CN104502391A - 瓷件试品温度循环试验装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瓷件试品温度循环试验装置，包括进瓷轨道小车、一号热水池、一号冷水池、二号热水池、二号冷水池、液压升降平移机构、架空导轨、移出平台、微机控制柜、动力柜、液压站、移出液压马达、移位液压马达，液压升降平移机构安放在架空导轨上，移出液压马达安装在移出平台的底座上，移位液压马达安装在架空导轨上。液压站包括油泵电机组、冷却器、控制电磁阀岛、接线箱、调压阀组。本发明瓷件试品温度循环试验装置的控制系统包括水温控制、液压动力控制、电气控制和试验流程控制四个环节。本发明大大提高瓷件试品温度试验的质量、安全和高效。

Description

瓷件试品温度循环试验装置及其控制系统

技术领域

本发明涉及电瓷器件生产工艺技术领域，具体涉及一种温度试验装置及其控制系统。

背景技术

目前，对瓷件试品的温度试验多数采用人工操作，包括瓷件入水、出水、送出等动作均由人工完成。这种生产工艺不仅效率低下，质量难以保证，而且很不安全，容易发生人身伤害事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种生产效率高、安全系数大的瓷件试品温度循环试验装置。

本发明的另一个目的是提供一个对瓷件试品温度循环试验装置的控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种瓷件试品温度循环试验装置，包括进瓷轨道小车1、一号热水池2、一号冷水池3、二号热水池4、二号冷水池5、液压升降平移机构6、架空导轨7、移出平台8、微机控制柜9、动力柜10、液压站11、移出液压马达12、移位液压马达13、瓷件托架14。一号热水池2、一号冷水池3、二号热水池4和二号冷水池5均布置在地面上，且一号热水池2和二号热水池4底部均装有温度传感器；液压升降平移机构6包括垂直升降部分和水平移动部分，安放在架空导轨7上，移出液压马达12安装在移出平台8的底座上，移位液压马达13安装在架空导轨7上；液压站11包括油泵电机组111、冷却器112、控制电磁阀岛113、接线箱114、调压阀组115。

一种瓷件试品温度循环试验装置的控制系统，包括水温控制、液压动力控制、电气控制和试验流程控制四个环节。

附图说明

图1为本发明瓷件试品温度循环试验装置总体布置俯视图。

图2为本发明瓷件试品温度循环试验装置总体布置正视图。

图3为本发明瓷件试品温度循环试验装置总体布置侧视图。

图中：1-进瓷轨道小车，2-一号热水池，3-一号冷水池，4-二号热水池，5-二号冷水池，6-液压升降平移机构，7-架空导轨，8-移出平台，9-微机控制柜，10-动力柜，11-液压站，12-移出液压马达，13-移位液压马达，14-瓷件托架，111-油泵电机组，112-冷却器，113-控制电磁阀岛，114-接线箱，115-调压阀组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示,瓷件试品温度循环试验装置总体布置包括进瓷轨道小车1、一号热水池2、一号冷水池3、二号热水池4、二号冷水池5、液压升降平移机构6、架空导轨7、移出平台8、微机控制柜9、动力柜10、液压站11、移出液压马达12、移位液压马达13，瓷件托架14。一号热水池2、一号冷水池3、二号热水池4和二号冷水池5均布置在地面上，且一号热水池2和二号热水池4底部均装有温度传感器；液压升降平移机构6包括垂直升降部分和水平移动部分，安放在架空导轨7上，移出液压马达12安装在移出平台8的底座上，移位液压马达13安装在架空导轨7上；液压站11包括油泵电机组111、冷却器112、控制电磁阀岛113、接线箱114、调压阀组115。

如图2～3所示，放置试品的瓷件托架14挂在液压升降平移机构6的挂钩上，液压升降平移机构6包括垂直升降部分61和水平移动部分62。

瓷件试品温度循环试验装置的控制系统包括水温控制、液压动力控制、电气控制和试验流程控制四个环节。

1.水温控制环节

试验用水：试验用的热水和冷水应足够多，使在浸入试品后，水温的变化不致在2K以上。冷热水温差应按产品标准规定调整好，容器内各部位的水温应均匀一致，热水温度应不低于60℃。

热水温度分粗略控制和精确控制，粗略控制由窑炉余热热水换热系统完成；精确控制采用电热管加热完成。温度控制器采用高性能智能控制器，温度传感器采用三线制热电阻，确保标准中规定的温差。

考虑到冬季窑炉余热换热热能使用率集中的缘故，有必要在换热后的热水和冷水管道上布置辅助直燃加热系统，以满足工作温度标准要求。建议也可考虑该方案在施工时预留工作口，在冬季根据实际情况施加。

水温的自动控制：按冷水池传感器检测温度作为冷水输入温度，并自动生成记录，每5min巡检记录一次。根据每次检测到的冷水温度，再加上设定温差，作为热水池的设定温度，热水池传感器检测到的温度为实际温度。当该实际温度低于设定温度时，系统采取加热升温措施；当实际温度超过设定温度2℃时，系统采取加入冷水降温措施。热水的实际温度也要自动生成记录，每5min巡检记录一次。

2.液压动力控制环节

系统驱动采用液压驱动，以保证系统快速响应、准确定位以及安全性能，控制系统采用高性能PLC和研祥工控机作为主控器。液压升降平移机构与瓷件托架间采用机械连接并液压锁紧，装设机械防跌落装置，确保在移动过程中不脱落。机械系统的机构动作均采用液压驱动，执行原件为液压缸或者液压马达，在液压回路中设置双向液压锁，保证停止时不移位或者意外时快速停止动作；液压缸设双向缓冲装置，减少快速启动和快速停止时所产生的振动。

3.电气控制环节电气控制部分硬件采用高性能PLC和研祥工控机，电气间相互联锁，前一动作未完成，后一动作不启动。提升行程、平移行程均采用冗余控制，防止超越行程。软件系统分水温控制区和试验控制区两大模块。水温控制模块可设定每个水池温度，并实时显示每个水池的温度，并作记录；试验控制模块包括系统参数设置模块、试验数据输入模块、试验记录模块以及试验数据记录打印模块等小模块。数据采集均为实时录入，也可按设定时间间隔进行采集。试验数据记录打印模块可按要求对选定的数据生成报表并打印。数据记录可通过多种查询条件进行查询，比如日期、产品编号等。

4.试验流程控制环节

本系统是用瓷件来进行自动化温度循环试验之用的，瓷件入水、出水、送出等动作均自动完成，可连续完成两次温度循环试验，并可自动记录、打印和查询设定参数、实时水温和停留时间等相关数据。

试验时，试品的表面温度应接近于实验环境温度。先将试品完全浸入热水中，在热水中停留t分钟，再将其取出，并在30s内（如大型试品达不到此要求，亦应尽可能快）完全浸入冷水中，保持相同时间。从热到冷的过程算作一次循环，循环次数按产品标准规定。在水中停留的时间t与厚度和杆径的关系见下表：

（1）参数输入模块

①要求输入有关的试验参数信息，带有“□”者项目只要用鼠标选中，出现“√”标记即为输入完成。

②每一次的试验参数输入均是针对产品装在托架上，即将用自动机械手抓捞提起移入一号热水池，按系统规定的标准停留时间间隔，在出水时间点前2分钟自动机械手向下运动至规定位置，然后抓紧托盘，准备提起，再移动相同步距至一号热水池正上方，然后向下运动，将托盘及瓷件送入水池中，至规定位置时，系统开始自动计时。

③只要一号热水池检索新进入了新输入试验的产品，则系统要进行4个水池内试验参数的自动更新。新输入的一号热水池的产品试验参数自动代替原一号热水池的产品试验参数（即前1次的输入参数），原一号热水池的产品试验参数自动代替原一号冷水池的产品试验参数（即前2次的输入参数），原一号冷水池的产品试验参数自动代替原二号热水池的产品试验参数（即前3次的输入参数），原二号热水池的产品试验参数自动代替原二号冷水池的产品试验参数（即前4次的输入参数）。这样，每一次的新输入就会形成一次各池依次的产品试验参数自动的替换，这种替代前后的记录均要按每5min进行一次巡检记录，并自动生成记录。

④产品的入水时间和出水时间均要按系统设定的液位点或升降定位点（光栅尺）采集的输入信号为采样点，并且自动记录系统时间。其入水和出水的时间差即为标准停留时间，该时间段从入水时点至出水时点均要每间隔5min由系统自动巡检一次有关要求记录或有关计算的参数。

⑤按照以上规定操作进行时（后），要在计算机主控界面上的“正在试验产品信息”窗口中得到体现。产品代号及编号、设定温差同③条之输入及自动替换要求。实际温差为系统设定的巡检时点上的相同池号水池的热水实际温度和冷水实际温度之差值，并做可变化的瞬时值来显示。标准停留时间同③条之输入及自动替换要求。计时浸水时间为系统自入水时点为起点，开始读秒计时，至系统出水时点为终点，其累计的时间应等于标准停留时间。

（2）设备参数输入模块

应规定出各机械手（应布置5台）在矩形（椭圆形）吊轨上的行走及动作的步距和间隔时间。以从一号热水池外面的准备工位为起点，该位置对应机械手的机械动作操作过程如下：

①在本轮出水时间点的前3分钟，该机械手中心自动从停止工位移至一号热水池中心点以外2.4米（准备工位）。因为热水、冷水池内净宽为2米，水池侧壁墙厚0.4米。

②在本轮出水时点的前2分钟，该机械手竖直向下运行，向下至规定高度位置（以从向下运行的起点为基准点），然后合拢抓托架。托架上有事先装好的3只瓷件，托架及瓷件也要于事先运至指定的准备工位。

③在本轮出水时点，该机械手连同其前方的4个水池内的机械手（此时，该4个水池内的机械手均应处于合拢抓劳各对应托架的工位），一同向上竖直提起至规定高度位置（以从向上运动的起点为基准点），然后，该机械手同与其前方的一号～二号（即一号热水、一号冷水、二号热水）机械手，均向前移动2.4米的位置点停止移动。然后，均向下将托架送入对应的水池中，向下运动的规定位置高度应为系统设定。

④该机械手前方的二号（即原二号冷水池中的机械手）在提起至规定高度位置后，不同于其他机械手（后面的4个机械手），其抓捞托架连同产品沿吊轨运动转弯至对边直形吊轨的停止工位（系统设定）停止运动，然后机械手竖直向下运动至规定高度位置（系统设定，将托架放置于实体托稳后），然后张开机械手，工人此时可移走该托架，然后该4#机械手向上提升规定位置，然后准备向前移动至准备工位。

⑤根据以上的动作描述，设备参数输入模块对系统的行走速度，提升下降速度，步距，各位置参数的确定、配合、调试进行确定和修改。

（3）试验记录查询模块

按照《原始记录》表格中的规定记录项目，系统每5min进行一次自动检索，然后做好参数记录和登记。该模块具备记录自动检索和生成功能，并且具备记录打印、查询功能，打印功能可设置选取打印区域及全部打印功能，查询功能设置产品代号和编号的提示、检索功能。

本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种瓷件试品温度循环试验装置，包括进瓷轨道小车（1）、一号热水池（2）、一号冷水池（3）、二号热水池（4）、二号冷水池（5）、液压升降平移机构（6）、架空导轨（7）、移出平台（8）、微机控制柜（9）、动力柜（10）、液压站（11）、移出液压马达（12）、移位液压马达（13）、瓷件托架（14），其特征在于：

A、所述一号热水池（2）、一号冷水池（3）、二号热水池（4）和二号冷水池（5）均布置在地面上，且一号热水池（2）和二号热水池（4）底部均装有温度传感器；

B、所述液压升降平移机构（6）包括垂直升降部分和水平移动部分，安放在架空导轨（7）上，所述移出液压马达（12）安装在移出平台（8）的底座上，移位液压马达（13）安装在架空导轨（7）上；

C、所述液压站（11）包括油泵电机组（111）、冷却器（112）、控制电磁阀岛（113）、接线箱（114）、调压阀组（115）。

2.一种瓷件试品温度循环试验装置的控制系统，其特征在于：包括水温控制、液压动力控制、电气控制和试验流程控制四个环节。