CN103231449B - 一种快速通电加热弯曲装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速通电加热弯曲装置，包括控制单元、机械运动单元、温控单元、测温单元和冷却水单元，其中：所述机械运动单元连接所述控制单元，用于夹紧待弯曲产品并对其进行加热弯曲；所述温控单元连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元进行温度控制；所述测温单元连接所述控制单元，用于监测待弯曲产品的温度；所述冷却水单元连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元实施冷却。通过本发明提供的一种快速通电加热弯曲装置可以使发热体棒材可以实现又好又快的自动化弯曲控制，在提高生产效率的同时又确保了发热体使用寿命。

Description

一种快速通电加热弯曲装置

技术领域

本发明涉及高温塑性加工领域，具体地，涉及一种快速通电加热弯曲装置。

背景技术

MoSi₂发热体在冶金、玻璃、陶瓷等行业中有着广泛的应用，一般情况下，MoSi₂发热体元件热端部分呈U形、W形及其它更复杂的形状，这样有利于增大元件发热表面积，提高发热功率；或者根据发热体元件安装的需要，热端或冷端需要弯成90°或45°等角度，这其中必然涉及到了MoSi₂棒材弯曲问题，一般弯曲部位呈半圆形为最佳形状，这样有利于减小加热、冷却过程中弯曲部位的应力集中问题，从而有利于提高发热体的使用寿命。但是，目前常采用的制备弯曲形发热体的方法是：（1）在棒材挤出过程中直接将棒材冷弯曲成型；（2）将棒材通电加热后用手工方法进行弯曲。上述制备工艺普遍存在可控性差和工艺重现性低以及外观质量低劣的问题，从而降低了发热体的使用寿命和外观质量。

经检索，已有的通电加热弯曲装置中，比如公开号为202089905U（申请号为201120143133.6），该实用新型公开了一种通电加热弯曲装置,包括通电加热装置、夹具弯曲机构、控制单元、温度测量装置,加热棒材用于放置在夹具弯曲机构内,通电加热装置用于加热二硅化钼棒材,温度测量装置用来测量加热棒材表面的温度,温度测量装置的信号输出端与控制单元内设置的温度曲线控制系统的信号输入端连接,控制单元的信号输出端与夹具弯曲机构的信号输入端连接。该发明虽然解决了产品加热弯曲的问题，但在实际使用过程中由于夹具的压力和移动不可实时调整，容易一方面导致夹具夹持部位由于夹持压力过大导致产品内部产生微裂纹影响产品使用寿命或者断裂而报废；另一方面由于产品温度升高膨胀而导致最终弯曲形状难以控制，产品成品率低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种快速通电加热弯曲装置，通过本装置能使发热体棒材可以实现又好又快的自动化弯曲控制，在提高产品成品率的同时又确保了发热体使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种快速通电加热弯曲装置，包括控制单元、机械运动单元、温控单元、测温单元和冷却水单元，其中：

控制单元，用于设置所述温控单元的控制程序和所述机械运动单元的控制程序；

机械运动单元，连接所述控制单元，用于夹紧待弯曲的产品，并对其进行加热弯曲；

温控单元，连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元进行温度调控；

测温单元，连接所述控制单元，用于检测待弯曲的产品的实时温度；

以及冷却水单元，连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元实施冷却；

所述机械运动单元用于夹紧待弯曲并对其进行加热弯曲，包括两可转动的弯曲臂，所述弯曲臂连接所述控制单元，所述弯曲臂上设置有可沿所述弯曲臂可控滑动的活动臂，所述活动臂上设置有夹紧装置；

所述夹紧装置包括电极、夹紧所述电极的气缸、压力传感器以及用于驱动所述气缸的压缩空气单元，所述压力传感器和所述压缩空气单元连接所述控制单元。

优选的，两所述弯曲臂通过伺服电机连接所述控制系统，两所述弯曲臂由同步转向机构连接，在所述伺服电机的控制下实现无级调速的同时相向转动，所述活动臂能在无工作期间自由往复滑动，又能在工作期间可控移动，当两所述弯曲臂相向转动时，两所述活动臂能在各自的所述弯曲臂的方向上实现直线运动。

优选的，所述温控单元用于对所述机械运动单元进行温度控制，控制快速加热的电流曲线共分为4段，分为预热阶段、升温阶段、保温阶段和降温阶段，不同段的加热温度、加热速率和时间通过程序预先设定，并且根据实际情况进行修正。

优选的，所述测温单元为一红外测温探头，其对待弯曲工件的加热、弯曲过程进行全程监控，通过测定待弯曲工件的表面温度并适时地反馈到所述温控单元，由PID严格控制电流输出以保证待弯曲工件的运行温度与设定温度的偏差在允许的范围之内。

更优选的，所述电极连接所述冷却水单元，所述冷却水单元连接所述控制单元，用于对所述电极实施冷却。

本发明装置在对待弯曲产品进行加热弯曲时，首先通过所述控制单元设置所述温控单元的控制程序和所述机械运动单元的控制程序，通过所述气缸驱动所述电极夹紧待弯曲产品；启动所述温控单元的加热电源通过所述电极对待弯曲产品进行加热；当温度稳定后，启动伺服电机驱动两所述弯曲臂相向转动，通过所述温控单元和所述压力传感器实时反馈待弯曲产品的弯曲信号至所述控制单元，所述控制单元输出信号控制所述活动臂以及所述夹紧装置的运动和夹持压力，弯曲过程开始；当待弯曲产品达到弯曲角度要求时，所述机械运动单元系统将会自动停止，所述温控单元也将自动降温，所述冷却水单元启动，对所述电极开始冷却；关闭所述温控单元的加热电源。

当进行大批量连续生产时，只需操作所述电极将待弯曲产品放入和取下，而不需重新对所述温控单元的控制程序及所述机械运动单元的控制程序进行调整。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过压力传感器的实时信号反馈，根据每一阶段的特点，控制单元能够精确控制弯曲过程工件的夹持压力，保证了工件弯曲过程受力的均匀性，从而确保了产品不会因压力过大而产生内部缺陷；

2、机械运动单元中在弯曲臂上设有活动臂，根据待弯曲的工件直径尺寸不同，通过预先计算输入活动臂可控移动距离，在自动弯曲过程中不仅保证了工件不会由于温度变化导致尺寸的变化而被破坏，同时也确保了弯曲形状的均匀性，从而有效提高工件的外观质量；

3、可以对发热体热端或冷端部分进行不同角度、不同尺寸规格和不同间距的弯曲成型，成品率高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例结构示意图。

图中：控制单元10、机械运动单元20、温控单元30、测温单元40、冷却水单元50、产品60、弯曲臂21、活动臂22、电极和压力传感器23、气缸24、压缩空气单元25、伺服电机26。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种快速通电加热弯曲装置，包括控制单元10、机械运动单元20、温控单元30、测温单元40和冷却水单元50，其中：

本实施例所述机械运动单元20连接所述控制单元10，所述机械运动单元20包括两可转动的弯曲臂21，两所述弯曲臂21上均设置有可沿所述弯曲臂21可控滑动的活动臂22；所述活动臂22上设置有电极和压力传感器23、用于夹紧所述电极和压力传感器23的气缸24以及用于驱动所述气缸24的压缩空气单元25，所述气缸24连接所述压缩空气单元25；两所述弯曲臂21通过伺服电机26连接所述控制系统10，两所述弯曲臂21由同步转向机构连接，在所述伺服电机26的控制下实现无级调速的同时相向转动，从而保证待弯曲工件60在弯曲过程中两端受力可控并且均匀，弯曲形状规则，夹持部位无内部缺陷或断裂。

由于待弯曲工件60在由直线状态转变为半圆形状态的弯曲过程中，要求夹持待弯曲工件60的电极之间距离必须缩短，否则待弯曲工件60将被拉断，因此在所述弯曲臂21上设置了可沿所述弯曲臂21可控滑动的所述活动臂22，而所述电极和压力传感器23与所述气缸24设置在所述活动臂22上，所述活动臂22即可以在无工作期间自由往复滑动，又可以在工作期间可控移动，这样，当两所述弯曲臂21相向转动时，两所述活动臂22可以在各自的所述弯曲臂21的方向上实现直线运动，从而保证了待弯曲工件60由直线形状转变为半圆形时不会由于所述电极和压力传感器23之间距离发生变化而受到破坏；每只所述活动臂22在所述弯曲臂21上的可控移动距离可用下式表示：

l＝0.285*a

式中：l-活动臂有效移动距离，mm；

a-产品热端间距，mm。

本实施例所述温控单元30连接所述控制单元10，用于对所述电极和压力传感器23进行温度调控；通过所述温控单元30控制快速加热的电流曲线共分为4段，分为预热阶段、升温阶段、保温阶段和降温阶段，预热阶段和降温阶段都采用小电流方法，避免因电流过大或过小导致待弯曲工件60温度过高或过低所受应力过大而破坏，不同段的加热温度、加热速率和时间可以通过程序预先设定，并且根据实际情况可以进行修正。

本实施例所述测温单元40连接所述控制单元10，用于检测待弯曲工件60的温度；所述测温单元40为一红外测温探头，其对待弯曲工件60的加热、弯曲过程进行全程温度监控，通过测定待弯曲工件60的表面温度并实时地反馈到所述控制单元10，由所述控制单元10再将温度信号输送到所述温控单元30，由所述温控单元30根据控制信号严格控制电流输出以保证待弯曲工件60的运行温度与设定温度的偏差在允许的范围之内。

本实施例所述冷却水单元50连接所述控制单元10，用于对所述电极和压力传感器23实施冷却。

本实施例上述装置具体工作时，首先通过所述控制单元10设置所述温控单元30的控制程序和所述机械运动单元20的控制程序，通过所述压缩空气单元25驱动所述气缸24使所述电极和压力传感器23夹紧待弯曲工件60；启动所述温控单元30的加热电源通过所述电极和压力传感器23的电极对待弯曲工件60进行加热，加热过程中的夹持压力曲线和电流曲线共分为4段，分为预热阶段、升温阶段、保温阶段和降温阶段，预热阶段和降温阶段都采用小电流方法，避免因电流过大或过小导致待弯曲工件60温度过高或过低所受应力过大而破坏；在预热阶段和升温阶段采用较大夹持压力，避免待弯曲工件60因受热膨胀发生滑动；当温度稳定后，启动所述伺服电机26驱动两所述弯曲臂21相向转动，弯曲过程开始，此阶段采用较小夹持压力，避免夹持压力过大导致待弯曲工件60内部出现缺陷；当待弯曲工件60达到弯曲角度要求时，所述机械运动单元20系统将会自动停止，所述温控单元30也将自动降温，所述冷却水单元50启动，对所述电极和压力传感器23开始冷却；关闭所述温控单元30的加热电源。

本实施例上述装置具体工作时，所述压力传感器23在操作过程中所检测出的每一阶段不同的实时夹持压力值将直接显示在液晶显示屏上，并最终形成一条实时夹持压力曲线，从而可定量的确定不同的产品在不同阶段的不同的夹持压力，提高了大批量生产时产品质量的可靠性和成品率。

当进行大批量连续生产时，只需操作所述电极和压力传感器23将待弯曲工件60放入和取下，而不需重新对所述温控单元30的电流温度控制程序和所述机械运动单元20的机械运动控制程序进行调整，操作简单，稳定性和可重复性高。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种快速通电加热弯曲装置，包括控制单元、机械运动单元、温控单元、测温单元和冷却水单元，其中：

控制单元，用于设置所述温控单元的控制程序和所述机械运动单元的控制程序；

机械运动单元，连接所述控制单元，用于夹紧待弯曲工件，并对其进行加热弯曲；

温控单元，连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元进行温度调控；

测温单元，连接所述控制单元，用于检测待弯曲工件的实时温度；

以及冷却水单元，连接所述控制单元，用于对所述机械运动单元实施冷却；

所述机械运动单元包括两可转动的弯曲臂，所述弯曲臂连接所述控制单元，

所述夹紧装置包括电极、夹紧所述电极的气缸；

其特征在于：所述弯曲臂上设置有可沿所述弯曲臂可控滑动的活动臂，所述活动臂上设置有夹紧装置；所述夹紧装置还包括压力传感器以及用于驱动所述气缸的压缩空气单元，所述压力传感器和所述压缩空气单元连接所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种快速通电加热弯曲装置，其特征在于，两所述弯曲臂通过伺服电机连接所述控制单元，两所述弯曲臂由同步转向机构连接，在所述伺服电机的控制下实现无级调速的同时相向转动，所述活动臂能在无工作期间自由往复滑动，又能在工作期间可控移动，当两所述弯曲臂相向转动时，两所述活动臂能在各自的所述弯曲臂的方向上实现可控直线运动。

3.根据权利要求2所述的一种快速通电加热弯曲装置，其特征在于，每只所述活动臂在所述弯曲臂上的可控移动距离为：l＝0.285*a，式中：l为活动臂有效移动距离，单位为mm；a为产品热端间距，单位为mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种快速通电加热弯曲装置，其特征在于，所述温控单元控制快速加热的电流曲线共分为4阶段，分为预热阶段、升温阶段、保温阶段和降温阶段，预热阶段和降温阶段都采用小电流方法，不同阶段的加热温度、加热速率和时间通过程序预先设定，并且根据实际情况进行修正。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种快速通电加热弯曲装置，其特征在于，所述测温单元为一红外测温探头，其对待弯曲工件的加热、弯曲过程进行全程监控，通过测定待弯曲工件的表面温度并适时地反馈到所述温控单元，由PID严格控制电流输出以保证待弯曲工件的运行温度与设定温度的偏差在允许的范围之内。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种快速通电加热弯曲装置，其特征在于，所述电极连接所述冷却水单元，所述冷却水单元连接所述控制单元，用于对所述电极实施冷却。