DE4412268A1

DE4412268A1 - Verfahren zum selbständigen bzw. automatischen Betrieb einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung für die Ziehantriebe einer im direkten gleitlosen Ziehverfahren arbeitenden Mehrfachziehmaschine

Info

Publication number: DE4412268A1
Application number: DE4412268A
Authority: DE
Original assignee: Herborn & Breitenbach
Current assignee: Herborn & Breitenbach
Priority date: 1994-04-09
Filing date: 1994-04-09
Publication date: 1995-10-12
Also published as: DE59509214D1; US5628219A; ATE200747T1; EP0679452A1; US5921124A; EP0679452B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selbständigen bzw. automatischen Be trieb einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung für die Ziehantriebe einer im direkten gleitlosen Ziehverfahren arbeitenden Mehrfachziehmaschine.

In der Produktion von Drähten, Endlosbändern und Endlosprofilen werden vor zugsweise zur spanlosen Verformung Ziehanlagen im direkten gleitlosen Gerade ausverfahren betrieben.

Kennzeichnend für derartige Anlagen ist es, daß in den Anlagen mehrere re gel- oder stellbare Antriebe vorhanden sind, die unabhängig voneinander die nur vom Verformungsvorgang abhängigen Kräfte und Geschwindigkeiten schlupf frei auf das zu verformende Material übertragen, wobei die Größen wie Kraft und Geschwindigkeit von den Antrieben nicht vorgegeben werden können, da es hierbei, bedingt durch die Prozeßabhängigkeit und die Verkopplung der An triebe über das Material, zum Kräfteausgleich zwischen den Antrieben kommen kann, wodurch das zu verformende Material beschädigt bzw. zerstört werden kann.

Bisher sind nur Verfahren bekannt, die eine manuelle vom Bedienungspersonal vorzunehmende Einstellung ermöglichen, beispielsweise aus der DE 27 49 505 oder aufwendigere Verfahren mit Regelrollen aus DBP 1 072 216 oder Tastrol len aus der DE 30 09 779 bzw. ein in DE-AS 21 40 580 genanntes Verfahren mit Kraftmessung an den Ziehsteinhaltern und ein Verfahren nach P 40 09 732, in dem Tastrollen nur zum Einstellen der Anlage dienen und im kontinuierlichen Betrieb in einen direkten Geradeausbetrieb umgeschaltet werden. Hierbei schwenkt man die Tastrollen aus dem Drahtbereich.

Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß einerseits sowohl die Produktivität der Anlage als auch die Qualität des Endproduktes von der Erfahrung und dem Können des Bedienungspersonals abhängig ist, andererseits der hohe techni sche Aufwand sowie bei den Tastrollen insbesondere der Verschleiß der benö tigten Rollen sowie die geringeren Standzeiten der Ziehsteine durch den nicht zentrischen Material- bzw. Drahteinlauf in den Ziehsteinen. Bei eini gen Materialien oder bestimmten Profilen ist die zusätzliche Biegung des Ma terials von erheblichem Nachteil oder überhaupt nicht akzeptabel oder aus verfahrenstechnischen Gründen oder aus Qualitätsaspekten nicht zulässig.

Zweck der erfindungsgemäßen Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) ist es, die Antriebe prozeßabhängig so zu steuern bzw. zu regeln, daß jeder An trieb in seiner Geschwindigkeit und der abgegebenen Kraft bzw. seiner Bela stung genau in diesem vom Verformungsprozeß bzw. der Verformungseinrichtung (n.2) abhängigen Arbeitspunkt entsprechend den momentanen Materialeigen schaften wie der Festigkeit betrieben wird, so daß hierfür keine Kraftmeß einrichtungen oder sonstige Tasteinrichtungen wie z. B. Tänzer bzw. soge nannte Tastrollen zwischen den Antrieben benötigt werden.

Hierdurch wird erreicht, daß sich die Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen an den Ziehstationen (n.1) (Ziehblöcken) entsprechend dem Prozeß den Verfor mungsverhältnissen kontinuierlich, auch bei Veränderungen in der Verfor mungseinrichtung (n.2) bzw. den Ziehsteinen, automatisch anpassen.

Hierzu wird nicht wie üblich der letzte in der Materialflußrichtung gesehene Antrieb (n.3) als sogenannter Führungsantrieb (drehzahl- bzw. geschwindig keitssteifer Antrieb) betrieben. Diesem wird ein Geschwindigkeitsregler (0.4) vorgelagert, der wiederum an seinem Ausgang (0.13) einen Anlagenbela stungssollwert vorgibt, der für alle Steuerungs- und Regelungseinrichtungen (n.3) als Belastungssollwert (n.13) wirkt.

Hierdurch wird erreicht, daß der Belastungssollwert (n.13) der Anlage immer kontinuierlich an die prozeßbedingten Gegebenheiten wie den Verformungsgrad und der Materialfestigkeit automatisch angepaßt wird.

Claims

1. Verfahren zum selbständigen bzw. automatischen Betrieb einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung für die Ziehantriebe einer im direkten gleit losen Ziehverfahren arbeitenden Mehrfachziehmaschine, dadurch gekenn zeichnet, daß für die prozeßabhängige Steuerung bzw. Regelung erforder liche Größen bzw. Signale wie Materialgeschwindigkeit (n.10) und Kraft (n.11) von den jeweiligen Antrieben, entnommen aus den Größen Drehzahl (n.10) und Drehmoment (n.11) bzw. aus Drehzahl (n.10) und Strom (n.11) oder Drehzahl (n.10) und Leistung (n.11), abgeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung der Istwertgrößen, wie Materialgeschwindigkeit (n.10) und Kraft (n.11), ent sprechend den konstruktiven Größen des Blocks (n.1) und des Antriebs (n.3) sowie den physikalischen Zusammenhängen entsprechend der Antriebs art, wie Gleichstrom- oder Drehstromantrieben, in der Steuerungs- und Re gelungseinrichtung (n.4) jeweils für jeden Antrieb separat durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsollwertverhältnisse so regelt, daß das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal (n.12) zu den Ausgängen, Drehzahlsollwert (n.20) für den Antrieb (n.3) und Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitssollwert (n.22) für die Sollwertkaskade beeinflußt wird, so daß sich zwischen dem Belastungssoll wert (n.13) und dem Belastungsistwert (n.11) ein Gleichgewicht ein stellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) beim Einziehen bzw. Einrich ten (Einzelbetrieb des jeweiligen Blocks) eine Normierung bzw. Bewertung des Anlagenbelastungssollwertes (0.13) bzw. des Belastungssollwertes (n.13) entsprechend dem Belastungsistwert (n.11) oder eine entsprechende Normierung bzw. Bewertung des Belastungsistwertes (n.11) entsprechend dem Belastungssollwert (n.13) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagen belastungssollwert (0.13) nicht als eine feste Größe vorgegeben wird, sondern von einem Geschwindigkeitsregler (0.4), der wiederum den Steue rungs- und Regelungseinrichtungen (n.4) vorgelagert wird, wobei dessen Geschwindigkeitssollwert (0.22) gleichzeitig der Geschwindigkeits- bzw. der Drehzahlsollwert (n.12) für die n-te Steuerungs- und Regelungsein richtung (n.4) bzw. der Geschwindigkeits- bzw. der Drehzahlsollwert kaskade dient und als Geschwindigkeitsistwert den Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlistwert des in der Materialflußrichtung gesehen n-ten Antriebes (n.3) erhält und dessen Ausgang (0.13) gleichzeitig der Anlagenbela stungssollwert (n.13) für alle Steuerungs- und Regelungseinrichtungen (n.3) ist, wobei zweckmäßigerweise der Geschwindigkeitssollwert (0.22) über einen Hoch- und Ablauframpengeber (0.6) (Sollwertintegrator) ge führt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Teil be trieb der Anlage der Istwert für den Geschwindigkeitsregler über einen entsprechenden Wahlschalter (0.5) von dem letzten in Materialflußrich tung arbeitenden Antrieb (n.3) bzw. Block durchgeschaltet wird und die in der Geschwindigkeits- bzw. der Drehzahlsollwertkaskade dazwischen liegenden Steuerungs- und Regelungseinrichtungen (n.4) das entsprechende Sollwertsignal unbeeinflußt weiterleiten.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte prozeßabhängige Werte und Parameter in der Steuerungs- und Regelungs einrichtung (n.4), wie z. B. das vom Verformungsgrad abhängige Verhält nis des Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsollwertes, entsprechend dem Ein gang (n.12) zu dem Ausgang des Drehzahlsollwertes (n.20) für den Antrieb (n.3) und dem Sollwert der Sollwertkaskade (n.22) sowie Gegenzug korrek turwert (n.15) und die Proportionalverstärkung, die Nachstellzeiten und Vorhaltezeiten der Regler selber, durch eine weitere Steuereinrichtung (0.8) entsprechend einem abgespeicherten Ziehprogramm voreingestellt bzw. verstellt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steuerungs- und Regelungseinrichtungen (n.4) und der Geschwindig keitsregelung (0.0) sowie der Anlagensteuerung (0.8) ein Anlagenziehprozeßbeobachter (0.7) angeordnet ist, der den Prozeß durch eine ständige Beobachtung bzw. Nachmessung von Prozeßgrößen wie Geschwin digkeit bzw. Drehzahlen (n.10), den Kräfte bzw. Belastungen (n.11) sowie deren Sollwerten (0.20, n.12 und n.13) und daraus entsprechend den Pro zeß- und Anlagenbedingungen die Werte, wie die Veränderungen in der Ma terialfestigkeit, den Materialspeichern in den einzelnen Blöcken bzw. auf den Ziehscheiben und den Verformungsgrad, berechnet und hieraus wie derum die Verhältnisse des jeweiligen Belastungssollwertes (n.14) zum An lagenbelastungssollwert (0.13) und den Gegenzugkorrekturwert (n.15) kon tinuierlich bestimmt bzw. berechnet und die entsprechenden Korrekturen in der jeweiligen Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) durchführt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) beim Anfahren in Abhängigkeit des Belastungsistwertsignals (n.11) und beim Anhalten in Abhängigkeit des Drehzahlistwertsignals (n.20) ein Steuerungssignal (n.21) zur direk ten Ansteuerung einer am Antrieb oder am Block vorhandenen Stillstands bremseinrichtung (n.6) und der dazugehörenden magnetischen Betätigungs bzw. Schalteinrichtung (n.5) vorhanden ist oder über die Anlagensteue rungseinrichtung (0.8) zur Synchronisation mit den weiteren Antrieben bzw. den zugehörigen Stillstandsbremseinrichtung (n.6 und n.5) durch geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) beim Anfahren in Abhängigkeit des Belastungsistwertsignals (n.11) und beim Anhalten in Abhängigkeit des Drehzahlistwertsignals (n.20) ein Steuerungssignal (n.21) entweder zum Ansteuern über die Anlagensteuerungseinrichtung (0.8) zur Synchro nisation sämtlicher an den Antrieben oder den Blöcken vorhandenen Still standsbremseinrichtungen (n.6) und den dazugehörenden magnetischen Betä tigungs- bzw. Schalteinrichtungen (n.5) oder zur direkten Ansteuerung vorhanden ist, um somit auch beim Anfahren und Stillsetzen der Anlagen eine Kontrolle der Materialkräfte bzw. Spannungen zu erreichen.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinrichtung (n.4) mit der Antriebssteue rungs- und Regelungseinrichtung (n.3) zu einer Einheit zusammengefaßt ist