EP3552724B1 - 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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EP3552724B1
EP3552724B1 EP19168560.1A EP19168560A EP3552724B1 EP 3552724 B1 EP3552724 B1 EP 3552724B1 EP 19168560 A EP19168560 A EP 19168560A EP 3552724 B1 EP3552724 B1 EP 3552724B1
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EP
European Patent Office
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wire
guide element
speed
drawing machine
wire guide
Prior art date
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EP19168560.1A
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French (fr)
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EP3552724A1 (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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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/12Regulating or controlling speed of drawing drums, e.g. to influence tension; Drives; Stop or relief mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02Drawing 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 usually used.
  • the cross-section of the raw wire has to be reduced to a target cross-section.
  • the cross section of the wire can have different geometric shapes and, for example, square, but is mostly round.
  • Wire drawing devices with which the cross section of a wire can be reduced in a deformable manner are known from the prior art. So the document discloses DE 10 2005 049 018 A1 a drawing disk of a wire drawing device and a method for reducing the cross section of a wire with a wire drawing device
  • U.S. 3,709,021 A which forms the basis for the preamble of claims 1 and 9, also shows a wire drawing device and a method of operating a wire drawing device.
  • the wire is usually fed directly from the wire drawing device to a downstream processing machine. It is important to adapt the processing speeds of the two machines to one another, i.e. to feed the wire out of the wire drawing device at the speed at which the wire is processed by the downstream processing machine.
  • the wire arch is guided from the wire drawing device via a pulley to the downstream processing machine.
  • the deflection roller is acted upon with a counterpressure and equipped with a position measuring system. If more wire is drawn in by the following processing machine than is provided by the wire drawing device, the mechanical tension of the wire between the wire drawing device and the following processing machine increases the pulley is shifted against the counter pressure, which is registered by the position measuring system.
  • the path measuring system then regulates the speed with which the wire drawing device provides wire via a frequency controller and increases the speed of the drawing disk of the wire drawing device.
  • the tension of the wire on the deflection roller is reduced and this moves following the counterpressure, which is also registered by the displacement measuring system.
  • the position measuring system then regulates the speed at which the wire drawing device makes wire available via the frequency controller and reduces the speed of the drawing disk of the wire drawing device.
  • the wire drawing device makes it possible that the wire, which is particularly sensitive in the loading direction transverse to its main direction of extension, is not kinked by the kickback force of a dancer arm. This is achieved by guiding the wire from the drawing disk in an arc essentially orthogonal to the direction of the wire guide element, typically along a plane parallel to the main extension plane of the drawing disk, through the wire guide element to the downstream processing machine and determining the position of the wire in the wire guide element without contact. If the following processing machine processes the same amount of wire as is provided by the wire drawing device, the position of the wire in the wire guide element remains stable. If the position of the wire in the wire guide element changes, this is detected and the speed of the drawing disk is automatically adjusted accordingly.
  • wire material is drawn in discontinuously, that is, in cycles, from the downstream processing machine, while the wire is continuously supplied from the drawing disk.
  • the wire material guided through the wire guide element therefore represents a material buffer in the area of the wire guide element.
  • the wire position in the wire guide element swings around a zero position. If the oscillation of the wire position is within a target range, the drawing disk supplies as much wire as is drawn in by the following processing machine on average over time.
  • the time average is understood here to mean that the time averaging takes place over a period of time which corresponds to an integral multiple of a cycle of the downstream processing machine.
  • the drawing pulley feeds more or less wire than the next
  • the processing machine moves in as averaged over time
  • the speed of the drawing disk is regulated based on the distance of the oscillation from the target range, so that the vibration returns to the target range and as much wire is supplied from the drawing disk as the subsequent processing machine draws in as averaged over time.
  • the wire control device is attached to a holding frame.
  • the direction of the wire guide element is preferably horizontal, particularly preferably the direction of the wire guide element is horizontal and, in the horizontal plane, aligned in a line with the drawing disk and the downstream processing machine.
  • the wire control device has a control unit with which the speed of the drawing disk can be regulated via a frequency controller of the drive of the drawing disk.
  • 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 in this way.
  • the wire control device has a housing, the housing having an upper side part and a lower side part. It is conceivable that the housing also has a right side part and a left side part. This makes it possible to protect the measuring area and in particular the sensor device from mechanical damage or from contamination. Furthermore, the housing allows a stable and stable mounting on a holding frame and thus an improvement of the measurement results and thus the regulation of the speed of the drawing pulley.
  • the means for leading the wire through are each a gap along the direction of the wire guide element in the upper side part and in the lower side part.
  • a shaft consisting of two columns, preferably a vertical shaft, for the passage of the wire is implemented in an advantageously stable manner. It is also possible to prevent uncontrolled movements of the wire, for example transversely to the direction of the wire guide element, to stabilize the guidance of the wire and thus to protect the surroundings of the wire drawing device from uncontrolled movements and deflections of the wire.
  • the measuring light barrier should be described as the first option (sensor device at least one light grid along the direction of the wire guide element)
  • Light grid consists of a pair of measuring light barriers, 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 of excellent quality can be obtained inexpensively as a standard component and are outstandingly suitable as sensors of the sensor device of the present invention.
  • Optical distance sensors, in particular light barriers, are sufficiently robust and have a long service life.
  • the sensor device has at least one optical distance sensor at one end of the wire guide element, a measuring section of the optical distance sensor being aligned along the direction of the wire guide element.
  • the sensor device has at least one light grid along the direction of the wire guide element.
  • the sensor device has a plurality of light barriers, the light barriers of the plurality of light barriers being arranged next to one another along the direction of the wire guide element, measuring sections of the light barriers of the plurality of light barriers being essentially orthogonal to Direction of the wire guide element and are arranged essentially orthogonal to the wire in the wire guide element.
  • the sensor device has an inductive displacement sensor.
  • Inductive displacement sensors like optical distance sensors, are standard components that have found widespread use in industry.
  • the sensor device has a capacitive displacement sensor.
  • the sensor device has an ultrasonic sensor or a sensor for measuring a phase shift, such as a laser interferometer, for example.
  • the sensor device has at least one of the named sensors at one end of the wire guide element, a measuring section of the named sensor being aligned along the direction of the wire guide element.
  • the sensor device has a plurality of said sensors along the direction of the wire guide element.
  • the opposite ends of the means for guiding the wire in the direction of the wire guide element each have an emergency switch. This advantageously enables the wire drawing device and / or the downstream processing machine to be switched off in an emergency or, in particular, also a second possibility of speed control as redundancy in the event of the failure of the sensor device.
  • the emergency switches are light barriers. Photoelectric barriers are ideally suited as emergency switches of the present invention. In order to fulfill the function as an emergency switch, a signal only needs to be output when the wire arrives at a certain position, here at the opposite ends of the shaft in the direction of the wire guide element. This can be done inexpensively and without wear with light barriers.
  • the emergency switches are mechanical switches. This enables the emergency switch to be switched safely without the risk of false tripping or incorrectly omitted tripping due to the occurrence of light reflections.
  • Another object of the present invention for solving the object formulated at the beginning is the method of claim 9 for operating a wire drawing device.
  • the method according to the invention enables the material properties of the wire not to be negatively influenced by the kickback force of a dancer arm and, in particular, not to be kinked. This is achieved by guiding the wire from the drawing disk in an arc essentially orthogonal to the direction of the wire guide element and typically within a plane which is parallel to the main extension plane of the drawing disk, through the wire guide element of the wire control device to the downstream processing machine and the position of the wire in the wire guide element is determined without contact.
  • the wire is continuously supplied from the drawing pulley. If the following processing machine now draws in wire discontinuously, the wire position in the wire guide element swings around a zero position. If the oscillation of the wire position is within a target range, the drawing disk supplies as much wire as is drawn in by the following processing machine on average over time. If the oscillation leaves the target range, the drawing pulley conveys more or less wire than the following processing machine on average over time draws in, the speed of the drawing pulley is regulated based on the distance between the vibration and the target range, so that the vibration returns to the target range and as much wire is supplied from the drawing pulley as the following processing machine draws in over time.
  • the direction of the wire guide element is preferably horizontal, particularly preferably the direction of the wire guide element is aligned horizontally and in the horizontal plane in a line with the drawing disk and the downstream processing machine.
  • the wire drawing device is a wire drawing device according to one of Claims 1 to 8.
  • a frequency regulator is controlled to adjust the speed of the drawing disk, which in turn controls the drive of the drawing disk.
  • the speed is increased and if the wire position deviates from the target range in a second direction along the direction of the wire guide element , the speed is reduced, the second direction being opposite to the first direction.
  • the first direction is preferably directed essentially towards the drawing disk and the second direction is oriented essentially away from the drawing disk. If the drawing disk conveys the wire on its side facing the downstream processing machine, the first direction is preferably directed essentially away from the drawing disk and the second direction is oriented essentially toward the drawing disk.
  • a control loop for regulating the speed of the wire is thus 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 is determined by the optical distance sensor, the light barrier or the distance-measuring light barrier from one end of the wire guide element along the direction of the wire guide element.
  • the wire position is determined by a light grid or a plurality of light barriers along the direction of the wire guide element.
  • drawing pulley and / or the downstream processing machine are stopped if a first emergency switch determines that the wire position corresponds to a minimum wire position or if a second emergency switch determines that the wire position corresponds to a maximum wire position.
  • the strength of the acceleration or deceleration when regulating the speed based on the distance of the wire position from Target range is regulated. This enables a further improvement and refinement of the speed setting and thus protects the wire and the machines. It is also possible to avoid overshoots in the control.
  • Figure 1 is a schematic view of a wire drawing device according to an exemplary embodiment of the present invention and a subsequent processing machine 12 shown.
  • the drawing die 13 reduces the cross section of the wire 10.
  • the wire 10 is conveyed at a speed in an arc to the downstream processing machine 12 via the drawing disk 11.
  • the subsequent processing machine 12 removes the wire 10 at a further speed.
  • the speed at which the pulley 11 pulls the wire 10 conveys and the further speed at which the downstream processing machine 12 picks up the wire is of different magnitude, so if there is a difference, the speed at which the drawing disk 11 conveys the wire 10 must be adapted.
  • the wire 10 is guided through the wire control device 1. In the wire control device 1, the wire position is measured without contact.
  • the length of the archwire is greater and the wire position shifts to the right in the drawing. If the speed at which the drawing disk 11 conveys the wire 10 is less than the further speed at which the subsequent processing machine 12 picks up the wire, the length of the archwire is shorter and the wire position shifts to the left in the drawing.
  • 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 fastened to the holder 6.
  • the wire 10 is guided through the means 3 for passing the wire 10 through from the bottom to the top between the first emergency switch 5 and the second emergency switch 5 in the drawing.
  • the wire position along the direction of the wire guide element 2 is determined by a distance-measuring light barrier (not shown).
  • the difference between the speed at which the drawing disk 11 (not shown here) conveys the wire 10 and the further speed at which the downstream processing machine 12 (not shown here) conveys the wire 10 takes up determined and the speed of the drawing disk 11 is adjusted so that the difference is zero.
  • the setting of the speed of the drawing pulley 11 takes place via an electrical connection via the cable 7 from the wire control device 1 to the frequency controller of the drive of the drawing pulley 11.
  • One of the two emergency switches 5 registers that the wire position corresponds to a minimum wire position or a maximum wire position and thus If the target value of the wire position deviates very much, the drawing disk 11 and the subsequent processing machine 12 are stopped or the speed of the drawing disk 11 is readjusted accordingly.

Landscapes

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

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
  • US 3 709 021 A , welche die Basis für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9 bildet, zeigt auch ein Drahtvorziehgerät und ein Verfahren zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes.
  • 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 das Drahtvorziehgerät des Anspruchs 1 zur Reduktion des Querschnitts eines Drahtes gelöst.
  • 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 das Verfahren des Anspruchs 9 zum Betrieb eines Drahtvorziehgerätes.
  • 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,
    wobei das Drahtvorziehgerät derart eingerichtet ist, dass der Draht (10) von der Ziehscheibe (11) in einem Bogen im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselements (2) durch das Drahtführungselement (2) zu einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine (12) führbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsteuerungseinrichtung (1) eine Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Drahtposition entlang der Richtung des Drahtführungselements (2) aufweist.
  2. Drahtvorziehgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Drahtsteuerungseinrichtung (1) ein Gehäuse (4) aufweist, wobei das Gehäuse (4) ein oberes Seitenteil (4') und ein unteres Seitenteil aufweist.
  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) von der Ziehscheibe (11) in einem Bogen im Wesentlichen orthogonal zur Richtung des Drahtführungselementes (2) durch das Drahtführungselement (2) zur nachfolgenden Bearbeitungsmaschine (12) 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 Ansprüche 9 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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