PT965394E - Processo para o controlo do accionamento de uma maquina estiradora e dispositivo estirador - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA O CONTROLO DO ACCIONAMENTO DE DMA MAQUINA ESTIRADORA E DISPOSITIVO ESTIRADOR" A presente invenção refere-se a um processo para o controlo do accionamento de uma máquina estiradora, mais particularmente de um dispositivo estirador, assim como de um dispositivo para estirar materiais metálicos a extrudir.

As máquinas estiradoras ou, mais particularmente, os dispositivos estiradores para estirar materiais a extrudir apresentam vários discos estiradores, por cima dos quais o material a extrudir, por exemplo o arame, é conduzido em pelo menos um, ou de preferência vários abraçamentos, sendo enfiado, para diminuição da sua secção transversal, através de fieiras dispostas entre os discos estiradores.

Em função da secção transversal de entrada definida na fieira e da secção transversal de saida definida na fieira, obtém-se um alongamento definido do arame. O número de rotações dos discos estiradores em cada passo do estiramento deve ser tanto maior quanto maior for o alongamento do arame, em cada passo de estiramento.

Devido aos alongamentos de arame tecnologicamente pré-definidos são utilizadas transmissões de accionamento colocadas de modo correspondente, nas quais através de multiplicadores de transmissão correspondentes são geradas as diferenças de número de rotações correspondentes entre cada um dos discos estiradores.

Dependendo da capacidade de deformação do material do arame, foram introduzidos na técnica de estiramento vários passos de estiramento para as fieiras. Os alongamentos do 1

-~7 arame que resultam dos passos de estiramento têm que ser considerados nas máquinas estiradoras através de multiplicadores de transmissão adaptados aos discos estiradores. Para compensar desvios nos passos das fieiras ou eventual desgaste das fieiras, nas máquinas estiradoras com transmissão mecânica trabalha-se com um seio (para compensação de velocidades), quer dizer, com excepção do disco de pucho, após a última fieira todos os discos estiradores correm demasiadamente depressa em relação ao arame.

Este processo de estiramento com seio só é possível com alguns materiais para arame e justificável somente em tracção em meio líquido. Outros materiais, tal como por exemplo arame de aço, são puxados sem seio no processo de tracção em seco. Aqui, em caso de haver seio, os discos estiradores iriam imediatamente desgastar-se e o arame danificar-se-ia. De acordo com o estado da técnica, o funcionamento sem seio destas máquinas através de discos estiradores accionados isoladamente, é realizado com respectivamente um circuito de controlo, tal como um rolo tensor ou um rolo apalpador entre os discos estiradores ou com uma concentração de arames sobre os discos estiradores.

Para melhorar o funcionamento de uma máquina estiradora deste género que funciona sem deslizamento de acordo com a EP 679 452 Al, é proposto um processo no qual o funcionamento de ajuste e produção de uma. máquina estiradora múltipla, deve ter lugar automaticamente e as grandezas, ou sinais necessários para o processo de controlo, tal como a velocidade do material e a força, devem ser captados respectivamente do número de rotações e binário, ou do número de rotações e corrente, ou do número de rotações e potência dos propulsores, sendo medidos directamente através de dispositivos de medição. 2

Neste caso, o último propulsor visto na direcção do fluxo do material não funciona como um denominado accionador de condução, sendo antes colocado à frente deste um regulador de velocidade, o qual por sua vez na sua saída preestabelece um valor nominal de sobrecarga do equipamento o qual funciona para todos os dispositivos de comando e controlo como valor nominal de carga. A construção deste processo é muito complicada e é apropriado somente para processos de estiramento sem seio, por conseguinte somente para arames de aço em estiramento a seco.

Além disso, nos propulsores dos discos estiradores da máquina estiradora de arame sem seio, encontram-se previstos travões para impedir uma rotação contrária dos discos estiradores após se ter desligado a máquina estiradora. A presente invenção tem por isso como objectivo criar um processo para o controlo do accionamento sem seio de uma máquina estiradora em meio líquido, sem dispositivos adicionais, tal como rolo tensor, etc., em que todos os ajustes são executados pela própria máquina e através do seu controlo, sendo adaptadas ao estado de funcionamento ideal. Além disso, o processo deve ser apropriado em especial para estirar arame e perfis de cobre, ligas de cobre e outras matérias-primas especiais, as quais normalmente são estiradas em meio líquido, sendo que se deve alcançar um melhoramento da qualidade do produto final.

Este objectivo é alcançado através das características da reivindicação Π.

Além disso, a presente invenção tem como objectivo criar um dispositivo para estirar material a extrudir de todo o género, em especial cobre, ligas de cobre e outras matérias-primas especiais, O qual no funcionamento sem seio possa 3 funcionar com uma velocidade especialmente elevada e que apresente uma construção simples em que não são necessários os dispositivos apalpadores, rolos tensores ou elementos de carga ou travões.

Este objectivo é alcançado através das caracteristicas da reivindicação 16.

Para obter o funcionamento sem seio de uma máquina estiradora, não têm somente que ser adaptados o número de rotações dos discos estiradores exactamente ao alongamento dos arames do passo da fieira, mas também têm que ser controlados os binários que surgem nos discos estiradores. Nas alterações das técnicas do processo, alteram-se também os binários nos discos estiradores.

Os binários totais nos discos estiradores dependem de vários parâmetros, tal como por exemplo grau de deformação, atrito entre arame e fieiras, constituição dos meios estiradores, polimento das fieiras, assim como potência mecânica e hidráulica perdida. Os binários totais são constituídos deste modo dos momentos úteis e momentos de atrito. No geral é válida a seguinte relação:

Mtotal — ^Útil "* Mfitrito/ em que

J Mútil — ^Deformação ^ ^Atrito da fieira e ^Atrito ” ^Atrito mecânico i ^Atrito hidráulico.

Com a solução de acordo com a invenção, é além disso possível captar separadamente os momentos úteis e momentos de aLrilo, reconhecer alterações do binário total, e atribuir as

alterações a cada um dos binários e de modo a que se possa eventualmente controlar posteriormente. As alterações do binário devido ao desgaste da fieira ou aumentos do diâmetro da fieira são reconhecidas e corrigidas através do controlo posterior do número de rotações dos discos, nos discos estiradores instalados à frente, de modo que se mantém o funcionamento sem seio.

De acordo com a invenção, o processo para o controlo do accionamento de uma máquina estiradora caracteriza-se pelos seguintes passos: determinação automática do binário útil necessário para o processo de deformação em cada um dos passos de estiramento em cada processo de arranque com uma velocidade pequena e constante em funcionamento com seio, em que é formado a partir dos binários úteis, de cada dois discos estiradores contíguos, um valor de comparação dos binários de referência, determinação do binário útil nos passos de estiramento no funcionamento da produção sem seio, e formação de uma comparação de cada dois discos estiradores contíguos para formação de cada um de um primeiro valor de comparação de binário, comparação do primeiro valor captado de comparação do binário com o valor de comparação de referência dos binários pré-definido, e, em caso de desvio do primeiro valor actual de comparação dos binários do valor de comparação de referência dos binários, sobreposição do controlo do número de rotações dos propulsores de tal modo que o respectivo propulsor mais lento altera durante o tempo necessário o número de rotações do disco estirador correspondente até que a 5 diferença entre os valores de comparação do binário no essencial seja novamente ϋ.

De acordo com a presente invenção, o dispositivo estirador caracteriza-se por o dispositivo de controlo: determinar automaticamente o binário útil necessário para o processo de deformação em cada um dos passos de estiramento em cada processo de arranque com uma velocidade baixa constante no funcionamento com seio, em que, a partir dos binários úteis de dois discos estiradores respectivamente contíguos, calcula um valor de comparação de referência dos binários, captar o binário útil a partir dos passos de estiramento no funcionamento da produção sem seio e o binário útil de cada dois discos estiradores contíguos para formação de cada um primeiro valor de comparação de binário, comparar o primeiro valor de comparação do binário captado com o valor de comparação de referência dos binários pré-definido, e em caso de desvio do primeiro valor actual de comparação do binário, do valor de comparação de referência dos binários, sobrepor o controlo do número de rotações do propulsor de tal modo, que o accionamento mais lento respectivo altera o número de rotações dos discos estiradores respectivos até que o desvio entre os valores de comparação dos binários no essencial seja novamente 0.

De acordo com a presente invenção, as velocidades dos discos estiradores adaptam-se ao processo ou seja ao funcionamento do estiramento. Neste caso cada alteração é regulada de tal modo nas fieiras, que a velocidade de rotação dos discos é sempre idêntica à velocidade do arame. 6

0 controlo do processo de acordo com a invenção baseia-se no essencial também por os valores úteis dos binários serem comparados com valores de referência. Estes valores de referência são determinados e armazenados vantajosamente no arranque da máquina, o qual tem lugar no funcionamento com seio. Isto pode ter lugar logo após as primeiras rotações dos discos estiradores, em que o modelo do binário captado em todo o dispositivo é armazenado como modelo da máquina. Este modelo da máquina serve depois como valor de referência para o funcionamento sem seio. Neste caso, é garantido que o modelo da máquina se mantém inalterado, pelo que eventualmente é previsto um circuito de controlo próprio. 0 momento de atrito de cada disco estirador é captado automaticamente em função da velocidade. Esta determinação do momento de atrito tem lugar uma só vez num funcionamento sem arame, sendo o momento obtido do motor a vários passos de velocidade entre a velocidade mínima e máxima, captado e armazenado. É calculada automaticamente pelo propulsor uma "linha característica do momento de atrito" através da interpolação entre cada um dos valores de medição, de modo que para cada número de rotações se encontre presente um valor para o momento de atrito.

Na determinação dos binários úteis a uma velocidade baixa e constante no funcionamento' com seio, o momento de atrito é desprezavelmente- pequeno, de modo que o binário medido no motor corresponde ao binário útil. A presente invenção apresenta várias vantagens consideráveis em relação ao estado da técnica.

Através da formação dos valores de comparação do binário no funcionamento em produção e através do modelo armazenado da máquina ou dispositivo, o dispositivo pode distinguir entre alterações locais num certo disco estirador, que pode ser regulado relativamente ao número dc rotações, e 7

alterações que se estendem ao sistema que não exigem qualquer controlo relativamente ao número de rotações. 0 dispositivo ou seja o processo reconhece por exemplo cada alteração na força de deformação, devido às alterações na dimensão ou qualidade do arame que entra. De acordo com a invenção, o diapositivo aprende a retirar depois por si os dados medidos alterados, ajustando-se automaticamente ao novo material.

Deste modo, tem lugar o processo de estiramento com um mínimo de sobrecarga do arame, sendo garantido um máximo da qualidade da superfície do arame, o que não era possível em especial na produção de arames de cobre, arames de ligas de cobre ou matérias-primas especiais.

Dado que nos processos de produção correntes de arames de cobre também foi utilizada uma transmissão de força passível de seio, obtém-se através do processo de acordo com a invenção um desgaste cada vez menor dos discos estiradores.

Através do processo de estiramento executado sempre com seio no estado da técnica corrente produzia-se um considerável ruído incómodo típico deste género de dispositivos estiradores de arame (até 120 decibéis), o que por motivos de técnica de funcionamento frequentemente obrigava a dispendiosos isolamentos sonoros deste género de máquinas. Devido ao funcionamento sem seio do dispositivo, ao estirar "arame, estes ruídos desaparecem e o dispositivo de acordo com a invenção produz somente ruídos abaixo do nível de ruído máximo permitido nos locais de funcionamento, de modo que não são necessários os dispendiosos isolamentos sonoros.

Devido ao estiramento de arame sem seio de arames de cobre e arames de ligas de cobre ou seja matérias-primas especiais é também possível produzir perfis deste género de matérias-primas no dispositivo de acordo com a invenção. 8

Além disso, obtém-se a grande vantagem de as perdas de seio, tal como surgem nos processos correntes passíveis de seio, poderem ser evitadas, o que conduz a enormes economias de energia.

Além disso, pode-se em relação a processos e dispositivos correntes aumentar consideravelmente a flexibilidade dado que, através do controlo de acordo com a invenção, por exemplo ao saltar por cima de passos de estiramento, através da adaptação simples autoreguladora ter lugar a relação de velocidade adequada dos passos de estiramento que se seguem uns aos outros. Isto conduz também a uma visível e muito maior disponibilidade do dispositivo, dado que em caso de reparação de um passo estiramento, não tem que se parar toda a máquina. 0 modo de funcionamento sem seio de acordo com o processo de acordo com a invenção é alcançado de modo excelente por o valor pré-definido do seio no funcionamento estacionário da máquina de estiramento ser negativo. Deste modo, consegue-se que o disco estirador correspondente, de qualquer modo, não rode mais depressa que o arame que o rodeia, pelo que o desgaste é visivelmente diminuído.

Dado que o controlo do número de rotações dos discos estiradores tem lugar a partir do número de rotações do, último disco estirador, também denominado "disco de pucho", a partir do valor nominal piloto,, o controlo começa de modo simples a partir do número máximo de rotações do último disco estirador. O processo de acordo com a invenção é apropriado de modo excelente para o funcionamento de uma máquina de estiramento em meio líquido, em que devido ao controlo previsto são possíveis vários estados de funcionamento, desde o funcionamento passível de seio até ao funcionamento sem seio. 9 ?

Vantajosamente, são utilizados como propulsores motores eléctricos e, no arranque, cada propulsor do dispositivo é alimentado com a carga máxima. Isto tem lugar por exemplo numa sequência temporal do primeiro até ao último disco estirador, após o qual tem lugar o arranque do dispositivo. 0 processo de alimentação tem lugar num tempo muito curto, de modo que se encontra garantido que, primeiro, começa a rodar o último disco estirador, começando os que se encontram à frente de acordo com o controlo, segundo a invenção, também a rodar. Em especial, através das medidas acima descritas, torna-se possível um arranque suave sem soluços da máquina.

Além disso, vantajosamente, a alimentação dos motores é de tal modo controlada que o material ou seja o material a extrudir em caso de paragem da máquina se encontra afrouxado. Deste modo, não são necessários quaisquer travões ou outros dispositivos de aperto.

Vantajosamente, no arranque é previsto um seio visível o qual todavia é rapidamente fortemente diminuído (por exemplo de 50% a 2%) , em que é prevista uma velocidade de linha pequena do material a extrudir, a qual de preferência se encontra abaixo de 5% da velocidade máxima. Ainda de maior preferência esta velocidade encontra-se a 2% da velocidade máxima. De preferência os valores de referência são depois captados a esta velocidade de linha pequena. ^ ^

Com esta velocidade pequena, já podem ser captados todos os parâmetros necessários.

Depois, vantajosamente é mudado para o funcionamento sem seio, sendo e máquina estiradora ou dispositivo estirador elevada para a velocidade de funcionamento, o que por sua vez garante o resultado de trabalho de alto valor qualitativo correspondente. 10

Para a optimização de um andamento de funcionamento estável, encontra-se previsto, de acordo com a invenção, que o valor de seio pré-definido seja igual pelo menos para todos os discos estiradores, cujo número de rotações é regulado dependendo do valor de comparação. De preferência, o valor de seio negativo é de pelo menos -0,1%. Com este valor é garantido que não surja nenhum seio entre o disco estirador e o arame, tornando possível um controlo estável do funcionamento sem seio.

Com especial vantagem, o primeiro propulsor na direcção do estiramento é retirado pelo controlo. Isto conduz por sua vez a uma estabilização do funcionamento, dado que se mantém sem serem tomados em consideração possíveis oscilações, por exemplo devido a um diâmetro alterado ou rigidez alterada do material que entra. No momento em que no primeiro propulsor é verificada uma alteração, o segundo propulsor é também desligado em relação ao controlo da compensação da carga, como acontece através do processamento da diferença do binário. Se prosseguir a alteração, devido a uma densidade de entrada diferente do primeiro propulsor, através do segundo e através dos propulsores seguintes, então o controlo pressupõe que as alterações são devidas ao material, e o número de rotações não tem por isso que ser corrigido. Deste modo é também garantido que a troca de material em caso de soldadura não tem qualquer influência sobre o controlo do dispositivo estirador.

Além disso, com o processo de acordo com a invenção, é, conseguido que o dispositivo seja de aprendizagem automática, pelo que tem lugar uma optimização automática em limites pré-definidos, tendo lugar assim uma adaptação a cada novo material que chegue.

Com vantagem adicional, para a determinação exacta do valor de referência, é executada uma medição dos valores característicos de atrito, que englobam o atrito mecânico, 11

tal como motor, engrenagem e vedações, ou hidroatrito, tal como patinagem durante o funcionamento em meio liquido, em que os valores são determinados em vazio e armazenados como valores de referência.

Numa forma de realização preferida, o primeiro valor de comparação do binário é calculado a partir da diferença dos binários de dois discos estiradores contíguos. Neste caso obtém-se o primeiro valor ΔΜι de comparação dos binários tal como se segue: ΔΜι = Mi _ Mi-i.

Numa forma de realização alternativa preferida o primeiro valor ΔΜι de comparação dos binários é calculado do quociente dos binários de dois discos estiradores contíguos, podendo ser calculado tal como se segue: ΔΜι = Mi / Mi-i, em que nas duas fórmulas, i é o número de discos estiradores.

As vantagens descritas anteriormente são válidas de modo correspondente tanto para o processo como para o dispositivo de acordo com a invenção.

Os pormenores adicionais, características e vantagens da invenção poderão ser obtidos da descrição seguinte tomando como referência os desenhos anexos. As figuras representam:

Figura 1 representação esquemática do dispositivo estirador de acordo com a invenção, em vista lateral,

Figura 2 vista superior sobre um dispositivo estirador de acordo com a invenção, de acordo com a figura 1; e 12

Figura 3 diagrama funcional de um primeiro troço preferido, que se repete, de um dispositivo de controlo de acordo com a invenção, com controlo da diferença dos momentos,

Figura 4 diagrama funcional de um segundo troço preferido, que se repete, de um dispositivo de controlo de acordo com a invenção, com controlo do quociente dos momentos.

De seguida, antes de tudo é descrito o dispositivo de acordo com a invenção para estirar material a extrudir, sendo a seguir descrito o funcionamento do dispositivo ou seja do processo de acordo com a invenção.

Na figura 1 encontra-se representado em vista lateral um dispositivo 1 para estirar arame. 0 dispositivo 1 apresenta três troços 3 de máquina estiradora construídos modularmente que, na direcção de estirar de um arame 5, se encontram construídos uns atrás dos outros. A vantagem dos troços 3 construídos modularmente do dispositivo 1 é por um lado tanto a fácil portabilidade de cada um dos troços 3 como também a possibilidade de prever menos ou mais que três troços para um dispositivo 1 de acordo com a invenção.

Cada troço 3 modular apresenta quatro discos estiradores 7, entre os quais se encontram proporcionadas fieiras.9. Nume fieira 9 respectiva encontra-se adicionalmente proporcionado um rolo condutor 11.

Os discos estiradores 7 são rodados, tal como se encontra representado na figura 1, no sentido dos ponteiros do relógio, tal como as setas representadas indicam. 0 arame 5 é introduzido na primeira fieira 14 através de um dispositivo de introdução 13. Depois, o arame é enrolado de modo correspondente uma ou várias vezes em redor do 13

primeiro disco estirador 7 e introduzido através das fieiras 9 adicionais.

No dispositivo representado na figura 1, o arame 5 é introduzido por cima de todos os discos estiradores 7 e através de todas as fieiras 9 ou seja 14. Tal como é visível, a direcção do arame do primeiro disco estirador até ao último é no essencial de preferência exactamente direito.

No fim do troço 3 modular encontra-se um dispositivo ou estação 15 de transporte no qual se encontra previsto um disco de pucho 17 como último disco.

No dispositivo 1 representado, trata-se de uma máquina de estirar em meio líquido, em que os troços 3 modulares se encontram encapsulados de modo correspondente, para acolher de modo vedante o líquido refrigerante e lubrificante injectado do exterior. 0 disco de pucho 17 encontra-se, dado que corre em seco, por isso colocado separado. O disco de pucho 17 é accionado através de um motor 19 em que a ligação entre o motor 19 e o veio do disco de pucho 17 tem lugar por meio de uma propulsão por banda 21.

Atrás dos troços 3 modulares e distanciados destes, encontra-se um dispositivo de comando e controlo 23, o qual acolhe os circuitos de controlo e todos os -controlos electrónicos do dispositivo de acordo com a invenção.

Passa-se agora a tomar como referência a figura 2, a qual apresenta uma vista superior sobre o dispositivo 1 de acordo com a invenção da figura 1. Neste caso, os mesmos elementos encontram-se dotados com as mesmas referências tal como na figura 1. 14

Tal como é visível da figura 2, cada disco estirador 7 apresenta um propulsor próprio ou seja um dispositivo de propulsão 25 próprio, em que cada dispositivo de propulsão 25 acciona directamente um disco estirador 7. O dispositivo de propulsão 25 compreende um motor eléctrico e eventualmente uma transmissão multiplicadora.

Cada dispositivo propulsor 25 e também o dispositivo propulsor 19 do disco de pucho 17 apresenta uma linha de ligação 27 que transmite os sinais captados do dispositivo propulsor para o dispositivo de controlo 23. Além disso, encontra-se previsto para cada dispositivo propulsor 25 correspondente ao motor 19 uma linha de ligação 29 que transmite os sinais que saem do dispositivo de controlo 23 para o dispositivo propulsor correspondente.

No dispositivo de controlo 23, é executado todo o controlo e controlo do dispositivo 1 de acordo com a invenção, em que na figura 3 se encontra representado o esquema de funcionamento de um elemento de dispositivo de controlo entre dois discos estiradores contíguos. Tomando como referência a figura 3, é também descrito o processo de acordo com a invenção.

Na figura 3 encontra-se representado um diagrama funcional 31 de uma primeira forma de realização do dispositivo dê- controlo 23, o qual apresenta módulos 33 de? dispositivo- de controlo, cujo número corresponde ao número dos discos estiradores 7. No caso da figura 3, encontra-se representado o módulo de controlo 33 que se encontra previsto para o controlo entre o último disco estirador 7 e o disco de pucho 17. 0 binário do disco de pucho 17, indicado com Mdl7, é introduzido através da linha de dados 35 num circuito adicionador 37. Através de uma linha de dados 39, o binário Md7 do motor do disco estirador 7 é igualmente introduzido no 15 “7

circuito adicionador 37 e neste circuito da adição 37 retirado do valor do Mdl7. 0 primeiro valor ΔΜι da diferença de binário que resulta daqui é introduzido, de acordo com 41 (dado que se trata de um accionamento digital, que funciona somente por software, não existem linhas de dados no sentido físico a partir deste local) num segundo circuito da adição 43. Um valor de referência AML armazenado existente numa memória 45 é comparado ao valor ΔΜι no circuito adicionador 43. Daqui obtém-se um segundo valor ΔΜ2 da diferença dos binários. Este é transmitido filtrado de modo correspondente através de um circuito de banda morta 47 e vai dar, de acordo com 4 9, num circuito da adição 51 adicional. No circuito da adição 51 o valor ΔΜ2 é comparado com pelo menos um valor adicional, e transmitido depois através de 53 como valor nominal AS de accionamento. 0 valor nominal AS de accionamento é transmitido depois através de circuitos adicionais, que serão descritos posteriormente, alimentado para uma frequência piloto LF, e ao propulsor A7 do disco estirador 7. O valor AS depende no essencial de dois parâmetros. No bloco 55 encontra-se armazenado um valor S, o qual corresponde ao valor de seio pré-definido após a fase de arranque. Este valor S é introduzido de acordo com 57 e um interruptor 59 no circuito adicionador 51.

Num bloco 61 encontra-se colocado, tal como é visível, uma curva de'função de seio SFK dependente (como uma função.) do tempo, sendo introduzido um valor correspondente de acordo com 63, e através do interruptor 59, no circuito da adição 51, tal como é visível da figura 3, efectuando o interruptor 59 a ligação entre o bloco 61 e o circuito da adição 51. 0 dispositivo encontra-se assim em funcionamento de arranque. O sinal AS emitido pelo circuito adicionador 51 é trabalhado num circuito integrador G5. A ligação do circuito 16 integrador 65 tem lugar todavia somente quando o interruptor 59 se encontra na posição, do lado direito, não representada na figura 3, onde ele, de acordo com 57, se encontra ligado ao bloco 55. 0 sinal emitido pelo circuito integrador 65 é entregue de acordo com 67 a um circuito multiplicador 69. No circuito multiplicador 69 o valor AS que chega é multiplicado pelo valor da frequência piloto LF (através de 71) e introduzido num circuito adicionador 73 adicional. Neste circuito adicionador o valor resultante da multiplicação do valor AS pelo valor LF é adicionado ao valor LF correspondente. 0 valor calculado no circuito adicionador 73 é captado (de acordo com 75) e multiplicado através de um bloco de multiplicação 77 pelo valor pré-inserido da relação do número de rotações (elevação do número de rotações devido à diminuição da secção transversal e multiplicação da transmissão) e depois entregue ao propulsor A7 do disco estirador 7. 0 novo valor piloto LF1 entregue pelo circuito adicionador 73 é colocado novamente à disposição do circuito de controlo vizinho através de 79.

Tal como é visível na parte superior da figura 3,rf o valor Mdl7 é retirado da linha de dados 35 e conduzido através da linha - de dados 81 para o interruptor 83. 0 interruptor 83 serve para a interrupção do fluxo de dados do valor Mdl7 do binário para o próximo valor dianteiro de referência.

No bloco 85 é apresentado o valor do controlo posterior, em que se pode prever a possibilidade de uma delimitação do controlo posterior. 17

No bloco 87 encontra-se representado esquematicamente a possibilidade da intervenção manual. O processo de acordo com a invenção será de seguida descrito tomando como referência a figura 3. Neste caso é em especial indicado o funcionamento do inicio do arranque e inicio do controlo até ao funcionamento estacionário completo do dispositivo estirador.

No arranque do dispositivo estirador, o interruptor 59 encontra-se accionado tal como se encontra representado na figura 3. Devido à curva SFK no bloco 61, após o arranque de todos os discos estiradores, começa-se antes de tudo com um grande seio, por exemplo à volta de 50%, o qual todavia de acordo com a curva SFK é rapidamente diminuído.

Após a diminuição do valor, no qual a velocidade de estiramento no disco de pucho se encontra em 0,7 a 0,8 m/s, os valores ΔΜι da diferença do binário captados, são armazenados na memória 45 como valor de referência AML.

De seguida, o interruptor 59 é comutado, sendo introduzido no circuito adicionador 51 um seio negativo. Deste modo ajusta-se um accionamento sem seio de todos os discos estiradores 7, chamando-se novamente a atenção para que o disco de pucho 19 funciona basicamente sem seio.

Para estabilização do circuito de controlo, é previsto o circuito de banda morta 47 que contém uma função de limite. Só depois de exceder o valor limite e/ou diminuir abaixo do mínimo do segundo valor ΔΜ2 da diferença do binário de um valor limite positivo, ou seja negativo pré-definido, é que o valor é transmitido através de 49.

Também o circuito de integração 65 serve para a estabilidade do circuito de controlo e só é activado no caso de comutação do interruptor 59 para ligação ao bloco 55. 18

Ao arrancar e alcançar o estado de funcionamento estacionário com a velocidade máxima pré-definida, é determinada constantemente a diferença do momento útil entre os dois discos estiradores 7 contíguos. Ao aumentar a diferença e manter este desvio por mais do que uma dada duração de tempo, por exemplo 3 segundos, o equipamento é controlado posteriormente de tal modo que a velocidade dos discos estiradores mais lentos e de todos os discos que se encontrem à esquerda do mesmo é aumentada com cuidado, sendo deste modo a diferença equilibrada em relação ao valor de referência. No caso contrário, em que a diferença se torna menor, o número de rotações dos discos estiradores mais lentos é diminuído.

Por motivos técnicos de controlo é dada uma certa manutenção do desvio durante pelo menos 3 segundos.

Dado que são consideradas sempre somente as diferenças de dois discos estiradores contíguos, as alterações tecnológicas que dizem respeito a todo o dispositivo não têm qualquer influência sobre o controlo. Deste modo só é corrigido quando a diferença se altera e pode ser aceite que a alteração tenha então lugar somente em um dos dois propulsores.

No dispositivo -de controlo de acordo com a invenção, é representado além disso, tanto o alongamento de dados real entre dois discos estiradores 7 contíguos, como também o diâmetro final exacto do material a extrudir ou seja do arame da máquina de estirar. Deste modo é evitada em especial a desvantagem de ser fabricado um diâmetro maior dado que a última fieira estava sujeita a um desgaste correspondente. Esta determinação exacta do diâmetro final do arame estirado pode deste modo economizar elevados custos, dado que normalmente só é pago o diâmetro pré-ajustado e encomendado e em caso de diâmetros maiores e comprimento igual do arame, o 19

,¾ encargo do material excedente fica por conta do fabricante do arame.

Na figura 4 encontra-se representada uma realização alternativa preferida do dispositivo de controlo. A diferença essencial do módulo do dispositivo de controlo 34 ali representado encontra-se na zona superior da figura 4. No restante, as mesmas peças ou seja componentes encontram-se dotados com as mesmas referências.

Da linha de dados 35 é captado o valor Mdl7 do binário e introduzido num bloco de quocientes 36. Através de uma linha de dados 38 é conduzido para o bloco de quocientes 36 o valor Md7 do binário. No bloco de quocientes 36 os sinais são depois trabalhados tais como se segue:

Mdl7xl00%/Md7. 0 resultado é conduzido para um bloco de adição 40 ao qual um valor negativo de 100% adicionado é retirado. Isto resulta deste modo numa normalização sobre um valor de percentagem que forma depois o primeiro valor ΔΜι de comparação de binário. De seguida tem lugar o mesmo processamento que no diagrama funcional 33 da figura 3.

Com1'a presente invenção é criado deste modo tanto um processo para o controlo de propulsão de uma máquina,, estiradora como também um dispositivo para estirar material a' extrudir em especial de arame, com o qual podem ser trabalhados arames de todos os géneros em especial também arames de cobre, arames de ligas de cobre ou matérias-primas especiais. Deste modo é alcançada uma velocidade de estiramento de arame consideravelmente elevada em relação ao até agora processo de estiramento de arame sem seio, sendo, devido aos estados de funcionamento exacto que se podem obter através do estiramento sem seio, alcançado um evidente melhoramento do produto. isto manifesta-se não só na 20 consistência do material mas também na qualidade correspondente da superfície, em que para o fabricante de arame existe adicionalmente a vantagem de uma determinação exacta do diâmetro do arame final, podendo assim ser evitados diâmetros maiores que não são pagos.

Através da possibilidade de funcionamento tanto passível de seio como também do funcionamento sem seio do dispositivo de estiramento, é obtida uma aplicabilidade universal do dispositivo de estiramento, em que desaparecem as desvantagens actuais do estiramento em meio líquido e em especial o elevado incómodo provocado pelo ruído através do estiramento passível de seio.

Com especial vantagem, com o processo de acordo com a invenção é garantido um modo de funcionamento sem seio controlado automaticamente pelo dispositivo que torna desnecessário a intervenção de um operador. Para ajustar a máquina deverão ser introduzidos os respectivos parâmetros das fieiras, após o que, devido ao controlo completo e funcionamento automático dos propulsores, o dispositivo estirador pode funcionar totalmente de modo automático. Deste modo os dispositivo adicionais dispendiosos tais como rolos tensores, rolos apalpadores, travões, etc. podem ser dispensados, pelo que é necessário um gasto muito menor.

Lisboa, 28 de Novembro de 2001

21

Claims (23)

1. λ

   <Cpy^-γ REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o controlo do accionamento para o funcionamento sem escorregamento de uma máquina estiradora múltipla ou seja de um dispositivo estirador (1) que apresenta vários discos estiradores (7, 17) para estirar um material a extrudir, em especial um arame (5), em que cada um dos propulsores atribuídos (25, 19) controláveis separadamente pode ser accionável, podendo ser previstos entre os discos estiradores, fieiras (9) que servem para diminuir a secção transversal e assim alongar o material estirado, em que em cada propulsor são retirados ou seja captados automaticamente certos parâmetros, tais como o binário, o numero de rotações e os valores de correcção, caracterizado pelos seguintes passos: a) determinação automática do binário útil necessário para o processo de deformação em cada um dos passos de estiramento em cada processo de arranque com uma velocidade pequena e constante em funcionamento com seio, em que é formado, a partir dos binários úteis, de cada dois discos estiradores contíguos, um valor de comparação (AML) dos binários de referência, b) determinação do binário útil nos passos de estiramento no funcionamento da produção sem seio, e formação de uma comparação de cada dois discos estiradores contíguos para formação de cada um de um primeiro valor de comparação (ΔΜι) de binário. c) comparação do primeiro valor captado de comparação (AMi) do binário com o valor de comparação (ΔΜϊ,) do binário de referência pré-definido, e 1

   d) em caso de desvio do primeiro valor actual de comparação (ΔΜι) dos binários do valor de comparação (AML) de referência do binário, sobreposição do controlo do número de rotações dos propulsores de tal modo que o respectivo propulsor mais lento altera durante o tempo necessário o número de rotações do disco estirador correspondente, até que a diferença entre os valores de comparação do binário no essencial seja novamente 0.

   Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o valor pré-definido do seio no funcionamento estacionário da máquina de estiramento ser negativo.
2. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado por o controlo do número de rotações dos discos estiradores ter lugar a partir do número de rotações (valor nominal piloto) do último disco estirador (disco de pucho 17), dependendo o número de rotações do disco estirador respectivo do valor nominal piloto.
3. 4. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por ser executado numa máquina estiradora em meio liquido.
4. 5. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os propulsores dos discos estiradores (7, 17) serem electromotores (25-, 19), epor durante o arranque da máquina estiradora ou seja do dispositivo estirador (1) cada propulsor ser alimentado com a carga máxima.
5. 6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a alimentação dos motores (25, 19) ser de tal modo controlada que o material a extrudir (arame 5) é afrouxado no caso de paragem da máquina estiradora. 2 7
6. 7. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por no arranque se encontrar previsto um seio significativo, o qual é rapidamente fortemente reduzido (bloco 61), em que é prevista uma pequena velocidade de linha do material a extrudir, a qual se encontra de preferência abaixo de 5% da velocidade máxima.
7. 8. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o arranque da máquina ter lugar, em funcionamento sem seio, da velocidade mais baixa da linha até à velocidade de funcionamento.
8. 9. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o valor de seio pré-definido ser pelo menos igual para todos os discos estiradores cujo número de rotações é regulado em função do valor de comparação.
9. 10. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o valor de seio (S) negativo ser de referência pelo menos -0,1%.

   Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o primeiro propulsor na direcção do estiramento não- ser considerado pelo controlo.
10. 12. Processo de acordo com - quaisquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado por os parâmetros de atrito, tal como o atrito mecânico (motor, engrenagem, vedações) e hidroatrito (patinagem durante o funcionamento em meio liquido) serem determinados automaticamente em vazio e armazenados como valores de correcção.
11. 13. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o primeiro valor (ΔΜχ) de comparação do binário ser calculado a partir da 3 _

    diferença dos binários de dois discos estiradores contíguos.
12. 14. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o primeiro valor (ΔΜι) de comparação dos binários ser calculado a partir do quociente dos binários de dois discos estiradores contíguos.
13. 15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o valor do quociente ser normalizado sobre um valor de percentagem ((Mi x 100% / Mi-i) -100%).
14. 16. Dispositivo (1) para estirar materiais a extrudir metálicos (5), em especial arame arredondado, arame perfilado etc., com vários discos estiradores (7, 17), que se encontram accionados isoladamente por meio de dispositivos propulsores (25, 19) e à volta dos quais, quando em funcionamento, o material a extrudir (5) é conduzido, várias fieiras (9), que se encontram dispostas entre os discos estiradores (7) e que servem para diminuição do diâmetro e alongamento correspondente do material a extrudir, caracterizado por o dispositivo de controlo (23) a) determinar automaticamente o binário útil necessário para o processo de deformação em cada um dos passos de estiramento em cada processo de arranque com uma velocidade baixa constante no funcionamento com seio, em que, a partir dos binários úteis de dois discos estiradores respectivamente contíguos, calcula um valor (AML)de comparação de referência dos binários, 4

    r? b) captar o binário útil a partir dos passos de estiramento no funcionamento da produção sem seio e o binário útil de cada dois discos estiradores contíguos para formação de cada um primeiro valor (ΔΜχ) de comparação de binário, c) comparar o primeiro valor de comparação do binário captado com o valor (úML) de comparação de referência do binário pré-definido, e d) em caso de desvio do primeiro valor (ΔΜχ) actual de comparação do binário, do valor (ΔΜι,) de comparação de referência do binário, sobrepor o controlo do número de rotações do propulsor de tal modo, que o accionamento mais lento respectivo altera o número de rotações dos discos estiradores respectivos até que o desvio entre os valores de comparação dos binários no essencial seja novamente 0.
15. 17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por se encontrar realizado como máquina estiradora em meio líquido.
16. 18. Dispositivo de acordo com as reivindicações 16 a 17, caracterizado por os propulsores dos discos estiradores apresentarem·· electromotores (25.; 19) e por, para arranque do dispositivo, ter lugar uma alimentação com a carga máxima de cada um dos propulsores.
17. 19. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 18, caracterizado por no início do arranque dominar um seio significativo entre o material a extrudir e o disco estirador, o qual diminui fortemente, em que domina uma velocidade de arranque, a qual de preferência é menor que 5% da velocidade máxima. 5
18. 20. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 19, caracterizado por executar a elevação à velocidade de funcionamento máxima no funcionamento sem seio.
19. 21. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 20, caracterizado por o valor de seio pré-definido ser igual em todos os discos estiradores cujo número de rotações é controlado em função do valor de comparação.
20. 22. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 21, caracterizado por o valor de seio negativo (S) ser pelo menos -0,1%.
21. 23. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 22, caracterizado por o primeiro propulsor na direcção de estiramento não ser sujeito a qualquer controlo.
22. 24. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 23, caracterizado por o dispositivo de controlo (23) captar os parâmetros de atrito, tais como atrito mecânico (motor, propulsores, vedantes) e hidroatrito (patinagem durante o funcionamento em meio liquido) em vazio no dispositivo (1)
23. 25. Dispositivo de acordo com quaisquer das reivindicações 16 a 24. caracterizado por o dispositivo de controlo (23) determinar novamente automaticamente o valor de comparação . do binário adaptando automaticamente os propulsores ao material alterado que entra. Lisboa, 28 de Novembro de 2001 r/ÁpSNTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 6