CN106216443A - 一种型材在线加热扭矫装置、系统及方法 - Google Patents

一种型材在线加热扭矫装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种型材在线加热扭矫装置，包括有矫直油缸，矫直油缸与张力控制系统、液压主泵站及冷却系统相连；矫直油缸的一侧设有拉伸头装置，拉伸头装置的一侧设有扭拧头装置；扭拧头装置与液压副泵站相连；拉伸头装置、扭拧头装置上均设有相同的测温系统；拉伸头装置的负极水冷电缆与加热电源相连，扭拧头装置的正极水冷电缆通过导电母排与加热电源相连；对型材的两端直接电加热，加热到设定温度后开始扭矫，红外测温及温控系统对电源的闭环控制，实现对型材快速高效加热；对液压系统的张力控制保证拉伸力的恒定输出，实现恒拉力拉伸；实现对扭拧角度的精确控制，解决了扭矫过程中型材难于在线加热保温扭矫的问题，自动化程度高，提高了扭矫质量和效率。

Description

一种型材在线加热扭矫装置、系统及方法
技术领域
本发明属于金属型材矫直方法技术领域，具体涉及一种金属型材在线加热扭矫装置、系统及方法。
背景技术
目前，对于型材的加工，在冷拉拔作业之后，许多型材都存在严重的扭曲问题，而传统的方法是由作业人员手动将型材扭曲矫直。这种方式作业难度大，劳动强度大，且生产效率低下。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种型材在线加热扭矫装置、系统及方法，解决了传统手工作业劳动强度大，生产效率低的技术问题，具体自动化程度高、产品合格率高和控制精度高的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种型材在线加热扭矫装置，包括有矫直油缸，矫直油缸与张力控制系统、液压主泵站及冷却系统相连；矫直油缸的一侧设有拉伸头装置，拉伸头装置的一侧设有扭拧头装置；扭拧头装置与液压副泵站相连；拉伸头装置、扭拧头装置上均设有相同的测温系统；拉伸头装置的负极水冷电缆与加热电源相连，扭拧头装置的正极水冷电缆通过导电母排与加热电源相连。
所述的导电母排上设有滑动导电机构、固定支架。
所述的测温系统为红外测温仪。
所述的红外测温仪包括红外温度检测器一、红外温度检测器二。
一种型材在线加热扭矫控制系统，包括有与人机装置相连的PLC控制系统，PLC控制系统通过加热电源与绝缘检测系统相连；PLC控制系统的控制端分别与张力控制系统、扭拧头装置、冷却系统、加热控制器相连；加热控制器通过数据算法处理器与红外温度测温系统；张力控制系统与液压系统相连；扭拧头装置与伺服系统相连。
利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，包括以下步骤：
步骤1，启动液压主泵站，调节拉伸头装置、液压副泵站及扭拧头装置的位置，将拉伸头装置移动至异型材相应的长度，并用拉伸头装置上的拉伸头夹爪夹住型材的一端，型材的另一端由扭拧头装置的夹爪夹住；
步骤2，启动冷却系统，冷却液压主泵站、液压副泵站及加热电源，保证各机构正常工作；
步骤3，在张力控制系统的操作面板上设定加热温度、拉伸长度、拉伸力、扭拧速度的工艺参数，进行拉伸、扭矫操作；
启动加热电源，首先将型材加热至设定的温度600～650℃，由测温系统将检测温度输入给加热电源，由加热电源控制电源输出，构成控温闭环，并保持该设定温度；
拉伸头装置以60～80T的拉力进行动作，张力控制系统对液压系统的管路阀门进行控制，确保恒定拉力的输出，将型材拉直至设定长度；
手动调节扭拧头装置的扭拧方向及速度，通过扭拧头装置的伺服控制，确保扭拧过程平稳连续，使来料扭正拉直，保持拉伸状态；
步骤4，保持拉伸状态到设定时间后，停止加热，并设定最小的拉伸力值，开始冷却；
步骤5，冷却到室温后，松开拉伸头装置的夹爪和扭拧头装置的夹爪，下料。
所述的步骤1中拉伸头装置的移动距离为2.5m～7m。
所述的步骤3中拉伸长度为0～1500mm。
所述的步骤3中拉伸力为2.5T～100T。
所述的步骤3中加热温度为600～650℃。
所述的步骤3中扭拧速度为6转/分。
本发明的有益效果是：
待矫直的型材一端连接拉伸头装置，即电源正极，另一端连接扭拧头装置，即电源负极，通过加热电源对型材直接加热，由红外测温仪检测型材温度，构成温度控制闭环，调节电源输出。
本发明通过加热电源正负极连接扭拧头夹爪与拉伸头夹爪，夹紧型材的两端，加热至设定温度进行扭矫处理，解决了在设定温度进行矫直处理的要求，通过红外测温仪检测温度，由温控表进行控温，构成温度控制闭环，解决了温度冲温的现象，通过张力控制系统调节液压拉力，解决了张力波动幅度大、产品质量不稳定的问题，从而有效的提高系统的矫直效率，自动化程度高。具体体现在以下几个方面：
1）与矫直的型材通过加热扭矫可以被矫直；
2）对于不同的型材加热温度最高可达650℃，由红外测温仪检测温度值传入加热系统控制电源输出，形成闭环系统，控温精度高，避免超温对来料的性能影响，提高了产品的合格率；
3)采用伺服控制系统控制扭拧角度及速度，旋转速度稳定且连续可调，提高了扭拧过程的精度；
4)采用张力控制系统来控制拉力大小，通过调节油路阀门开度调节拉力，实现对拉拉伸力的精确控制，提高拉伸过程的精度；
5)该装置加热、拉伸、液压、冷却等系统均为统一控制，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明装置的使用状态示意图。
图2为本发明的控制原理框图。
图中： 1.加热电源，2.冷却系统，3.液压主泵站，4.张力控制系统，5.矫直油缸，6.电控系统，7.拉伸头装置，8.测温系统，9.扭拧头装置，10.液压副泵站，11.正极水冷电缆，12.滑动导电机构，13.导电母排，14.固定支架，15.负极水冷电缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1，一种型材在线加热扭矫装置，包括有矫直油缸5，矫直油缸5与张力控制系统4、液压主泵站3及冷却系统2相连；矫直油缸5的一侧设有拉伸头装置7，拉伸头装置7的一侧设有扭拧头装置9；扭拧头装置9与液压副泵站10相连；拉伸头装置7、扭拧头装置9上均设有相同的测温系统8；拉伸头装置7的负极水冷电缆15与加热电源1相连，扭拧头装置9的正极水冷电缆11通过导电母排13与加热电源1相连。
所述的导电母排13上设有滑动导电机构12、固定支架14。
所述的测温系统8为红外测温仪。
所述的电控系统6包括，加热控制器、冷却控制器、扭拧控制器及张力控制器4。
所述的扭拧控制器为对扭拧头旋转控制的伺服控制系统。
所述的张力控制器4为对拉伸头装置的拉伸力控制的液压控制系统。
所述的加热电源1的功率为390KW，最大输出电流为6500A。
采用本装置对型材的两端直接进行电加热，加热到设定温度后开始扭矫，通过红外测温及温控系统对电源的闭环控制，实现对型材快速高效的加热；通过对液压系统的张力控制保证拉伸力的恒定输出，实现恒拉力拉伸；通过扭拧头旋转的伺服控制，实现对扭拧角度的精确控制。
一种型材在线加热扭矫控制系统，包括有与人机装置相连的PLC控制系统，PLC控制系统通过加热电源与绝缘检测系统相连；PLC控制系统的控制端分别与张力控制系统、扭拧头装置、冷却系统、加热控制器相连；加热控制器通过数据算法处理器与红外温度测温系统；张力控制系统与液压系统相连；扭拧头装置与伺服系统相连。
利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，包括以下步骤：
步骤1，依次启动液压主泵站3，调节拉伸头装置7、液压副泵站10及扭拧头装置9的位置，将拉伸头装置7移动至异型材相应的长度，并用拉伸头装置7上的拉伸头夹爪夹住型材的一端，型材的另一端由扭拧头装置9的夹爪夹住；
步骤2，启动冷却系统2，冷却液压主泵站3、液压副泵站10及加热电源1，保证各机构正常工作；
步骤3，在张力控制系统4的操作面板上设定加热温度、拉伸长度、拉伸力、扭拧速度的工艺参数，进行拉伸、扭矫操作；
启动加热电源1，首先将型材加热至设定的温度600～650℃，由测温系统8将检测温度输入给加热电源1，由加热电源1控制电源输出，构成控温闭环，并保持该设定温度；
拉伸头装置7以60～80T的拉力进行动作，张力控制系统4对液压系统的管路阀门进行控制，确保恒定拉力的输出，将型材拉直至设定长度；
手动调节扭拧头装置9的扭拧方向及速度，通过扭拧头装置的伺服控制，确保扭拧过程平稳连续，使来料扭正拉直，保持拉伸状态；
步骤4，保持拉伸状态到设定时间后，停止加热，并设定最小的拉伸力值，开始冷却；
步骤5，冷却到室温后，松开拉伸头装置7的夹爪和扭拧头装置9的夹爪，下料。
所述的步骤1中拉伸头装置的移动距离为2.5m～7m。
所述的步骤3中拉伸长度为0～1500mm。
所述的步骤3中拉伸力为2.5T～100T。
所述的步骤3中加热温度为600～650℃。
所述的步骤3中扭拧速度为6转/分。

Claims (10)

1.一种型材在线加热扭矫装置，其特征在于，包括有矫直油缸（5），矫直油缸（5）与张力控制系统（4）、液压主泵站（3）及冷却系统（2）相连；矫直油缸（5）的一侧设有拉伸头装置（7），拉伸头装置（7）的一侧设有扭拧头装置（9）；扭拧头装置（9）与液压副泵站（10）相连；拉伸头装置（7）、扭拧头装置（9）上均设有相同的测温系统（8）；拉伸头装置（7）的负极水冷电缆（15）与加热电源（1）相连，扭拧头装置（9）的正极水冷电缆（11）通过导电母排（13）与加热电源（1）相连。
2.根据权利要求1所述的一种型材在线加热扭矫装置，其特征在于，所述的导电母排（13）上设有滑动导电机构（12）、固定支架（14）。
3.根据权利要求1所述的一种型材在线加热扭矫装置，其特征在于，所述的测温系统（8）为红外测温仪。
4.根据权利要求1所述的一种型材在线加热扭矫装置，其特征在于，所述的红外测温仪包括红外温度检测器一、红外温度检测器二。
5.一种型材在线加热扭矫控制系统，包括有与人机装置相连的PLC控制系统，其特征在于，PLC控制系统通过加热电源与绝缘检测系统相连；PLC控制系统的控制端分别与张力控制系统、扭拧头装置、冷却系统、加热控制器相连；加热控制器通过数据算法处理器与红外温度测温系统；张力控制系统与液压系统相连；扭拧头装置与伺服系统相连。
6.利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，启动液压主泵站（3），调节拉伸头装置（7）、液压副泵站10及扭拧头装置（9）的位置，将拉伸头装置（7）移动至异型材相应的长度，并用拉伸头装置（7）上的拉伸头夹爪夹住型材的一端，型材的另一端由扭拧头装置（9）的夹爪夹住；
步骤2，启动冷却系统（2），冷却液压主泵站（3）、液压副泵站（10）及加热电源（1），保证各机构正常工作；
步骤3，在张力控制系统（4）的操作面板上设定加热温度、拉伸长度、拉伸力、扭拧速度的工艺参数，进行拉伸、扭矫操作；
启动加热电源（1），首先将型材加热至设定的温度600～650℃，由测温系统（8）将检测温度输入给加热电源（1），由加热电源（1）控制电源输出，构成控温闭环，并保持该设定温度；
拉伸头装置（7）以60～80T的拉力进行动作，张力控制系统（4）对液压系统的管路阀门进行控制，确保恒定拉力的输出，将型材拉直至设定长度；
手动调节扭拧头装置（9）的扭拧方向及速度，通过扭拧头装置的伺服控制，确保扭拧过程平稳连续，使来料扭正拉直，保持拉伸状态；
步骤4，保持拉伸状态到设定时间后，停止加热，并设定最小的拉伸力值，开始冷却；
步骤5，冷却到室温后，松开拉伸头装置（7）的夹爪和扭拧头装置（9）的夹爪，下料。
7.根据权利要求6所述的利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，其特征在于，所述的步骤1中拉伸头装置的移动距离为2.5m～7m。
8.根据权利要求6所述的利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，其特征在于，所述的步骤3中拉伸长度为0～1500mm。
9.根据权利要求6所述的利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，其特征在于，所述的步骤3中拉伸力为2.5T～100T。
10.根据权利要求6所述的利用所述的型材在线加热扭矫装置在线加热扭矫的方法，其特征在于，所述的步骤3中加热温度为600～650℃；所述的步骤3中扭拧速度为6转/分。
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