CN106834648A - 全自动热处理工业炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动热处理工业炉，其中包括加热炉、可移动承载装置、平移机构、升降机构、自动称重机构及自动控制系统，所述的自动控制系统控制所述的可移动承载装置通过所述的平移机构实现水平移动并通过所述的升降机构将所述的待热处理工件从加热炉的底部进入加热炉内，平移机构的端部设置有自动称量待热处理工件的称重机构，所述的称重机构包括称重驱动电机、称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构，所述的称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构的上端设置有称重升降板，所述的称重升降板的上部设置有称重台、以及设置在称重升降板和称重台之间的称重传感器。采用了该全自动热处理工业炉操作与调试方便、精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及材料热处理设备，具体是指一种全自动热处理工业炉。
背景技术
在工件的加工工艺领域内，有一些材料属性较硬或较粘刀的不易切削及磨削加工的工件，通常需要对这些工件进行热处理，以改变材料自身的固有特性，提高工件的可加工性。目前市场上使用的热处理工业炉，其结构是底部带推拉装置的一种热处理工业炉，其系统工作过程需要热处理的工件放置于带推拉装置的底板上，通过手动操作将工件推动至加热炉内，该加热炉是一种电加热炉，保温层是耐火砖垒砌而成，继而通过温控单元将工件加热至所需的温度实现热处理工艺。这种热处理工业炉特征是结构简单，操作简便，但由于操作全部由人工实现，不适应于自动化流水线中，而且全程需要操作人员记录、操控，费事费力。
专利CN201620681506.8中提出了一种解决上述方案的改进型热处理工业炉，其特征在于：包括加热炉体，电炉丝，热电偶，温控单元，带底部推拉装置的底盘组成；炉体由耐火砖垒砌制成，炉体内设有电炉丝，电炉丝通过支撑件布置在炉体的四周，炉体的顶部和侧面四周均有保温层，在炉体内设有多个热电偶，以实时测量加热炉体内部的温度，炉体内部的温度由智能温控模块控制，能够准确的控制温度，以实现将热处理工件加热至指定温度，炉体下部有带底部推拉装置的底盘，推拉装置包含有定向滚轮，丝杆螺母，球形轴承座，手轮等，通过旋转手轮实现工件快速装入及取出。该热处理炉优点是结构简便，使用寿命长。
上述专利技术还存在以下几个缺点：
1、热处理工件靠人工操作，手动推入到加热炉体内，而且需要将加热至高温的工件取出，整个过程都会使操作人员受到高温辐射的热量，影响操作人员的健康；
2、加热炉体采用耐火砖垒砌制成，保温效果差，不节能，炉体外表面温度较高，底部推拉底盘与加热炉体密封不严，会跑出大量热，炉体内温场均匀性不好，加热工件很难达到温度一致；
3、底部推拉底盘无升降功能，当热处理工件高度尺寸较大时，现有结构无法安装到炉体的内部；
4、结构功能单一，仅能适应于简单的热处理工序，操作费事费力，无法将系统应用于自动化流水线中。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种操作与调试方便、精确度高的全自动热处理工业炉。
为了实现上述目的，本发明的全自动热处理工业炉具有如下构成：
所述的可移动承载装置具有承载待热处理工件的保温承烧板，
所述的平移机构包括平移驱动电机、同步带传动的双丝杆同步平移运行机构，所述的同步带传动的双丝杆同步平移运行机构包括平移滚珠丝杆螺母副，所述的平移滚珠丝杆螺母副的每个螺母块的顶部均设置有定位柱，所述的可移动承载装置朝向所述的定位柱的端部设置有与所述的定位柱相匹配的定位孔，
所述的加热炉的底部设置有所述的升降机构，所述的升降机构设置有升降驱动电机、同步带传动的双丝杆同步升降运行机构，所述的同步带传动的双丝杆同步升降运行机构包括升降滚珠丝杆螺母副，所述的升降滚珠丝杆螺母副的每个螺母块均设置有托举所述的可移动承载装置的延伸部，所述的自动控制系统控制所述的可移动承载装置通过所述的平移机构实现水平移动并通过所述的升降机构将所述的待热处理工件从加热炉的底部进入加热炉内，
所述的平移机构的端部设置有自动称量待热处理工件的称重机构，所述的称重机构包括称重驱动电机、称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构，所述的称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构的上端设置有称重升降板，所述的称重升降板的上部设置有称重台、以及设置在称重升降板和称重台之间的称重传感器。
较佳地，所述的可移动承载装置的底部设置有数个滚轮、以及与所述的滚轮相匹配的导轨，所述的滚轮与导轨支撑所述的可移动承载装置沿平移机构移动。
较佳地，所述的滚轮为V型滚轮，所述的导轨为与所述的V型滚轮相匹配的V型导轨。
较佳地，所述的加热炉内设置有合金电炉丝及数个热电偶测温点，所述的加热炉的炉壁的内侧设置有保温层。
较佳地，所述的加热炉为氧化铝多晶体纤维无机材料拼搭而成的加热炉。
较佳地，所述的加热炉具有双层炉壳，所述的加热炉的外壳表面设置有风冷系统。
较佳地，所述的称重机构固定于固定板上。
较佳地，所述的定位柱包括纵向截面为梯形或三角形的上部，所述的定位孔包括容纳所述的定位柱的上部的空间。
较佳地，所述的自动控制系统包括触摸屏。
较佳地，所述的平移机构上设置有用于感应所述的可移动承载装置的平移位置可调节的接近开关，使得传感器采集所述的可移动承载装置的位置信号且传递所述的位置信号至自动控制系统中，从而控制平移机构的运行与停止。
本发明与现有技术的有益效果为：
1、热处理炉结构上具有平移与升降的运动功能，平移与升降机构均采用同步带传动的双丝杆同步运行模式，通过布置在两侧的滚珠丝杆螺母副驱动工件小车，两侧的丝杆机构相对于工件小车为两侧对称分布，双丝杆的同步运行依靠一种无间隙的同步带轮传动实现，这种结构可有效防止单臂驱动产生的受力不均匀，从而使工件小车在电机的驱动下，平稳的自动移动到加热炉体内，配合控制软件，精度高，稳定性强，可适应于工况较差的使用环境中；
2、可以进行远程操控，不仅可以实现对工件的热处理，而且能够配合流水线上的机械手臂，将工件初始位置及热处理结束位置调整至机械手有效抓取位置，实现热处理炉在流水线中的应用；
3、加热炉体采用真空吸附成型的氧化铝多晶体纤维无机材料拼搭结构，合金电炉丝固化于炉膛中，过程中无掉渣，氧化等异物，长期使用不断裂、垮塌；炉体为双层炉壳，配有风冷系统，有效保证外壳表面温度；采用触摸屏控制系统，一键智能化操作，图文操作界面更便捷；设定数据和操作都是图文界面，操作方便；针对数据的存储、输出，可通过USB接口复制数据到计算机上长期保存；可虚设多条加热曲线，分配给不同的烧结材料，需要时直接调用，互不干扰，无需重复修改温度参数；
4、热处理工业炉内置了一套自动称重机构，方便实现自动化运行中对工件的重量检测。
附图说明
图1为本发明的全自动热处理工业炉的结构示意图。
图2为本发明的全自动热处理工业炉中的定位柱与定位孔的局部放大图。
图3为本发明的全自动热处理工业炉的自动称重机构的结构示意图。
图4为本发明的全自动热处理工业炉的加热炉的结构示意图。
附图标记：
1 工件
2 移动小车
3 右丝杆组件
4 平移同步带轮
5 同步带
6 同步带张紧轮
7 平移驱动电机
8 自动称重机构
9 左丝杆组件
10 定位柱
11 滚轮
12 自动控制系统
13 加热炉
14 滚轮导轨
15 升降丝杆
16 升降导轨
17 升降驱动电机
18 升降驱动块
19 自动称重电机
20 称重右丝杆
21 称重右导轨
22 称重机构固定板
23 同步带
24 称重左带轮
25 称重右带轮
26 称重张紧轮
27 称重左丝杆
28 称重左导轨
29 称重升降板
30 称重传感器
31 称重台
32 加热炉保温层
33 电炉丝
34 测温热电偶
35 定位孔
36 丝杆螺母块
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
为解决上述技术问题，本发明的全自动热处理工业炉采用如下技术方案：
如图1所示，包括工件，移动小车，平移驱动机构，升降驱动机构，加热炉，自动称重机构以及自动化控制系统组成。工件1放置在移动小车2上，移动小车2上有多层耐火砖垒砌而成的可承载工件1的保温承烧板，并可在自动控制系统的控制下做平移与升降运动。移动小车2底部有4只滚轮11，优选地，可使用V型滚轮，在平移驱动电机7的带动下，经平移同步带轮4与同步带5、同步带张紧轮6，通过右丝杆组件3及左丝杆组件9的同步作用下，具有定位功能的定位柱10驱动移动小车2沿V型滚轮导轨14做平移运动，优选地，定位柱包括纵向截面为三角形或梯形的上部，移动到关电开关或行程开关的设定位置处停止，此时升降驱动电机17接受来自自动控制系统12的指令，经过与平移机构相同的双升降丝杆15与升降导轨16同步运行的作用下，带动升降驱动块18升降，两侧对称分布的升降驱动块18托起坐落在其上方的工件小车，从而将工件精准的送入到加热炉13中。
此外，如图2所示，为定位柱与定位孔的局部放大图，移动小车通过V型导轮轨道做平移运动，并在平移小车上设置锥面定位孔35，与之配合的锥面定位柱10设置在平移机构的滚珠丝杆螺母块36上，这种锥面配合方式不仅可以实现精确定位，而且可以将平移机构驱动作用力传递至工件小车，从而驱动工件小车运动，具体为：通过调整行程开关或接近开关的位置使移动小车精确定位到锥孔，平移与升降机构均采用一种同步带传动的双丝杆同步运行机构，在工件尺寸或重量较大的情况下也能平稳的运行；
如图3所示，在平移机构的端部设置了一套可自动称量工件重量的称重机构8，以实时监测工件的重量，一套安装于称重机构固定板22的称重机构8，在自动称重电机19的驱动下，经称重右带轮24、称重左带轮25、称重张紧轮26、同步带23的传动下，带动称重右丝杆20、称重右导轨21、称重左丝杆27、称重左导轨28同步运动，从而驱动称重升降板29的升降，称重台31通过两个S型称重传感器30固定于称重升降板29上，可在程序控制下将工件1举起，并称得工件的重量。
如图4所示，加热炉13采用真空吸附成型的氧化铝多晶体纤维无机材料拼搭结构，电炉丝34固化于炉膛中，采用前面、后面、左面、右面、上面五面加热的方式，保证炉膛内部的温场均匀性，内部装有多个的热电偶34测温点，炉膛外层包裹有加热炉保温层32，具有更好的保温隔热效果，降低加热炉外表面温度。
在使用时，工件平放于移动小车上，自动称重机构将移动小车举起并称取总重量，自动控制系统经过去皮运算得到工件的净重，并将移动小车降到平移机构内，在平移机构的带动下平移运动，并在平移机构上设置多个可调位置的接近开关，该接近开关可以感应到工件小车运行至加热炉的正下方，此时传感器采集到位置信号，并将位置信号传递至PLC及上位机中，平移机构停止运行，升降驱动机构开始动作，并将工件移动到加热炉内部，加热炉开启自动升温程序，并保温一段时间后，升降驱动电机自动将移动小车降到带有锥面定位功能的平移机构上，并将移动小车平移至称重机构，此时自动称得热处理之后的工件重量。
本发明与现有技术的有益效果为：
1、热处理炉结构上具有平移与升降的运动功能，平移与升降机构均采用同步带传动的双丝杆同步运行模式，通过布置在两侧的滚珠丝杆螺母副驱动工件小车，两侧的丝杆机构相对于工件小车为两侧对称分布，双丝杆的同步运行依靠一种无间隙的同步带轮传动实现，这种结构可有效防止单臂驱动产生的受力不均匀，从而使工件小车在电机的驱动下，平稳的自动移动到加热炉体内，配合控制软件，精度高，稳定性强，可适应于工况较差的使用环境中；
2、可以进行远程操控，不仅可以实现对工件的热处理，而且能够配合流水线上的机械手臂，将工件初始位置及热处理结束位置调整至机械手有效抓取位置，实现热处理炉在流水线中的应用；
3、加热炉体采用真空吸附成型的氧化铝多晶体纤维无机材料拼搭结构，合金电炉丝固化于炉膛中，过程中无掉渣，氧化等异物，长期使用不断裂、垮塌；炉体为双层炉壳，配有风冷系统，有效保证外壳表面温度；采用触摸屏控制系统，一键智能化操作，图文操作界面更便捷；设定数据和操作都是图文界面，操作方便；针对数据的存储、输出，可通过USB接口复制数据到计算机上长期保存；可虚设多条加热曲线，分配给不同的烧结材料，需要时直接调用，互不干扰，无需重复修改温度参数；
4、热处理工业炉内置了一套自动称重机构，方便实现自动化运行中对工件的重量检测。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的全自动热处理工业炉包括加热炉、可移动承载装置、平移机构、升降机构、自动称重机构及自动控制系统，
所述的可移动承载装置具有承载待热处理工件的保温承烧板，
所述的平移机构包括平移驱动电机、同步带传动的双丝杆同步平移运行机构，所述的同步带传动的双丝杆同步平移运行机构包括平移滚珠丝杆螺母副，所述的平移滚珠丝杆螺母副的每个螺母块的顶部均设置有定位柱，所述的可移动承载装置朝向所述的定位柱的端部设置有与所述的定位柱相匹配的定位孔，
所述的加热炉的底部设置有所述的升降机构，所述的升降机构设置有升降驱动电机、同步带传动的双丝杆同步升降运行机构，所述的同步带传动的双丝杆同步升降运行机构包括升降滚珠丝杆螺母副，所述的升降滚珠丝杆螺母副的每个螺母块均设置有托举所述的可移动承载装置的延伸部，所述的自动控制系统控制所述的可移动承载装置通过所述的平移机构实现水平移动并通过所述的升降机构将所述的待热处理工件从加热炉的底部进入加热炉内，
所述的平移机构的端部设置有自动称量待热处理工件的称重机构，所述的称重机构包括称重驱动电机、称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构，所述的称重同步带传动的双丝杆同步升降运行机构的上端设置有称重升降板，所述的称重升降板的上部设置有称重台、以及设置在称重升降板和称重台之间的称重传感器。
2.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的可移动承载装置的底部设置有数个滚轮、以及与所述的滚轮相匹配的导轨，所述的滚轮与导轨支撑所述的可移动承载装置沿平移机构移动。
3.根据权利要求2所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的滚轮为V型滚轮，所述的导轨为与所述的V型滚轮相匹配的V型导轨。
4.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的加热炉内设置有合金电炉丝及数个热电偶测温点，所述的加热炉的炉壁的内侧设置有保温层。
5.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的加热炉为氧化铝多晶体纤维无机材料拼搭而成的加热炉。
6.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的加热炉具有双层炉壳，所述的加热炉的外壳表面设置有风冷系统。
7.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的称重机构固定于固定板上。
8.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的定位柱包括纵向截面为梯形或三角形的上部，所述的定位孔包括容纳所述的定位柱的上部的空间。
9.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的自动控制系统包括触摸屏。
10.根据权利要求1所述的全自动热处理工业炉，其特征在于，所述的平移机构上设置有用于感应所述的可移动承载装置的平移位置可调节的接近开关，使得传感器采集所述的可移动承载装置的位置信号且传递所述的位置信号至自动控制系统中，从而控制平移机构的运行与停止。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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