JPS6346675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は伸線機における速度制御装置に関す
るものである。

伸線機の駆動装置の制御方式としては、電動機
電機子直列方式及びダンサーロール方式が知られ
ているが、夫々次のような欠点がある。

電動機電機子直列方式は第１図に示すように被
加工線材１用のダイスの各ブロツクＢ１，Ｂ２，
Ｂ３に設けた直流電動機Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の電機
子を直列接続して主制御系２によつてサイリスタ
３を制御し、揃速するようにしたものである。し
かしこの方式は 電動機が特殊設計となり、単独で他への流用
が不可能である。

電動機が直列接続されるので高い入力電圧が
必要であり、そのために例えば660Vの交流電
源を必要とする。

その結果高耐圧（例えば750V）のサイリス
タが必要である。

各ブロツク個別に自由な減面率が設定できな
い。

結果として、この方式では装置が高価になる。

なお第１図において４は界磁設定器、５は速度
発電機である。

一方ダンサーロール方式は、第２図に示すよう
に第１段目のブロツクＢ１と第２段目のブロツク
Ｂ２との間にダンサーロール６を設けて、線材速
度と各ブロツクの電動機速度との同期関係を調整
するようにしたものである。なお７は速度設定
器、８は比率設定器である。

しかしながらこの方式では ダンサーのたるみ量を検出するために、ダン
サーの機械側にはセルジンの取付やダンサーに
圧力をかけるための圧力装置が必要である。ま
た線材にかける圧力には限度がある。

制御側には、ダンサー制御調節器が必要であ
る。

線材が太物或いは硬い線の場合、ダンサーへ
の線掛け作業等に手間がかかる。

線材にのつたパウダーが落ちてしまう。

等の欠点があつた。

結局、種々な装置が必要となつて装置が高価と
なり、また作業上の手間がかかり作業が非能率で
あつた。

この発明は上述の欠点を除去するためになされ
たもので、伸線機の各伸線ブロツクを独立した電
動機と制御装置で駆動することによつて、標準定
格の電動機とサイリスタの使用を可能とするとと
もに第２伸線ブロツク以降はトルク制御すること
により、ダンサーロールなしで各伸線ブロツクに
おける線材の速度の同期関係を制御し、かつ各伸
線ブロツクでの張力を自由に設定できる安価な速
度制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明
する。

第３図において、２０，４０，６０は伸線機の
第１、第２、第３伸線ブロツク、２１，４１，６
１は各伸線ブロツクに設けた釜と呼ばれる回転ド
ラム、２２，４２，６２は各回転ドラム２１，４
１，６１を回転駆動する直流電動機、２３，４
３，６３は各回転ドラム２１，４１，６１の直前
に設けられた伸線用のダイスである。

線材１は貯留部１０から引き出されて第１伸線
ブロツク２０のダイス２３を通つて所定の太さに
減面され、かつ第１の回転ドラム２１に数回程度
巻回され、回転ドラム２１が回転すると、該ドラ
ム２１の周面と線材１との間のまさつ力によつて
線材１は第２伸線ブロツク４０の方へ引き出され
る。後段の伸線ブロツク４０，６０も上述と同様
にして、各ダイス４３，６３を通つて順次所定の
太さに減面されて伸線が行なわれる。

２４，４４，６４は各伸線ブロツクの電動機２
２，４２，６２を制御する制御装置である。

第１の伸線ブロツクの制御装置２４は速度制御
系として構成されており、２５は伸線速度を設定
するマスタ速度設定器で、その設定信号は加え合
わせ点２６に印加され、電動機２２の速度発電機
２７から負帰還される信号との差が演算され、そ
の差信号がPI調節器にてなる速度制御増幅器２
８に印加される。速度制御増幅器２８の出力信号
は加え合わせ点３３に印加されて、電動機２２の
電流を検出する変流器３４との差が演算される。
そしてその差信号は電流調節器２９を介して位相
制御装置３０に印加される。この位相制御装置３
０の出力信号は交流電源３１に接続されたサイリ
スタ３２のゲートに印加され、該サイリスタ３２
の点弧位相が制御されるようになつている。サイ
リスタ３２の出力電圧は電動機２２の電機子に印
加され、電動機２２はマスタ速度設定器２５で設
定された速度で運転されるようになつている。

第２伸線ブロツク以後の各ブロツクの制御装置
はトルク制御と速度制御とを組み合わせた系とし
て構成されており、各装置の構成は同一であるの
で第２伸線ブロツクの制御装置４４について説明
する。

制御装置４４において、４５は第２伸線ブロツ
クの電動機４２の速度をダイス４３の減面率に合
わせて設定するための比率設定器で、この比率設
定器４５の入力端子はマスタ速度設定器２５の出
力端子と接続されており、この比率設定器４５の
出力端子の電圧はマスタ速度設定器２５の設定値
に追従して変化するようになつている。

比率設定器４５の出力信号は加え合わせ点４６
に加えられ、電動機４２の速度を検出する速度発
電機４７の信号との差が演算され、その差信号は
速度制御増幅器４８に印加される。加合せ点４６
には速度制御増幅器４８で制御し得る電動機４２
の最高速度の約１％に相当するバイアス信号ΔS
が印加され、比率設定器４５で設定した速度信号
にこのバイアス信号ΔSが加算された値で電動機
速度が設定されるようになつている。このように
ΔSを重畳することによつて速度増幅器４８は、
線材１が断線なしで正常に送給されている場合に
は、その出力が飽和値となる。

速度制御増幅器４８の出力信号はリミツタ５５
に印加される。リミツタ５５には電動機４２を所
定のトルクで運転するように設定するトルク設定
器５０から信号が印加されており、リミツタ５５
の制限値は、このトルク設定器５０の設定値に応
じて変化するようになつている。

リミツタ５５の出力信号は加合せ点４９に印加
され、変流器５１から負帰還される電動機４２の
電機子電流との差が演算されて、その差信号がト
ルク制御増幅器５２に印加される。

速度調節器４８が飽和している状態では最大出
力となつているが、これが制限器（リミツタ）５
５によつてトルク設定器５０で設定された値に制
限されて、加合せ点４９を介して電流（トルク）
制御増幅器５２の電流（トルク）指令値として与
えられる。

電流制御増幅器５２は加合せ点４９で比較され
て、この電流指令値と電流帰還値との偏差に応じ
た出力を位相制御装置５３に与える。

この位相制御装置５３の出力はサイリスタ５４
のゲートに印加され、該サイリスタ５４の点弧位
相を制御するようになつている。

サイリスタ５４の出力電圧は直流電動機４２の
電機子に印加され、該電動機４２を定トルク運転
するようになつている。

第３伸線ブロツク６０の制御装置６４の各構成
部分には第２伸線ブロツク４０の制御装置４４と
類似の符号を付した。

上記のように構成した装置において、マスタ速
度設定器２５を所定のライン速度に設定し、また
比較設定器４５，６５はそれぞれダイス４３，６
３の減面率に見合つた値に設定し、トルク設定器
５０，７０もそれぞれ適宜に設定する。また線材
１をダイス２３，４３，６３に通すとともに回転
ドラム２１，４１，６１に数回程度巻きつけて、
伸線機を運転する。

運転時にはマスタ速度設定器２５の設定値は加
合せ点２６に加えられ、電動機２２の速度を表わ
す信号と突き合わされて、その差が速度制御増幅
器２８に印加される。速度制御増幅器２８は、加
合せ点２６で比較された速度指令値と速度帰還値
との偏差に応じて電流指令値を出力する。電流調
節器２９はこの電流指令値と電流検出器３４から
の電流帰還値との偏差に応じて位相制御装置３０
に電圧指令を与える。位相制御装置３０は、電圧
指令値に応じてサイリスタの位相制御信号を発生
する。

そしてサイリスタ３２は位相制御装置３０の出
力に応じた位相で点弧し、所定の直流電圧を電動
機２２の電機子に印加する。これによつて電動機
２２、したがつて回転ドラム２１はマスタ速度設
定器２５で設定された速度で回転し、回転ドラム
２１により引張られてダイス２３を通つて伸線さ
れながら走行する。

一方マスタ速度設定器２５の設定電圧は比率設
定器４５，６５に印加され、適宜な比率で変換さ
れた電圧が加合せ点４６，６６に印加され、バイ
アス信号ΔSと重畳されるとともに、速度発電機
４７，６７から得られる電動機４２，６２の速度
信号と突き合わされる。その差信号が速度制御増
幅器４８，６８に印加され、その差信号とバイア
ス電圧ΔSとの和に対応した出力電圧を生じる。

このように比率速度設定器４５，６５にバイア
ス信号ΔSを加算するので、速度指令としては最
適値よりΔSだけ大きい値が速度制御増幅器４８，
６８に与えられる。しかし正常時には電動機４
２，６２の速度は回転ドラム４１，６１に巻かれ
た線材１の速度に拘束されるので、速度発電機４
７，６７からの帰還量は速度指令値より小さくな
る。したがつて速度制御増幅器４８，６８の入力
には常に＋ΔSの偏差が加わるので、その出力は
飽和し、最大出力を発生する。

速度制御増幅器４８，６８の飽和出力はリミツ
タ５５，７５に印加され、トルク設定器５０，７
０で設定された値に制限されて、電流（トルク）
指令値として加合せ点５５，７５に印加される。
そして変流器５１で得られた電動機４２，６２の
電機子電流値と突き合わされて、その差信号がト
ルク制御増幅器５２，７２で増幅されて位相制御
装置５３，７３に印加される。そして位相制御装
置５３，７３の出力によりサイリスタ５４，７４
を位相制御して、電動機４２，６２の電機子電流
を制御し、電動機トルクがトルク設定器５０，７
０で設定された値になるようにトルク制御が行な
われる。

上述のようにリミツタ５５，７５が設けられか
つ速度制御増幅器４８，６８にバイアス信号ΔS
が加えられるので、速度制御増幅器４８，６８
は、伸線が正常に行なわれているときには実質的
に動作せず、制御装置４４，６４は電流調節器
（トルク制御増幅器）のみが有効に作用して、ト
ルク制御系として運転される。

上述の制御において、回転ドラム４１によつて
巻取られる線材１の速度は、ダイス４３より前側
（第１伸線ブロツク２０側）の線材速度よりも少
し早くなるように制御され、線材１には充分な張
力が加えられるので回転ドラム２１と４１との間
で線材のたるみは生じない。同様の関係が第２伸
線ブロツク４０と第３伸線ブロツク６０との間の
線材にも成立するので、線材１は回転ドラム４１
或いは６１に充分な力で巻きつけられ、回転ドラ
ム４１，６１の回転にともなつて、ダイスの前段
側の線材に作用するバツクテンシヨンに打勝つて
線材１を引き抜くことができる。

なお速度制御増幅器４８にバイアス電圧ΔSが
印加されていない場合を考えると、比率設定器４
５，６５の設定値がダイス４３，６３の減面率や
線材１の太さ等によつて定まる比率に対して厳密
に対応していない場合、特に比率設定器４５，６
５の出力電圧が所定の値よりも低くなるように設
定されている場合には、電動機４２，６２の速度
が低くなり、回転ドラム４１，６１に線材が巻付
けられる力が弱くなり線材１を充分な張力で引き
抜くことができなくなる。

これに対して、この実施例においては、バイア
ス電圧ΔSを速度指令に重畳するようになつてい
るので、比率設定器４５，６５の設定が多少正確
でない場合でも、上記バイアス電圧ΔSが加算さ
れることによつて、その設定誤差は補償され、電
動機４２，６２は高い速度で運転し、線材１を所
定の張力で引抜くことができる。

なおトルク設定器５０，７０の設定値を変更す
るとリミツタ５５，７５の制限値が変化して電動
機４２，６２の発生トルクも変化して、線材１の
引抜力を変更することができる。また設定トルク
も各段で随意に制御できる。

上述のように線材１が正常に伸線されている間
は、速度制御増幅器４８，６８の出力は飽和値と
なつており、制御装置４４，６４はトルク設定器
５０，７０の設定値で制御されるトルク制御系と
して作用する。しかし、もし線材１が例えば第２
伸線ブロツクのダイス４３の前段側で断線する
と、電動機４２は軽負荷となつて、その速度が上
昇し、加合せ点４６に速度発電機４７から負帰還
される電圧が高くなり、速度制御増幅器４８への
入力電圧は小さくなる。そのため速度制御増幅器
４８の飽和が解除され、制御装置４４は速度制御
系として作動し、電動機４２は比率設定器４５の
設定値とバイアス電圧ΔSとの和に対応した速度
に制御される。この場合、バイアス電圧ΔSは速
度制御増幅器４８がとり得る最高速度の１％程度
に設定されており、ΔSとしては、速度制御増幅
器４８がとり得る最高速度の１％程度としている
ということであり、実際には速度制御増幅器４８
はとり得る最高速度以下の点で動作させているの
で１％程度のものが入力に加わつてもその分を含
めた出力を出すことができるので、断線によつて
電動機４２が軽負荷となつても、その速度は比率
設定器４５の設定値よりも少し高くなるだけで、
電動機４２が暴走することはない。

なお上述の実施例において、トルク設定器５
０，７０に代えて、或いはこれと共に、ラインの
加減速時に動作する設定器の信号を加合せ点４
９，６９に印加することにより、加減速時にも線
材１を所定トルクで引抜くことができる。

また上述の実施例は定トルク領域での制御を示
しているが定出力領域においても、関数発生器に
より界磁弱め度に従い電機子電流を増すことによ
つて電動機トルクを一定にすることができる。

以上詳述したようにこの発明は伸線機において
各ブロツクの電動機をそれぞれ独立の電源で駆動
するようになつているから、汎用の電動機と汎用
の電圧の電源を用いることができるとともに、初
段の伸線ブロツクは定速度制御系とし、第２段以
後の伸線ブロツクは定トルク制御系として線材を
引抜くようにしたから、ダンサーロールなしで線
材に所定の張力を与えることができるようにな
り、ダンサーロールおよびその制御装置が不要と
なるので安価な装置とすることができる。

またダンサーロールがないために線材は各ブロ
ツク間では直線状に走行するので、線材の被覆が
損傷されることがなく、さらに線材を回転ドラム
に巻付ける回数が少なくても充分な引抜きを行な
うことができるので、太い線材をも容易に取扱う
ことができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は伸線機において電動機を直列接続した
制御方式を示す回路図、第２図はダンサーロール
を用いた伸線機の一例を示す回路図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す回路図である。 １……線材、２０，４０，６０……伸線ブロツ
ク、２１，４１，６１……回転ドラム、２２，４
２，６２……電動機、２３，４３，６３……ダイ
ス、２４，４４，６４……制御装置、２５……マ
スタ速度設定器、４５，６５……比率設定器、２
８，４８，６８……速度制御増幅器、３０……位
相制御装置、５０，７０……トルク設定器、５
１，７１……変流器、５２，７２……トルク制御
増幅器、５３，７３……位相制御装置、５５，７
５……リミツタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数段の伸線ブロツクのそれぞれに設けた回
   転ドラムに線材を巻き付けるとともに、各回転ド
   ラムを個別の電動機により駆動することにより、
   各回転ドラムの前側に設けたダイスに線材を通し
   て伸線するようにしたストレート伸線機におい
   て、 前記の全部の段の伸線ブロツクにはそれぞれ、
   電動機に供給する電力を制御する電力変換器と、
   この電力変換器に電流指令値と電流実際値との偏
   差に応じて制御指令を与える電流調節器と、この
   電流調節器に速度設定値と速度実際値との偏差に
   応じて電流指令を与える速度調節器とを設け、 ２段目以降の伸線ブロツクにはそれぞれ、さら
   に、前記各速度調節器から各電流調節器へ与える
   電流指令値を予め設定された制限値以下に制限す
   るリミツタを付加的に設けるとともに、 初段の伸線ブロツクの速度調節器に、マスタ設
   定器から所定の速度設定値を与え、かつ、２段目
   以降の伸線ブロツクの速度調節器にそれぞれ、初
   段の伸線ブロツクに与えられた速度設定値と各段
   のダイスの減面率で決まる速度よりわずかに大き
   い値となるようにバイアスの加えられた速度設定
   手段を設けたことを特徴とするストレート伸線機
   の速度制御装置。