JP2000051925A - 材料の断面積を減少させる塑性処理の体積コントロール調整方法および塑性処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面積を減少させる材料処理ラインにおい
て、安定性の増加を図る。 【解決手段】 上流側ダイプレート１２および下流側ダ
イプレート１４を含み、材料の帯板またはワイヤＦ、上
流側ダイプレート１２の下流にある一つのキャプスタン
１６、および下流側ダイプレートの下流にあるキャプス
タン１８の駆動により断面積を減少させる塑性処理を行
うシステムにおいて、下流側キャプスタンに１８対して
上流側キャプスタン１６で起こりうる回転速度の誤差
が、被制御キャプスタンである上流側キャプスタン１６
の上流位置と、基準キャプスタンである下流側キャプス
タン１８の上流位置とにおいて単位時間当たりに通過す
る材料の体積を計測することによって検出される。上記
測定は、対応するダイプレートの近傍において行われる
必要がある（上流側であるか下流側であるかは、重要で
ない）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断面積の減少を生
じさせ、材料の体積減少を伴わない材料の処理システム
および処理方法に関するものであり、特に、引抜機のシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】引抜器においては、金属ワイヤが少なく
とも一つ以上の並行して配置されるダイプレートを通過
することにより、その直径方向の寸法が減少させられ
る。上記金属ワイヤは、ダイプレートの間、特に各ダイ
プレートの後ろに配置されるローラまたはキャプスタン
によって与えられる引張り力によって、ダイプレート内
を通って引き抜かれる。上記システムで適切な処理を行
わせるためには、あるキャプスタンと他のキャプスタン
との間で大きな弛みが生じないようにすると共に、与え
られる引張り力が過大となり過ぎないようにキャプスタ
ンの速度を調整する必要がある。最も下流側のキャプス
タンは、その上流側のキャプスタンの速度を制限する。
キャプスタンの速度制御は、周知のように、通常、ある
キャプスタンと他のキャプスタンとの間のある位置にお
いて上記ワイヤの弛みを検出する、いわゆるダンディロ
ールと呼ばれるセンシング装置に委ねられる。上記ダン
ディロールデバイスは、引き抜きライン（もしくは、一
般に塑性処理の断面積減少処理ライン）におけるワイヤ
またはシート材料に押し当てられるフィーラ(feeler:一
般にはroller feeler)を含む。上記材料の弛みによるフ
ィーラの位置変化を検出することにより、検出された変
化に応じて上流側のキャプスタンの速度が補正される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
タイプの調整方法には、例えば、ワイヤの加工を行って
いる場合に、ワイヤの破損を生じさせるかもしれないよ
うな補正または検知の不安定性といったいくつかの欠点
がある。また、同じくワイヤの加工を行っている場合、
上記ダンディロールデバイスは、ワイヤと交差する方向
に限られた伸長量しか持たないため、キャプスタンをフ
ィリング(filling) する実用性が限定され、一方で、ワ
イヤを冷却するために後者（キャプスタン）のフィリン
グは広い幅を持つことが要求される。さらに、ダンディ
ロールの作用によりワイヤ自身に働く張力は、ある場合
には、キャプスタン上でワイヤがすべるといった本質的
な問題の原因となり、これにより、キャプスタンのフィ
リングの実用性に限界が生じる。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、断面積を減少させる材料
処理ラインにおいて、安定性の増加、および／または、
キャプスタンのフィリング幅を拡大させることができる
キャプスタンの速度制御システムを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の体積コントロ
ール調整方法は、上記の課題を解決するために、材料の
断面積を減少させる連続塑性処理のシステム内で、基準
キャプスタンの回転速度に基づいて被制御キャプスタン
の回転速度を調整する体積コントロール調整方法であっ
て、上記システム内で上記速度を調整するために測定さ
れる値が、上記システム内で一定間隔をおいて設けられ
た位置を単位時間当たりに通過する材料の体積であるこ
とを特徴としている。

【０００６】請求項７の塑性処理システムは、上記の課
題を解決するために、上流側で断面積を減少させる第１
の設備部材と、下流側で断面積を減少させる第２の設備
部材と、上記第１の設備部材の下流に設置される第１の
キャプスタンと、上記第２の設備部材の下流に設置され
る第２のキャプスタンとを備えた材料の塑性処理システ
ムであって、上記第１のキャプスタンの上流側および下
流側で単位時間当たりの体積を測定する２つの計測装置
を備えており、その計測結果に基づいて上記第１のキャ
プスタンの回転速度が制御されることを特徴としてい
る。

【０００７】上記請求項１および請求項７の構成によれ
ば、断面積を減少させる材料処理ラインにおいて、安定
性の増加、および／または、キャプスタンのフィリング
幅を拡大させることができる。

【０００８】請求項２の体積コントロール調整方法は、
請求項１の構成に加えて、上記の単位時間当たりの体積
値は、上記被制御キャプスタンの上流の第１の位置と、
上記被制御キャプスタンの下流の第２の位置とで計測さ
れることを特徴としている。

【０００９】請求項３の体積コントロール調整方法は、
請求項２の構成に加えて、上記第１の位置が断面積を減
少させる第１の設備部材の下流にあり、上記第２の位置
が断面積を減少させる第２の設備部材の上流にあること
を特徴としている。

【００１０】請求項４の体積コントロール調整方法は、
請求項２の構成に加えて、上記第１の位置が断面積を減
少させる第１の設備部材の上流にあり、上記第２の位置
が断面積を減少させる第２の設備部材の上流にあること
を特徴としている。

【００１１】請求項５の体積コントロール調整方法は、
請求項１の構成に加えて、上記被制御キャプスタンのモ
ータの速度調整が、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Di
fferential）タイプのフィードバック制御ループによっ
て行われることを特徴としている。

【００１２】請求項６の体積コントロール調整方法は、
請求項１の構成に加えて、所定の位置を単位時間当たり
に通過する材料の体積計測は、上記区間の上流側で移動
する材料に所定の間隔でマーキングを行い、上記位置で
単位時間当たりの通過マークをカウントすることによっ
て行われることを特徴としている。

【００１３】請求項８の塑性処理システムは、請求項７
の構成に加えて、さらに、ペイントマーキング装置を含
み、上記計測装置がカウンターからなると共に、上記マ
ーキング装置と第１のカウンターとが第１の設備部材の
上流に設置され、第２のカウンターが第２の設備部材の
上流に設置されることを特徴としている。

【００１４】請求項９の塑性処理システムは、請求項７
の構成に加えて、さらに、磁気マーキング装置を含み、
上記計測装置がカウンターからなると共に、上記マーキ
ング装置と第１のカウンターとが第１の設備部材の下流
に設置され、第２のカウンターが第２の設備部材の上流
に設置されることを特徴としている。

【００１５】請求項１０の塑性処理システムは、請求項
７の構成に加えて、上記塑性処理システムが引抜器であ
り、上記第１および第２の設備部材がダイプレートであ
ることを特徴としている。

【００１６】上記の構成によれば、キャプスタン速度の
調整を行うための制御量として、変形処理される材料の
単位時間当たりの体積が使用される。特に、そのスピー
ドが制御されるキャプスタンの上流の所定の地点または
位置を通過する単位時間当たりの材料の体積と、基準キ
ャプスタン（制御されるキャプスタンの下流に設置され
る）の上流の所定の地点または位置を通過する単位時間
当たりの材料の体積とが測定され、これにより得られた
比較値または誤差信号が被制御キャプスタンの回転速度
の調整に用いられる。速度の調整は、一般に、ＰＩＤタ
イプのフィードバック制御ループを用いて得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に示すように、引抜ラインま
たはシステムは、包括的に参照番号１０によって示さ
れ、上流側の第１のダイプレート１２（第１の設備部
材）、下流側の第２のダイプレート１４（第２の設備部
材）、第１のダイプレート１２の下流側の第１のキャプ
スタン１６（被制御キャプスタン）、第２のダイプレー
ト１４の下流側の第２のキャプスタン１８（基準キャプ
スタン）を含む。キャプスタン１６は、キャプスタン１
８の上流にある。上記引抜機によって形成されるワイヤ
は文字Ｆで示される。特に、Ｆ' はダイプレート１２に
挿入される大断面のワイヤ、Ｆ''はダイプレート１２と
ダイプレート１４との間の中間的な断面積のワイヤ、
Ｆ''' はダイプレート１４の下流における減少させられ
た断面積をもつワイヤである。

【００１８】上流のキャプスタン１６の回転速度は、下
流のキャプスタン１８の回転速度に応じて調整されるこ
とが望まれる。そのため、キャプスタン１６が被制御部
材、キャプスタン１８が基準部材となる。

【００１９】本発明によれば、キャプスタン１６の上流
の位置Ｐ₁ （第１の位置）、およびキャプスタン１８の
上流かつキャプスタン１６の下流の位置Ｐ₂ （第２の位
置）において、上記切断面のそれぞれを通過するワイヤ
Ｆの単位時間当たりの体積がモニターされる。参照番号
３１は位置Ｐ₁ における計測器（第１の計測装置）、参
照番号３２は位置Ｐ₂ における計測器（第２の計測装
置）である。位置Ｐ₁ において計測される単位体積Ｖ_u1
と、位置Ｐ₂ において計測される単位体積Ｖ_u2とが比較
される。引抜加工においては材料の体積減少が生じない
ため、システムを適切に稼動させるためには、Ｖ_u1＝Ｖ
_u2となることが望ましい。しかしながら、実際にはＶ_u1
は頻繁にＶ_u2と異なる。上記比較は、キャプスタン１６
を駆動するモータ２２の速度を、ＰＩＤタイプのフィー
ドバックループ制御（図示せず）を通じて適切に調節す
るために行われる。同図において、参照番号２０は差動
増幅器であり、参照番号２１はモータ２２の駆動回路で
ある。

【００２０】与えられた切断面において、該断面を単位
時間当たりに通過する体積Ｖ_u は、種々の方法により計
測される。計測方法の例としては、間隔をおいて、視覚
手段（例えば、スプレーされたペイントマーク）や、磁
化のような電気的手段によって得られるマーキングをワ
イヤに沿って行う方法があるが、測定方法はこれに限定
されない。図１に示されるシステムでは、ペイントスプ
レーによるマーキングが適合する。上記ペイントは、ダ
イプレート１２の上流における位置Ｍにおいて行われ
る。実際には、ダイプレート１２の上流においてワイヤ
Ｆ' に規則的な間隔でマーキングをすることにより、ダ
イプレート１４の上流のワイヤＦ''においてもワイヤ
Ｆ' とは異なる規則的な間隔でのマーキングが得られ
る。位置Ｐ₁ における単位時間当たりの通過区間の数、
および位置Ｐ₂ における単位時間当たりの通過区間の数
をカウントすることにより、単位時間当たりの体積
Ｖ_u1、Ｖ_u2の値が求められる。カウントは、例えば、３
１・３２を、ワイヤ上の（メモリに記憶された）マーク
の通過を検出する光学センサまたは磁気センサから送ら
れる電気パルスを計数するカウンターとする等、周知の
手段を用いて行える。

【００２１】上述したように、図１において説明された
システムは、特にペイントタイプのマーキングに好適で
ある。

【００２２】図２は、特に、磁気タイプのマーキング処
理に適したシステムを説明するものである。図２のシス
テムにおいて、図１で用いられたのと同じ表記は、対応
する部材と同様の役割であることを示す。これにより、
上記部材について、さらなる説明を省略する。この場
合、第１のダイプレート１２の下流の位置Ｍにおいてマ
ーキングがなされ、第１のダイプレート１２およびマー
キング位置の下流かつ第１のキャプスタン１６の上流で
ある位置Ｐ₁ において単位時間当たりの体積の最初の読
取が行われる。上記の引抜ラインにおいて、単位体積の
２回目の読取位置Ｐ₂ は、制御されるキャプスタン１６
の下流、すなわちダイプレート１４の上流に設定され
る。

【００２３】これまで説明してきた実施態様において、
種々の変更が可能である。

【００２４】マーキングおよび／またはマーキング検出
装置の適用に関する限り、これらがダイプレートのすぐ
近くに設置されていれば、ダイプレートの入射口または
出射口のいずれに設置されても違いはない。この実現性
は、ダイプレートに入射される材料の体積が出射される
材料の体積と完全に等しい場合に限り存在する。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明の体積コントロール調整
方法は、以上のように、材料の断面積を減少させる連続
塑性処理のシステム内で、基準キャプスタンの回転速度
に基づいて被制御キャプスタンの回転速度を調整する体
積コントロール調整方法であって、上記システム内で上
記速度を調整するために測定される値が、上記システム
内で一定間隔をおいて設けられた位置を単位時間当たり
に通過する材料の体積である構成である。

【００２６】請求項７の発明の塑性処理システムは、以
上のように、上流側で断面積を減少させる第１の設備部
材と、下流側で断面積を減少させる第２の設備部材と、
上記第１の設備部材の下流に設置される第１のキャプス
タンと、上記第２の設備部材の下流に設置される第２の
キャプスタンとを備えた材料の塑性処理システムであっ
て、上記第１のキャプスタンの上流側および下流側で単
位時間当たりの体積を測定する２つの計測装置を備えて
おり、その計測結果に基づいて上記第１のキャプスタン
の回転速度が制御される構成である。

【００２７】それゆえ、断面積を減少させる材料処理ラ
インにおいて、安定性の増加、および／または、キャプ
スタンのフィリング幅を拡大させることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調整または制御に係る引抜ラインまた
はシステムを示す構成図である。

【図２】上記の提案された調整の変形例である引抜ライ
ンまたはシステムを示す構成図である。

【符号の説明】

１２ 第１のダイプレート（第１の設備部材） １４ 第２のダイプレート（第２の設備部材） １６ 第１のキャプスタン（被制御キャプスタン） １８ 第２のキャプスタン（基準キャプスタン） ２２ モータ ３１ 計測器（第１の計測装置） ３２ 計測器（第２の計測装置） Ｆ ワイヤ（材料） Ｐ₁ 第１の位置 Ｐ₂ 第２の位置

フロントページの続き (71)出願人 598105053 ＶＩＡ ＴＥＶＥＲＥ ２，20020 ＣＥ ＳＡＴＥ，ＭＩＬＡＮＯ，ＩＴＡＬＹ (72)発明者 セルジオ ピアチェンティニ イタリア，ブレシア，25015 デゼンツァ ーノ デル ガルダ，ヴィア ヴィラ デ ル ソレ ９ Ｆターム(参考） 4E096 EA12 FA02 GA24 HA11 KA01 KA09 KA19 5H004 GB03 HA08 HB06 HB08 JA03 JA14 JB03 JB08 JB18 KB02 KB04 KB06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料の断面積を減少させる連続塑性処理の
   システム内で、基準キャプスタンの回転速度に基づいて
   被制御キャプスタンの回転速度を調整する体積コントロ
   ール調整方法であって、 上記システム内で上記速度を調整するために測定される
   値が、上記システム内で一定間隔をおいて設けられた位
   置を単位時間当たりに通過する材料の体積であることを
   特徴とする体積コントロール調整方法。
2. 【請求項２】上記の単位時間当たりの体積値は、上記被
   制御キャプスタンの上流の第１の位置と、上記被制御キ
   ャプスタンの下流の第２の位置とで計測されることを特
   徴とする請求項１に記載の体積コントロール調整方法。
3. 【請求項３】上記第１の位置が断面積を減少させる第１
   の設備部材の下流にあり、上記第２の位置が断面積を減
   少させる第２の設備部材の上流にあることを特徴とする
   請求項２に記載の体積コントロール調整方法。
4. 【請求項４】上記第１の位置が断面積を減少させる第１
   の設備部材の上流にあり、上記第２の位置が断面積を減
   少させる第２の設備部材の上流にあることを特徴とする
   請求項２に記載の体積コントロール調整方法。
5. 【請求項５】上記被制御キャプスタンのモータの速度調
   整が、ＰＩＤタイプのフィードバック制御ループによっ
   て行われることを特徴とする請求項１に記載の体積コン
   トロール調整方法。
6. 【請求項６】所定の位置を単位時間当たりに通過する材
   料の体積計測は、上記区間の上流側で移動する材料に所
   定の間隔でマーキングを行い、上記位置で単位時間当た
   りの通過マークをカウントすることによって行われるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の体積コントロール調整
   方法。
7. 【請求項７】上流側で断面積を減少させる第１の設備部
   材と、下流側で断面積を減少させる第２の設備部材と、
   上記第１の設備部材の下流に設置される第１のキャプス
   タンと、上記第２の設備部材の下流に設置される第２の
   キャプスタンとを備えた材料の塑性処理システムであっ
   て、 上記第１のキャプスタンの上流側および下流側で単位時
   間当たりの体積を測定する２つの計測装置を備えてお
   り、その計測結果に基づいて上記第１のキャプスタンの
   回転速度が制御されることを特徴とする断面積を減少さ
   せる材料の塑性処理システム。
8. 【請求項８】さらに、ペイントマーキング装置を含み、
   上記計測装置がカウンターからなると共に、 上記マーキング装置と第１のカウンターとが第１の設備
   部材の上流に設置され、第２のカウンターが第２の設備
   部材の上流に設置されることを特徴とする請求項７に記
   載の塑性処理システム。
9. 【請求項９】さらに、磁気マーキング装置を含み、上記
   計測装置がカウンターからなると共に、 上記マーキング装置と第１のカウンターとが第１の設備
   部材の下流に設置され、第２のカウンターが第２の設備
   部材の上流に設置されることを特徴とする請求項７に記
   載の塑性処理システム。
10. 【請求項１０】上記塑性処理システムが引抜器であり、
    上記第１および第２の設備部材がダイプレートであるこ
    とを特徴とする請求項７に記載の塑性処理システム。