von Lichtschranken entlang der Richtung des Drahtführungselementes ermittelt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass wenn von einem ersten Notschalter ermittelt wird, dass die Drahtposition einer minimalen Drahtposition entspricht, die Geschwindigkeit erhöht wird und wenn von einem zweiten Notschalter ermittelt wird, dass die Drahtposition einer maximalen Drahtposition entspricht, die Geschwindigkeit verringert wird.
  • Denkbar ist auch, dass die Ziehscheibe und/oder die nachfolgende Bearbeitungsmaschine angehalten werden wenn von einem ersten Notschalter ermittelt wird, dass die Drahtposition einer minimalen Drahtposition entspricht oder wenn von einem zweiten Notschalter ermittelt wird, dass die Drahtposition einer maximalen Drahtposition entspricht.
  • Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das notfallmäßige Abschalten des Drahtvorziehgerätes oder insbesondere auch eine zweite Möglichkeit der Geschwindigkeitssteuerung als Redundanz für den Fall des Ausfalls der Sensoreinrichtung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Stärke der Beschleunigung oder Verzögerung bei der Regelung der Geschwindigkeit anhand des Abstandes der Drahtposition vom Sollbereich geregelt wird. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung und Verfeinerung der Einstellung der Geschwindigkeit und schont somit den Draht und die Maschinen. Weiterhin ist es so möglich, Überschwinger in der Regelung zu vermeiden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    stellt gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch ein Drahtvorziehgerät und eine nachfolgende Bearbeitungsmaschine dar.
    Figur 2
    stellt gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch eine Drahtsteuerungseinrichtung dar.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Drahtvorziehgerätes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 dargestellt. Der Ziehstein 13 reduziert den Querschnitt des Drahtes 10. Über die Ziehscheibe 11 wird der Draht 10 mit einer Geschwindigkeit in einem Bogen zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine 12 gefördert. Die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 nimmt den Draht 10 mit einer weiteren Geschwindigkeit ab. Sind die Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 den Draht 10 fördert und die weitere Geschwindigkeit mit der die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 den Draht aufnimmt unterschiedlich groß, besteht also eine Differenz, so muss die Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 den Draht 10 fördert angepasst werden. Um die Differenz zu messen wird der Draht 10 durch die Drahtsteuerungseinrichtung 1 geführt. In der Drahtsteuerungseinrichtung 1 wird berührungslos die Drahtposition gemessen. Ist die Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 den Draht 10 fördert größer als die weitere Geschwindigkeit mit der die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 den Draht aufnimmt, so wird die Länge des Drahtbogens größer und die Drahtposition verschiebt sich in der Zeichnung nach rechts. Ist die Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 den Draht 10 fördert kleiner als die weitere Geschwindigkeit mit der die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 den Draht aufnimmt, so wird die Länge des Drahtbogens geringer und die Drahtposition verschiebt sich in der Zeichnung nach links. Diese Verschiebungen der Drahtposition werden von der Drahtsteuerungseinrichtung 1 erfasst und die Geschwindigkeit der Ziehscheibe 11 und damit die Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 den Draht 10 fördert so angepasst, dass die Differenz mit der weiteren Geschwindigkeit, mit der die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 den Draht aufnimmt, Null ist.
  • In Figur 2 ist eine Drahtsteuerungseinrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Drahtsteuerungseinrichtung 1 weist das Gehäuse 4 mit dem oberen Seitenteil 4', dem unteren Seitenteil, dem rechten Seitenteil und dem linken Seitenteil auf, welches an der Halterung 6 befestigt ist. Im oberen Seitenteil 4' und im unteren Seitenteil sind Spalte angebracht, welche die Mittel 3 zur Durchführung des Drahtes 10 (hier nicht dargestellt) des Drahtführungselementes 2 bilden. Im Betrieb der Drahtsteuerungseinrichtung 1 wird der Draht 10 durch die Mittel 3 zur Durchführung des Drahtes 10 in der Zeichnung von unten nach oben zwischen dem ersten Notschalter 5 und dem zweiten Notschalter 5 geführt. Die Drahtposition entlang der Richtung des Drahtführungselements 2 wird durch eine entfernungsmessende Lichtschranke (nicht gezeigt) ermittelt. Aus der Abweichung der Drahtposition von einer Sollposition wird auf die Differenz der Geschwindigkeit mit der die Ziehscheibe 11 (hier nicht dargestellt) den Draht 10 fördert und der weiteren Geschwindigkeit mit der die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 (hier nicht dargestellt) den Draht 10 aufnimmt ermittelt und die Geschwindigkeit der Ziehscheibe 11 so eingestellt, dass die Differenz Null ist. Die Einstellung der Geschwindigkeit der Ziehscheibe 11 geschieht über eine elektrische Verbindung über die Kabel 7 von der Drahtsteuerungseinrichtung 1 zum Frequenzregler des Antriebs der Ziehscheibe 11. Wird von einem der beiden Notschalter 5 registriert, dass die Drahtposition einer minimalen Drahtposition oder einer maximalen Drahtposition entspricht und damit sehr stark vom Sollwert der Drahtposition abweicht, so werden die Ziehscheibe 11 und die nachfolgende Bearbeitungsmaschine 12 angehalten oder die Geschwindigkeit der Ziehscheibe 11 entsprechend nachgeregelt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drahtsteuerungseinrichtung
    2
    Drahtführungselement
    3
    Mittel zur Durchführung des Drahtes
    4
    Gehäuse
    4'
    Oberes Seitenteil
    5
    Notschalter
    6
    Halterung
    7
    Kabel
    10
    Draht
    11
    Ziehscheibe
    12
    Nachfolgende Bearbeitungsmaschine
    13
    Ziehstein

Claims (13)

  1. Drahtvorziehgerät zur Reduktion des Querschnitts eines Drahtes (10), wobei das Drahtvorziehgerät eine Ziehscheibe (11) aufweist, wobei das Drahtvorziehgerät eine Drahtsteuerungseinrichtung (1) aufweist, wobei die Drahtsteuerungseinrichtung (1) ein länglich entlang einer Richtung erstrecktes Drahtführungselement (2) mit Mitteln (3) zur Durchführung des Drahtes (10) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsteuerungseinrichtung (1) eine Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Drahtposition entlang der Richtung des Drahtführungselements (2) aufweist.
  2. Drahtvorziehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drahtsteuerungseinrichtung (1) ein Gehäuse (4) aufweist, wobei das Gehäuse (4) ein oberes Seitenteil (4') und ein unteres Seitenteil aufweist und/oder das Drahtvorziehgerät so konfiguriert ist, dass die Geschwindigkeit anhand der Drahtposition geregelt wird.
  3. Drahtvorziehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel (3) zur Durchführung des Drahtes (10) jeweils ein Spalt entlang der Richtung des Drahtführungselements (2) im oberen Seitenteil (4') und im unteren Seitenteil sind.
  4. Drahtvorziehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung einen optischen Distanzsensor, vorzugsweise eine Lichtschranke, besonders bevorzugt eine entfernungsmessende Lichtschranke aufweist.
  5. Drahtvorziehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung einen induktiven Wegsensor aufweist.
  6. Drahtvorziehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in Richtung des Drahtführungselements (2) gegenüberliegenden Enden der Mittel (3) zur Durchführung des Drahtes (10) jeweils einen Notschalter (5) aufweisen.
  7. Drahtvorziehgerät nach Anspruch 6, wobei die Notschalter (5) Lichtschranken sind.
  8. Drahtvorziehgerät nach Anspruch 6, wobei die Notschalter (5) mechanische Schalter sind.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes, wobei ein Draht (10) von einer Ziehscheibe (11) des Drahtvorziehgerätes mit einer Geschwindigkeit zu einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine (12) geführt wird, wobei der Draht (10) durch ein längliches sich entlang einer Richtung erstreckendes Drahtführungselement (2) geführt wird,
    wobei der Draht (10) im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselementes (2) durch das Drahtführungselement (2) geführt wird, wobei die Geschwindigkeit anhand einer Drahtposition in Richtung des Drahtführungselementes (2) beim Durchgang des Drahtes (10) durch das Drahtführungselement (2) geregelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtposition berührungslos ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei, wenn die Drahtposition in einer ersten Richtung entlang der Richtung des Drahtführungselements (2) von einem Sollbereich abweicht, die Geschwindigkeit erhöht wird und, wenn die Drahtposition in einer zweiten Richtung entlang der Richtung des Drahtführungselements (2) von dem Sollbereich abweicht, die Geschwindigkeit verringert wird, wobei die zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung ist.
  11. Verfahren einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die Drahtposition mit einem optischen Distanzsensor, vorzugsweise mit einer Lichtschranke, besonders bevorzugt mit einer entfernungsmessenden Lichtschranke, ermittelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei wenn von einem ersten Notschalter (5) ermittelt wird, dass die Drahtposition einer minimalen Drahtposition entspricht, die Geschwindigkeit erhöht wird und wenn von einem zweiten Notschalter (5) ermittelt wird, dass die Drahtposition einer maximalen Drahtposition entspricht, die Geschwindigkeit verringert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche9 bis 12 , wobei die Stärke der Beschleunigung oder Verzögerung bei der Regelung der Geschwindigkeit anhand des Abstandes der Drahtposition vom Sollbereich geregelt wird.
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