CN106955903A - 一种全自动短铝棒加热生产线及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种全自动短铝棒加热生产线及其方法，依次包括自动送料机构、加热机构、设置于自动送料机构和加热机构之间的顶棒机构，移棒机构以及设置在加热机构中的推出机构；所述自动送料机构包括料框，料框中设置有短铝棒，料框上方设置有机械手，料框靠近加热机构的一侧设置有送棒机构，本发明提供了一种全自动短铝棒加热生产线，加热机构中的加热炉采用多支短铝棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀短铝棒经此装置加热处理后不需要进行均质化处理；移棒机构采用平移式移棒，短铝棒整体升降、移动固定的距离，移棒平稳无故障；上料采用了伺服机械手自动上料，并可自动计算长度和数量；出棒采用了滚轮出棒。

Description

一种全自动短铝棒加热生产线及其方法

技术领域

本发明涉及铝材加工技术领域，尤其涉及一种全自动短铝棒加热生产线及其方法。

背景技术

目前在工业铝型材挤压生产中，一般采用燃气式快速炉对长铝棒进行加热，通过热剪机的剪刀，将铝棒剪断，从而获得挤压生产所需要的高温短铝棒。当工业铝型材品质要求较高时，则采用燃气式快速炉对短铝棒进行加热，通过热剥皮机，将铝棒外径剥去3-5mm，从而获得挤压生产所需要的高洁净度高温短铝棒。因为长铝棒采用热剪后，所获得的高温短铝棒，端部变形大，长度方向弯曲形成变形处，导致热剥皮机无法进行剥皮，因此，这二种工艺，即“长棒加热+热剪切断工艺”与“短棒加热+热剥皮工艺”在同一台燃气式快速加热炉上，为同一台挤压机上不能通用的提供符合要求的高温短铝棒。目前，在市面出现的多棒炉主要是通过燃烧器对炉膛内的空气进行加热，利用热气对多根并排的铝棒进行加热。多棒炉存在预加热时间长，不能实现梯度加热的缺陷。单棒炉采用的结构是通过炉体两侧的喷枪对单根铝棒进行单独直接火焰加热的方式。虽然单棒炉可以缩短预加热的时间，但是加热过程中产生的高温烟气会直接排到炉体外，造成热能的浪费。

在金属热成型工艺中，在热成型前，要先对金属坯料进行加热。比如铝型材加工，先要对铝棒进行加热至所需的成型工艺温度，再由成型模具挤压成材。目前，用于铝棒加热的设备一般采用旋转式加热炉，其结构形式是在炉膛内安装一转动架，转动架具有周向布设的用用以穿装铝棒的套管。工作时，送料机构将铝棒从炉膛的进料口推送入套管内，燃料从炉膛侧壁的喷嘴喷入炉膛内燃烧，对铝棒进行加热，铝棒在加热的过程中随着转动架转动，当铝棒转动一周后，温度刚好达到成型工艺所需的温度，此时，完成加热的铝棒会被由送料机构推送入的铝棒推动从炉膛另一端的出料口推送出来，进入到下一成型工艺中挤压成型。这种旋转加热炉主要存在以下缺点：由于是采用了一整根套管来套在铝棒外，炉膛内燃烧的热气流是难以直接对铝棒进行加热，就算在套管上开设通孔，热气流直接加热铝棒的面积还是有限，因而这会影响到铝棒的加热升温速度，铝棒的加热待产时间长；铝棒从入炉到出炉的整个加热过程中，铝棒随着转动架转动一周，始终由套管支承着，这样铝棒在进出套管时都是与套管静摩擦，铝棒进出套管的阻力大，不顺畅，需要较大功率的送料机构來完成铝棒的推送。

中国发明专利CN 103375988 A公开了一种全自动铝棒加热炉，炉体内的炉膛外侧有保温层，炉膛的进口与进料机构对应连接，炉体两端的链轮架上有链轮，套设于链轮上的链条贯穿于炉膛内，驱动装置驱动链轮旋转，吸风风机的出风口与炉膛内联通，炉膛上有与外界联通的排烟烟囱，衔接板高端与链条位于炉膛出口对齐衔接，衔接板底端与送料通道的高端连接，送料通道的底端与出料槽衔接，出料槽恰与铝挤压机的进料口对应衔接，所述控制器控制进料机构与驱动装置动作，本发明实现了铝棒的全自动输入到炉膛内径加热后再输出到铝挤压机内进行铝挤压，整个过程无需人工操作，提高了生产效率；但是，此发明无法实现铝棒的自动送料和在加热炉中的稳定移动，也无法实现铝棒的通用加热。

铝型材加热锻造采用铝棒加热炉，短棒炉是将长铝棒锯切成所需的短铝棒，经短铝棒加热炉加热到挤压温度(420－520℃)，再供给挤压机使用，目前一般采用单门箱式铝棒加热炉，工件在加热炉内加热，当温度达到可以加工时便将工件取出，由于为单门箱式，在取工件时需要把整个炉门打开，造成加热炉内热量大量散失，能量消耗大；如果需要再加热第二个工件，则需要关闭炉门再次升温加热，使加热炉内的温度恢复到原先设定的温度状态下，且加热炉内的工件只有在全部完成后才能添加新的工件进行加热使用，造成工件的加工周期长，同时影响同批次工件的质量。

目前国内生产的短棒炉普遍采用链条或滚轮传动，炉门无法完全封闭，热能损耗大，炉内铝棒数量有限，为了达到产能，采用快速加热方式，能耗大，每吨铝棒能耗约70m3天然气，且铝棒需要先进行均质处理，成本高。

发明内容

本发明公开了一种全自动短铝棒加热生产线及其方法，是一种智能化、模块化、机械化的装置，采用自动识别机械手自动上料；短铝棒移棒机构采用平移式移棒。

本发明是这样实现的，一种全自动短铝棒加热生产线，依次包括自动送料机构、加热机构、设置于自动送料机构和加热机构之间的顶棒机构，移棒机构以及设置在加热机构中的推出机构；

所述自动送料机构包括料框，料框中设置有短铝棒，料框上方设置有机械手，料框靠近加热机构的一侧设置有送棒机构，所述机械手包括固定杆和伸缩杆，固定杆固定于机架上并可以沿机架左右移动，伸缩杆固定于固定杆上并可以上下运动；

所述顶棒机构包括升降台，升降台用于调节进料短铝棒的高度，将短铝棒准确送入加热炉，升降台上固定有立杆，立杆另一端设置有连杆，连杆另一端设置有推棒缸，被推送至升降台上的短铝棒通过连杆带动推棒缸送入加热机构；

所述加热机构包括加热炉、进棒滚轮和搁棒架，所述加热炉采用多支短棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀，平均保温3～4小时，加热处理后的短铝棒无需进行均质化处理；

所述移棒机构包括顶棒油缸，顶棒油缸上方连接有顶棒支架，顶棒支架上方连接有移棒支架，移棒支架靠近顶棒机构的一端设置有平移油缸，平移油缸一端固定于移棒机构一侧；

所述推出机构包括出棒滚轮，出棒滚轮将加热处理完成后的短铝棒传送出加热炉并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料。

进一步地，所述送棒机构包括送棒支架，送棒支架上固定有固定杆，固定杆另一端连接有传送杆，传送杆将短铝棒传送到顶棒机构的升降台上。

进一步地，所述机械手可以自动识别短铝棒并自动计算长度和数量。

进一步地，所述上料机械手和下料机械手均采用伺服电机驱动，所述伺服电机采用交流同步伺服电机，交流同步伺服电机的功率范围大，可以做到很大的功率，且大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低，驱动机械手平稳运行。

进一步地，所述移棒机构采用平移式移动短铝棒，有利于短铝棒在加热炉中的受热均匀，短铝棒整体升降、移动固定的距离，移棒平稳无故障。

进一步地，所述控制机构包括设置于所述自动送料机构上的图像传感器及控制器，所述图像传感器用于检测料框中短铝棒的相关参数，所述控制器根据短铝棒的长度和数量参数控制所述自动送料机构、顶棒机构、加热机构和推出机构。

进一步地，所述控制机构包括输入部件及控制器，所述输入部件用于修改生产时短铝棒的相关参数，所述控制器根据短铝棒的相关参数控制所述自动送料机构、顶棒机构、加热机构和推出机构。

进一步地，所述加热炉具有自动温控系统，在无人直接参与下自动调节加热炉中的温度以达到设定的所需温度，实现加热炉中温度的自动控制。

进一步地，全自动短铝棒工作流程如下：

S1：短铝棒先存放在料框内按规律堆放，然后输入短铝棒规格和长度参数，启动后自动送料机构中的机械手将短铝棒夹到送棒机构上，送棒机构将短铝棒推送到顶棒机构的升降台上，再由顶棒机构将铝棒顶进加热炉内加热，根据短铝棒不同长度每次进棒支数有所不同；

S2：当一排铝棒进满后，顶棒机构中的推棒缸将整排铝棒从进棒滚轮推到搁棒架上，此时顶棒油缸处于伸出状态；

S3：当加热一定的时间后，顶棒油缸缩回，将顶棒支架、移棒支架及加热炉内的短铝棒升起，使得短铝棒脱离搁棒架；

S4：平移油缸伸出，带动移棒支架及炉内铝棒向出棒方向移动固定的距离；

S5：顶棒油缸伸出，将顶棒支架、移棒支架及炉内铝棒下降至搁棒架上，铝棒移动到预定的位置，当搁棒架进满铝棒后，出棒口铝棒滚入出棒滚轮，并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料；

S6：平移油缸缩回，移棒支架返回到起始位置；

S7：循环上述步骤，至炉内进满铝棒为止，短铝棒加热到使用温度后，开始生产；

本发明提供的一种全自动短铝棒加热生产线的优点在于：本发明提供了一种全自动短铝棒加热生产线，是一种智能化、模块化、机械化的装置，加热机构中的加热炉采用多支短铝棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀，平均保温3～4小时，短铝棒经此装置加热处理后不需要进行均质化处理，降低了成本；移棒机构采用平移式移棒，短铝棒整体升降、移动固定的距离，移棒平稳无故障；上料采用了伺服机械手自动上料，并可自动计算长度和数量；出棒采用了滚轮出棒，采用气缸翻棒并移至机械手位置，实现无人下料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种全自动短铝棒加热生产线的结构示意图；

图2为本发明一种全自动短铝棒加热生产线的自动送料机构结构示意图；

图3为本发明一种全自动短铝棒加热生产线的顶棒机构结构示意图；

图4为本发明一种全自动短铝棒加热生产线的工作流程图；

其中，1、自动送料机构，2、顶棒机构，3、加热机构、4、移棒机构，5、推出机构，6、机械手，7、料框，8、短铝棒，9、送棒机构，10、固定杆，11、伸缩杆，12、送料机架，13、升降台，14、立杆，15、连杆，16、推棒缸，17、加热炉，18、搁棒架，19、平移油缸，20、移棒支架，21、顶棒支架，22、顶棒油缸，23、出棒滚轮，24、进棒滚轮。

具体实施方式

本发明公开了一种全自动短铝棒加热生产线及其方法，是一种智能化、模块化、机械化的装置，采用自动识别机械手自动上料；短铝棒移棒机构采用平移式移棒。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，本发明实施例提供的一种全自动短铝棒加热生产线。

如图1所示，一种全自动短铝棒加热生产线，包括由左至右的自动送料机构1、加热机构3、设置于自动送料机构和加热机构之间的顶棒机构2、移棒机构4、设置在加热机构3中的推出机构5以及控制机构；

所述加热机构3包括加热炉17、进棒滚轮24和搁棒架18，所述加热炉17采用多支短棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀，平均保温3～4小时，加热处理后的短铝棒8无需进行均质化处理；

所述移棒机构4包括顶棒油缸22，顶棒油缸22上方连接有顶棒支架21，顶棒支架21上方连接有移棒支架20，移棒支架20靠近顶棒机构2的一端设置有平移油缸19，平移油缸19一端固定于移棒机构4的一侧；

所述推出机构5包括出棒滚轮23，出棒滚轮23将加热处理完成后的短铝棒8传送出加热炉3并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料。

所述移棒机构4采用平移式移动短铝棒8，有利于短铝棒8在加热炉17中的受热均匀，短铝棒8整体升降、移动固定的距离，移棒平稳无故障。

所述控制机构包括设置于所述自动送料机构上的图像传感器及控制器，所述图像传感器用于检测料框中短铝棒8的相关参数，所述控制器根据短铝棒8的长度和数量参数控制所述自动送料机构1、顶棒机构2、加热机构3、移棒机构4和推出机构5。

所述控制机构包括输入部件及控制器，所述输入部件用于修改生产时短铝棒8的相关参数，所述控制器根据短铝棒8的相关参数控制所述自动送料机构1、顶棒机构2、加热机构3、移棒机构4和推出机构5。

所述加热炉17具有自动温控系统，在无人直接参与下自动调节加热炉中的温度以达到设定的所需温度，实现加热炉中温度的自动控制。

如图2所示，自动送料机构包括料框7，料框7中设置有短铝棒8，料框7上方设置有机械手6，料框7靠近加热机构3的一侧设置有送棒机构9，所述机械手6包括固定杆10和伸缩杆11，固定杆10固定于送料机架12上并可以沿送料机架12左右移动，伸缩杆11固定于固定杆10上并可以上下运动，所述送棒机构9包括送棒支架25，送棒支架25上固定有固定杆26，固定杆26另一端连接有传送杆27，传送杆27将短铝棒8传送到顶棒机构2的升降台13上，所述机械手6可以自动识别短铝棒8并自动计算长度和数量，所述上料机械手6和下料机械手均采用伺服电机驱动，所述伺服电机采用交流同步伺服电机，交流同步伺服电机的功率范围大，可以做到很大的功率，且大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低，驱动机械手平稳运行。

如图3所示，所述顶棒机构2包括升降台13，升降台13用于调节进料短铝棒8的高度，将短铝棒8准确送入加热炉17，升降台13上固定有立杆14，立杆14另一端设置有连杆15，连杆另一端设置有推棒缸16，被推送至升降台13上的短铝棒8通过连杆15带动推棒缸16送入加热机构3。

如图4所示，全自动短铝棒工作流程如下：

S1：短铝棒8先存放在料框7内按规律堆放，然后输入短铝棒8规格和长度参数，启动后自动送料机构1中的机械手6将短铝棒8夹到送棒机构9上，送棒机构9将短铝棒8推送到顶棒机构2的升降台13上，再由顶棒机构2将短铝棒8顶进加热炉17内加热，根据短铝棒8不同长度每次进棒支数有所不同；

S2：当一排短铝棒8进满后，顶棒机构2中的推棒缸16将整排短铝棒8从进棒滚轮24推到搁棒架18上，此时顶棒油缸22处于伸出状态；

S3：当加热一定的时间后，顶棒油缸22缩回，将顶棒支架21、移棒支架20及加热炉17内的短铝棒8升起，使得短铝棒8脱离搁棒架18；

S4：平移油缸19伸出，带动移棒支架20及炉内短铝棒8向出棒方向移动固定的距离；

S5：顶棒油缸22伸出，将顶棒支架21、移棒支架20及炉内短铝棒8下降至搁棒架18上，短铝棒8移动到预定的位置，当搁棒架18进满短铝棒8后，出棒口短铝棒8滚入出棒滚轮23，并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料；

S6：平移油缸19缩回，移棒支架20返回到起始位置；

S7：循环上述步骤，至炉内进满短铝棒8为止，短铝棒8加热到使用温度后，开始生产；

综上所述，本发明提供了一种全自动短铝棒加热生产线，是一种智能化、模块化、机械化的装置，加热机构中的加热炉采用多支短铝棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀，平均保温3～4小时，短铝棒经此装置加热处理后不需要进行均质化处理，降低了成本；移棒机构采用平移式移棒，短铝棒整体升降、移动固定的距离，移棒平稳无故障；上料采用了伺服机械手自动上料，并可自动计算长度和数量；出棒采用了滚轮出棒，采用气缸翻棒并移至机械手位置，实现无人下料。

以上对本发明所提供的一种全自动短铝棒加热生产线进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，依次包括自动送料机构(1)、加热机构(3)、设置于自动送料机构(1)和加热机构(3)之间的顶棒机构(2)、移棒机构(4)、设置在加热机构(3)中的推出机构(5)以及控制机构；

所述自动送料机构包括料框(7)，料框(7)中设置有短铝棒(8)，料框(7)上方设置有机械手(6)，料框(7)靠近加热机构(3)的一侧设置有送棒机构(9)，所述机械手(6)包括固定杆(10)和伸缩杆(11)，固定杆(10)固定于送料机架(12)上并可以沿送料机架(12)左右移动，伸缩杆(11)固定于固定杆(10)上并可以上下运动；

所述顶棒机构(2)包括升降台(13)，升降台(13)用于调节进料短铝棒(8)的高度，将短铝棒(8)准确送入加热炉(17)，升降台(13)上固定有立杆(14)，立杆(14)另一端设置有连杆(15)，连杆另一端设置有推棒缸(16)，被推送至升降台(13)上的短铝棒(8)通过连杆(15)带动推棒缸(16)送入加热机构(3)；

所述加热机构(3)包括加热炉(17)、进棒滚轮(24)和搁棒架(18)，所述加热炉(17)采用多支短棒加热方式，双段循环加热，炉温均匀，加热处理后的短铝棒(8)无需进行均质化处理；

所述移棒机构(4)包括顶棒油缸(22)，顶棒油缸(22)上方连接有顶棒支架(21)，顶棒支架(21)上方连接有移棒支架(20)，移棒支架(20)靠近顶棒机构(2)的一端设置有平移油缸(19)，平移油缸(19)一端固定于移棒机构(4)的一侧；

所述推出机构(5)包括出棒滚轮(23)，出棒滚轮(23)将加热处理完成后的短铝棒(8)传送出加热炉(3)并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料。

2.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述送棒机构(9)包括送棒支架(25)，送棒支架(25)上固定有固定杆(26)，固定杆(26)另一端连接有传送杆(27)，传送杆(27)将短铝棒(8)传送到顶棒机构(2)的升降台(13)上。

3.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述机械手(6)可以自动识别短铝棒(8)并自动计算长度和数量。

4.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述上料机械手(6)和下料机械手(6)均采用伺服电机驱动。

5.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述移棒机构(4)采用平移式移动短铝棒(8)，使得短铝棒(8)在加热炉中的受热均匀。

6.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述控制机构包括设置于所述自动送料机构上的图像传感器及控制器，所述图像传感器用于检测料框中短铝棒(8)的相关参数，所述控制器根据短铝棒(8)的长度和数量参数控制所述自动送料机构(1)、顶棒机构(2)、加热机构(3)、移棒机构(4)和推出机构(5)。

7.根据权利要求1所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述控制机构包括输入部件及控制器，所述输入部件用于修改生产时短铝棒(8)的相关参数，所述控制器根据短铝棒(8)的相关参数控制所述自动送料机构(1)、顶棒机构(2)、加热机构(3)、移棒机构(4)和推出机构(5)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，所述加热炉(17)具有自动温控系统。

9.一种全自动短铝棒加热生产线的工作方法，用于权利要求1～8中任一项所述的全自动短铝棒加热生产线，其特征在于，全自动短铝棒生产线工作流程如下：

S1：短铝棒(8)先存放在料框(7)内按规律堆放，然后输入短铝棒(8)规格和长度参数，启动后自动送料机构(1)中的机械手(6)将短铝棒(8)夹到送棒机构(9)上，送棒机构(9)将短铝棒(8)推送到顶棒机构(2)的升降台(13)上，再由顶棒机构(2)将短铝棒(8)顶进加热炉(17)内加热，根据短铝棒(8)不同长度每次进棒支数有所不同；

S2：当一排短铝棒(8)进满后，顶棒机构(2)中的推棒缸(16)将整排短铝棒(8)从进棒滚轮(24)推到搁棒架(18)上，此时顶棒油缸(22)处于伸出状态；

S3：当加热一定的时间后，顶棒油缸(22)缩回，将顶棒支架(21)、移棒支架(20)及加热炉(17)内的短铝棒(8)升起，使得短铝棒(8)脱离搁棒架(18)；

S4：平移油缸(19)伸出，带动移棒支架(20)及炉内短铝棒(8)向出棒方向移动固定的距离；

S5：顶棒油缸(22)伸出，将顶棒支架(21)、移棒支架(20)及炉内短铝棒(8)下降至搁棒架(18)上，短铝棒(8)移动到预定的位置，当搁棒架(18)进满短铝棒(8)后，出棒口短铝棒(8)滚入出棒滚轮(23)，并通过气缸翻棒移至下料机械手位置，实现无人下料；

S6：平移油缸(19)缩回，移棒支架(20)返回到起始位置；

S7：循环上述步骤，至炉内进满短铝棒(8)为止，短铝棒(8)加热到使用温度后，开始生产。