CN108145130A - 一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统及其控制方法，系统包括预热恒温炉、工件转运装置、恒温浇注炉和集中电控装置；预热恒温炉包括炉体、炉门和预热炉电控机构；工件转运装置包括导轨、工件托架和工件转运电控机构；恒温浇注炉包括支撑底架、电熔炉和浇注炉电控机构；集中电控装置包括中央控制器、预热控制回路、电熔炉熔融控制回路、工件转运控制回路、浇注控制回路。本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统是数字化控制系统，通过集中电控装置的中央控制计算机的集中控制可以实现工件预热、工件转运、工件浇注的依次自动完成，生产效率较高、且安全隐患较低，特别适用于采用浇注方式的钢丝绳深加工的浇注工序。

Description

一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动化浇注系统及其控制方法，具体是一种针对钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统及其控制方法，属于钢丝绳深加工技术领域。

背景技术

钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。钢丝绳能够传递长距离的负载，能够承受多种载荷及变载荷的作用，具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途，广泛应用于冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域。

钢丝绳在作为提升、牵引、拉紧和承载部件使用时，通常是将钢丝绳的两端通过钢丝绳锚头锁具与其他设备连接，钢丝绳锚头锁具与钢丝绳绳端的连接方式通常有浇注和夹紧铆接两种方式，其中浇注的方式是将钢丝绳绳端打散后穿入钢丝绳锚头锁具的连接孔中以使各钢丝之间具有熔融间隙，封堵钢丝绳锚头锁具的连接孔底端位置并预热后向连接孔中浇注熔融金属(通常为锌合金)，冷却后钢丝绳即与钢丝绳锚头锁具连接为一体结构。

现有技术中，浇注过程通常是采用人工操作，即人工将穿接好钢丝绳锚头锁具的钢丝绳绳端置入预热炉内进行预热，预热至设定温度后取出钢丝绳绳端并将钢丝绳锚头锁具并排穿接在浇注工装上以使钢丝绳锚头锁具的浇注端面向上方设置，然后人工用浇注勺舀取熔池中的熔融金属并依次向钢丝绳锚头锁具的浇注端内浇注熔融金属。这种传统的人工操作的方式存在以下缺陷：

1、预热后取出钢丝绳绳端并将钢丝绳锚头锁具并排穿接在浇注工装上、即人工浇注的过程时间较长，预热后的钢丝绳锚头锁具易因操作时间过长造成温度降低，进而影响浇注质量，在周围环境温度较低的情况下甚至需要对穿接好钢丝绳锚头锁具的钢丝绳绳端进行重新预热；

2、人工用浇注勺舀取熔池中的熔融金属并依次向钢丝绳锚头锁具的浇注端内浇注熔融金属的方式存在较大的安全隐患，操作人员易被烫伤；

3、人工操作的方式不仅生产效率较低，而且操作人员的技能与责任心等人为因素对生产进度及质量的影响较大。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统及其控制方法，能够避免人工操作的弊端、实现自动化操作，生产效率较高、且安全隐患较低，特别适用于采用浇注方式的钢丝绳深加工的浇注工序。

为了实现上述目的，本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统包括预热恒温炉、工件转运装置、恒温浇注炉和集中电控装置；

所述的预热恒温炉包括炉体、炉门和预热炉电控机构；炉体包括由炉壁围成的腔形结构的加热炉膛和设置在加热炉膛内的加热电气元件及测温传感器；炉门设置在炉体外部，炉门通过上下方向开启的炉门开启机构与炉体连接；预热炉电控机构包括控制器，控制器分别与加热炉膛内的加热电气元件、测温传感器和炉门的炉门开启机构电连接；

所述的工件转运装置对应炉门的位置设置在炉体的后方，工件转运装置包括导轨、工件托架和工件转运电控机构；

导轨对应炉门的位置沿前后方向设置在地面上；

工件托架包括下托架和上托架；下托架是后端开放的支撑框架结构，下托架的顶平面与炉体加热炉膛的底平面平齐设置，下托架的底部对应导轨的位置设有与导轨配合的滚轮，下托架与导轨之间还设有下托架前后步进移动控制机构；上托架也是后端开放的支撑框架结构，上托架架设安装在下托架的顶端，且上托架的底平面与下托架的顶平面之间设有前后方向设置的上托架伸缩导向滑移控制机构，上托架上还沿左右方向水平架设安装有多个沿前后方向均布设置的锚头锁具支撑轴，锚头锁具支撑轴的外径尺寸与钢丝绳锚头锁具的安装孔的内径尺寸间隙配合；

工件转运电控机构包括控制器，控制器分别与下托架前后步进移动控制机构、上托架伸缩导向滑移控制机构电连接；

所述的恒温浇注炉架设安装在预热恒温炉的后方，恒温浇注炉包括支撑底架、电熔炉和浇注炉电控机构；

支撑底架是门架结构，门架结构的支撑腿相对于导轨左右对称架设安装在地面上，门架结构沿前后方向的内部设有可以允许工件托架整体通过的空间；

电熔炉架设安装在支撑底架的顶端，包括熔池、分流浇注口和分流浇注口启闭控制机构，熔池内部设有加热电气元件及测温传感器，分流浇注口设置在熔池的底端、并与熔池贯通连接，分流浇注口沿左右方向均布设置为多个、且多个分流浇注口之间的间距尺寸与并排穿接在锚头锁具支撑轴上的多个钢丝绳锚头锁具之间的间距尺寸配合，分流浇注口启闭控制机构设置在分流浇注口的底端；

浇注炉电控机构包括控制器，控制器分别与熔池内部的加热电气元件、测温传感器和分流浇注口的分流浇注口启闭控制机构电连接；

所述的集中电控装置包括中央控制器、预热控制回路、电熔炉熔融控制回路、工件转运控制回路、浇注控制回路，中央控制器分别与预热炉电控机构的控制器、工件转运电控机构的控制器、浇注炉电控机构的控制器电连接。

作为本发明的进一步改进方案，下托架包括位于上部的上托架支撑部分和位于底部的前后步进支撑部分，滚轮设置在前后步进支撑部分的底部，上托架伸缩导向滑移控制机构设置在上托架的底平面与上托架支撑部分顶平面之间，下托架前后步进移动控制机构与前后步进支撑部分连接，上托架支撑部分和前后步进支撑部分之间设有沿左右方向设置的导向滑移机构和电控定位机构，导向滑移机构包括设置在前后步进支撑部分顶端的滑移导轨和配合设置在上托架支撑部分底端的支撑轮，上托架支撑部分和上托架分别设置为两套，前后步进支撑部分设置为一套，上托架支撑部分与滑移导轨之间还设有上托架支撑部分平移控制机构，工件转运电控机构的控制器分别与电控定位机构和上托架支撑部分平移控制机构电连接；导轨后端的左侧和右侧位置均设有垂直于导轨走向设置的副导轨，副导轨的导轨平面与前后步进支撑部分顶端的滑移导轨的导轨平面平齐设置。

作为本发明的优选方案，所述的上托架支撑部分平移控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与上托架支撑部分底端的支撑轮同轴连接。

作为本发明的优选方案，所述的电控定位机构是电磁控制的锁扣结构，包括设置在上托架支撑部分或前后步进支撑部分上的电磁伸缩锁舌、配合设置在前后步进支撑部分或上托架支撑部分上的锁扣。

作为本发明的优选方案，所述的下托架前后步进移动控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与滚轮同轴连接，所述的滚轮是齿轮结构，所述的导轨是齿条结构。

作为本发明的优选方案，所述的上托架伸缩导向滑移控制机构包括配合滑轨、丝杠和丝母，配合滑轨前后方向设置在上托架的底平面与下托架的顶平面之间，丝杠前后方向架设在下托架上，丝杠的轴端还设有减速电机，丝母配合套接在丝杠上、且丝母与上托架固定连接。

作为本发明的进一步改进方案，炉体的加热炉膛的底平面上对应配合滑轨的位置设有前后方向滚动设置的辊轮。

作为本发明的进一步改进方案，所述的电熔炉通过电控高度调节机构架设安装在支撑底架的顶端，浇注炉电控机构的控制器与电控高度调节机构电连接。

作为本发明的进一步改进方案，锚头锁具支撑轴上设有多个可拆卸的锚头锁具间距控制隔套。

一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统的控制方法，钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统在初始状态时，炉门处于关闭状态，上托架位于下托架的正上方位置，下托架穿过支撑底架位于支撑底架的后方，分流浇注口启闭控制机构处于封闭分流浇注口的状态；具体包括以下步骤：

a.浇注准备：操作人员将需熔融的足量金属置入熔池内后首先控制中央控制器启动预热控制回路和电熔炉熔融控制回路，预热炉电控机构即控制炉体的加热炉膛内的加热电气元件通电工作、炉体内的测温传感器实时向中央控制器反馈加热炉膛内的温度，浇注炉电控机构即控制熔池内部的加热电气元件通电工作、熔池内部的测温传感器实时向中央控制器反馈熔池内的温度；然后操作人员将穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具依次左右方向并排穿接在各个锚头锁具支撑轴上，穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具穿接在锚头锁具支撑轴上后呈浇注端面向上方的状态；

b.工件预热：完成安装锚头锁具后，操作人员控制中央控制器启动工件转运控制回路，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令，工件转运电控机构的控制器控制下托架前后步进移动控制机构动作使下托架载着上托架及穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨上向前移动、同时预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门打开，当下托架穿过支撑底架前移至炉体后方的设定位置并停滞后，工件转运电控机构的控制器控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架载着穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向前方伸出至设定距离进入炉体的加热炉膛内部，此时穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具沿锚头锁具支撑轴的轴心线旋转呈浇注端面向前方的状态，然后预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门关闭，预热恒温炉对穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具进行预热；

c.工件浇注：当炉体内的测温传感器反馈加热炉膛内的温度已达到设定预热温度、且熔池内部的测温传感器反馈的熔池内的熔融金属的温度已达到设定浇注温度时，中央控制器首先向预热炉电控机构的控制器发出指令控制炉门开启机构动作使炉门打开，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发出指令控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架载着已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向后方缩入至设定距离位于下托架的正上方位置，已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具恢复呈浇注端面向上方的状态，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架载着上托架及已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨上向后方移动至设定浇注距离并停滞，此时位于上托架最后端的第一件锚头锁具支撑轴位于分流浇注口的正下方、且位于第一件锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构动作使分流浇注口打开至设定时间后再关闭，熔池内的熔融金属经分流浇注口流出进入第一件锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端，完成第一件锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架在导轨上向后方步进一个步距并停滞，此时位于上托架后端的第二件锚头锁具支撑轴位于分流浇注口的正下方、且位于第二件锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构动作使分流浇注口打开至设定时间后再关闭对第二件锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；依次类推，下托架在导轨上向后方依次步进、分流浇注口启闭控制机构依次动作使分流浇注口打开至设定时间后再关闭，直至完成所有锚头锁具支撑轴上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；

d.工件拆除：完成浇注后，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架复位至初始状态，待锚头锁具冷却后将锚头锁具自锚头锁具支撑轴上拆除。

与现有技术相比，本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统是数字化控制系统，通过集中电控装置的中央控制计算机的集中控制可以实现工件预热、工件转运、工件浇注的依次自动完成，能够避免人工操作的弊端，生产效率较高、且安全隐患较低；由于工件托架包括下托架和架设安装在下托架顶端的上托架，且上托架的底平面与下托架的顶平面之间设有前后方向设置的上托架伸缩导向滑移控制机构，因此工件预热时通过控制上托架伸缩导向滑移控制机构的动作可以实现载有工件的上托架在下托架上向前方伸出至炉体加热炉膛的内部，上托架进入加热炉膛的过程中，穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在炉体加热炉膛的炉膛口的限位作用和钢丝绳的牵拉作用下沿锚头锁具支撑轴的轴心线旋转呈浇注端面向前方的状态、进而实现减少空间占用；由于下托架包括位于其上部的上托架支撑部分和位于其底部的前后步进支撑部分，下托架的上托架支撑部分和上托架分别设置为两套，下托架的前后步进支撑部分设置为一套，下托架的上托架支撑部分与滑移导轨之间还设有上托架支撑部分平移控制机构，导轨后端的左侧和右侧位置均设有垂直于导轨走向设置的副导轨，因此可以实现两个工位设置、提高浇注效率、减少已浇注好的锚头锁具的冷却等待时间、同时防止预热恒温炉和恒温浇注炉的资源浪费；由于电熔炉可以通过电控高度调节机构架设安装在支撑底架的顶端，因此可以减少浇注过程中熔融金属的飞溅、且防止下托架步进时对分流浇注口造成运动干涉；由于锚头锁具支撑轴上可以设置多个可拆卸的锚头锁具间距控制隔套，因此通过更换不同宽度尺寸的锚头锁具间距控制隔套可以实现对不同尺寸锚头锁具均可以实现一致的并排间距进行浇注，进而实现通用性，特别适用于采用浇注方式的钢丝绳深加工的浇注工序。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明初始状态时的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明对工件预热时的结构示意图；

图6是本发明对工件浇注时的结构示意图。

图中：1、预热恒温炉，11、炉体，12、炉门，2、工件转运装置，21、导轨，211、副导轨，22、下托架，221、滚轮，23、上托架，231、锚头锁具支撑轴，3、恒温浇注炉，31、支撑底架，32、电熔炉，321、熔池，322、分流浇注口，323、分流浇注口启闭控制机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以预热恒温炉1位于整个钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统上的方向为前方进行描述)。

如图1、图2所示，本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统包括预热恒温炉1、工件转运装置2、恒温浇注炉3和集中电控装置。

所述的预热恒温炉1包括炉体11、炉门12和预热炉电控机构；炉体11包括由炉壁围成的腔形结构的加热炉膛和设置在加热炉膛内的加热电气元件及测温传感器；炉门12设置在炉体11外部，炉门12通过上下方向开启的炉门开启机构与炉体11连接，通过控制炉门开启机构的动作可以实现炉门12的开启与关闭，炉门12底端中央位置设有拱形开口，炉门12的底端及拱形开口的边沿位置均设有由柔性耐火材料制作的保温隔帘，保温隔帘可以在置入连带有钢丝绳的工件时对炉门12的底端及拱形开口的边沿位置实时有效密封隔挡、进而保证预热效果和效率；预热炉电控机构包括控制器，控制器分别与加热炉膛内的加热电气元件、测温传感器和炉门12的炉门开启机构电连接。

所述的工件转运装置2对应炉门12的位置设置在炉体11的后方，工件转运装置2包括导轨21、工件托架和工件转运电控机构；

导轨21对应炉门12的位置沿前后方向设置在地面上；

工件托架包括下托架22和上托架23；下托架22是后端开放的支撑框架结构，下托架22的顶平面与炉体11加热炉膛的底平面平齐设置，下托架22的底部对应导轨21的位置设有与导轨21配合的滚轮221，下托架22与导轨21之间还设有下托架前后步进移动控制机构，通过控制下托架前后步进移动控制机构的动作可以实现下托架22在导轨21上前后步进移动；上托架23也是后端开放的支撑框架结构，上托架23架设安装在下托架22的顶端，且上托架23的底平面与下托架22的顶平面之间设有前后方向设置的上托架伸缩导向滑移控制机构，通过控制上托架伸缩导向滑移控制机构的动作可以实现上托架23在下托架22上向前方伸出至炉体11加热炉膛的内部或向后方缩入位于下托架22的正上方，上托架23上还沿左右方向水平架设安装有多个沿前后方向均布设置的锚头锁具支撑轴231，锚头锁具支撑轴231的外径尺寸与钢丝绳锚头锁具的安装孔的内径尺寸间隙配合，穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具可以并排穿接在锚头锁具支撑轴231上；

工件转运电控机构包括控制器，控制器分别与下托架前后步进移动控制机构、上托架伸缩导向滑移控制机构电连接。

所述的恒温浇注炉3架设安装在预热恒温炉1的后方，恒温浇注炉3包括支撑底架31、电熔炉32和浇注炉电控机构；

支撑底架31是门架结构，门架结构的支撑腿相对于导轨21左右对称架设安装在地面上，门架结构沿前后方向的内部设有可以允许下托架22和上托架23整体通过的空间；

电熔炉32架设安装在支撑底架31的顶端，包括熔池321、分流浇注口322和分流浇注口启闭控制机构323，熔池321内部设有加热电气元件及测温传感器，分流浇注口322设置在熔池321的底端、并与熔池321贯通连接，分流浇注口322外部也设有加热电气元件，分流浇注口322沿左右方向均布设置为多个、且多个分流浇注口322之间的间距尺寸与并排穿接在锚头锁具支撑轴231上的多个钢丝绳锚头锁具之间的间距尺寸配合，分流浇注口启闭控制机构323设置在分流浇注口322的底端，通过控制分流浇注口启闭控制机构323的动作可以实现控制打开或封闭分流浇注口322，加热电气元件可以保证熔池321和分流浇注口322内部的熔融金属始终保持在可浇注的温度范围内；

浇注炉电控机构包括控制器，控制器分别与熔池321内部的加热电气元件、测温传感器、分流浇注口322外部的加热电气元件、分流浇注口启闭控制机构323电连接。

所述的集中电控装置包括中央控制器、预热控制回路、电熔炉熔融控制回路、工件转运控制回路、浇注控制回路，中央控制器分别与预热炉电控机构的控制器、工件转运电控机构的控制器、浇注炉电控机构的控制器电连接。

本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统在初始状态时，如图1、图2所示，炉门12处于关闭状态，上托架23位于下托架22的正上方位置，下托架22穿过支撑底架31位于支撑底架31的后方，分流浇注口启闭控制机构323处于封闭分流浇注口322的状态。

需要对钢丝绳绳端与锚头锁具进行浇注时，操作人员将需熔融的足量金属置入熔池321内后首先控制中央控制器启动预热控制回路和电熔炉熔融控制回路，预热炉电控机构即控制炉体11的加热炉膛内的加热电气元件通电工作、炉体11内的测温传感器实时向中央控制器反馈加热炉膛内的温度，浇注炉电控机构即控制熔池321内部的加热电气元件通电工作、熔池321内部的测温传感器实时向中央控制器反馈熔池321内的温度；如图3、图4所示，然后操作人员将穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具依次左右方向并排穿接在各个锚头锁具支撑轴231上，由于上托架23和下托架22均是后端开放的支撑框架结构，因此穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具穿接在锚头锁具支撑轴231上后因自身重量呈浇注端面向上方的状态。

完成安装锚头锁具后，操作人员控制中央控制器启动工件转运控制回路，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令，工件转运电控机构的控制器即控制下托架前后步进移动控制机构动作使下托架22载着上托架23及穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨21上向前移动、同时预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门12打开，当下托架22穿过支撑底架31前移至炉体11后方的设定位置并停滞后，工件转运电控机构的控制器控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架23载着穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向前方伸出至设定距离进入炉体11的加热炉膛内部，此时穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在炉体11加热炉膛的炉膛口的限位作用和钢丝绳的牵拉作用下沿锚头锁具支撑轴231的轴心线旋转呈浇注端面向前方的状态、进而实现减少空间占用，然后预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门12关闭，如图5所示，预热恒温炉1的加热炉膛即对穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具进行预热。

当炉体11内的测温传感器反馈加热炉膛内的温度已达到设定预热温度、且熔池321内部的测温传感器反馈的熔池321内的熔融金属的温度已达到设定浇注温度时，中央控制器首先向预热炉电控机构的控制器发出指令控制炉门开启机构动作使炉门12打开，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发出指令控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架23载着已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向后方缩入至设定距离位于下托架22的正上方位置，此时已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具因自身重量恢复呈浇注端面向上方的状态，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架22载着上托架23及已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨21上向后方移动至设定浇注距离并停滞，如图6所示，此时位于上托架23最后端的第一件锚头锁具支撑轴231位于分流浇注口322的正下方、且位于第一件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口322，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构323动作使分流浇注口322打开至设定时间后再关闭，熔池321内的熔融金属即经分流浇注口322流出进入第一件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端，完成第一件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架22在导轨21上向后方步进一个步距并停滞，此时位于上托架23后端的第二件锚头锁具支撑轴231位于分流浇注口322的正下方、且位于第二件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口322，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构323动作使分流浇注口322打开至设定时间后再关闭，熔池321内的熔融金属即经分流浇注口322流出进入第二件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端，完成第二件锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；依次类推，下托架22在导轨21上向后方依次步进、分流浇注口启闭控制机构323依次动作使分流浇注口322打开至设定时间后再关闭，直至完成所有锚头锁具支撑轴231上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注。

完成浇注后，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架22复位至初始状态，待锚头锁具冷却后即可将锚头锁具自锚头锁具支撑轴231上拆除即可。

为了进一步提高浇注效率、减少已浇注好的锚头锁具的冷却等待时间、同时防止预热恒温炉1和恒温浇注炉3的资源浪费，作为本发明的进一步改进方案，下托架22包括位于其上部的上托架支撑部分和位于其底部的前后步进支撑部分，滚轮221设置在下托架22的前后步进支撑部分的底部，上托架伸缩导向滑移控制机构设置在上托架23的底平面与下托架22的上托架支撑部分顶平面之间，下托架前后步进移动控制机构与前后步进支撑部分连接，下托架22的上托架支撑部分和前后步进支撑部分之间设有沿左右方向设置的导向滑移机构和电控定位机构，导向滑移机构包括设置在前后步进支撑部分顶端的滑移导轨和配合设置在上托架支撑部分底端的支撑轮，下托架22的上托架支撑部分和上托架23分别设置为两套，下托架22的前后步进支撑部分设置为一套，下托架22的上托架支撑部分与滑移导轨之间还设有上托架支撑部分平移控制机构，工件转运电控机构的控制器分别与电控定位机构和上托架支撑部分平移控制机构电连接；导轨21后端的左侧和右侧位置均设有垂直于导轨21走向设置的副导轨211，副导轨211的导轨平面与前后步进支撑部分顶端的滑移导轨的导轨平面平齐设置。通过控制上托架支撑部分平移控制机构的动作可以实现下托架22的上托架支撑部分载着上托架23沿左右方向在滑移导轨和副导轨211上移动驶入或驶离下托架22的前后步进支撑部分，通过控制电控定位机构的动作可以实现下托架22的上托架支撑部分与下托架22的前后步进支撑部分的定位连接。两套下托架22的上托架支撑部分和上托架23、副导轨211的设置可以实现两个工位设置，即工作状态时，一套下托架22的上托架支撑部分和上托架23设置在下托架22的前后步进支撑部分上、另一套下托架22的上托架支撑部分和上托架23定位设置在左侧或右侧的副导轨211上，当下托架22的前后步进支撑部分上的工件完成浇注后可以通过控制上托架支撑部分平移控制机构动作使完成浇注后的下托架22的上托架支撑部分和上托架23平移至右侧或左侧的副导轨211上待工件冷却，而已安装好工件的、位于左侧或右侧的副导轨211上的下托架22的上托架支撑部分和上托架23可平移至下托架22的前后步进支撑部分上继续进行预热及浇注，进而可以实现提高浇注效率、减少已浇注好的锚头锁具的冷却等待时间、同时防止预热恒温炉1和恒温浇注炉3的资源浪费。

所述的上托架支撑部分平移控制机构可以采用液压缸控制，也可以采用步进减速电机控制，由于前者需配置液压系统，机构设置不仅复杂、而且液压缸需占用额外的空间，而后者的结构和控制均相对简单，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的上托架支撑部分平移控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与上托架支撑部分底端的支撑轮同轴连接。

所述的电控定位机构可以采用液压或气动控制的锁扣结构，也可以采用电磁控制的锁扣结构，由于前者需配置液压系统或气动系统、机构较复杂，而后者的结构和控制均相对简单，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的电控定位机构是电磁控制的锁扣结构，包括设置在下托架22的上托架支撑部分或前后步进支撑部分上的电磁伸缩锁舌、配合设置在下托架22的前后步进支撑部分或上托架支撑部分上的锁扣。

所述的下托架前后步进移动控制机构可以采用液压缸控制，也可以采用步进减速电机带动齿轮齿条结构控制，由于前者需配置液压系统、机构较复杂，而后者的结构和控制均相对简单，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的下托架前后步进移动控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与滚轮221同轴连接，所述的滚轮221是齿轮结构，所述的导轨21是齿条结构。

所述的上托架伸缩导向滑移控制机构可以采用液压或气动控制，也可以采用减速电机带动丝杠丝母控制，由于前者需配置液压或气动系统，机构设置不仅复杂，而且预热炉1加热过程中对液压或气动元件会造成影响、影响使用寿命，而后者的结构和控制均相对简单，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的上托架伸缩导向滑移控制机构包括配合滑轨、丝杠和丝母，配合滑轨前后方向设置在上托架23的底平面与下托架22的顶平面之间，丝杠前后方向架设在下托架22上，丝杠的轴端还设有减速电机，丝母配合套接在丝杠上、且丝母与上托架23固定连接。

为了便于上托架23向前方伸出至设定距离并顺利进入炉体11的加热炉膛内部，作为本发明的进一步改进方案，炉体11的加热炉膛的底平面上对应配合滑轨的位置设有前后方向滚动设置的辊轮。在上托架23向前方伸出进入炉体11的加热炉膛内部的过程中，辊轮可托载上托架23的配合滑轨使上托架23顺利进入炉体11的加热炉膛内部。

为了减少浇注过程中熔融金属的飞溅、且防止下托架22步进时对分流浇注口322造成运动干涉，作为本发明的进一步改进方案，所述的电熔炉32通过电控高度调节机构架设安装在支撑底架31的顶端，浇注炉电控机构的控制器与电控高度调节机构电连接，电控高度调节机构也可以采用丝杠丝母结构。浇注过程中可降低电熔炉32的高度使分流浇注口322略高于锚头锁具的浇注端即可减少浇注过程中熔融金属的飞溅，完成浇注后可提高电熔炉32的高度使分流浇注口322远离锚头锁具支撑轴231即可防止下托架22步进时对分流浇注口322造成运动干涉。

为了减少工件预热后浇注前的热量损失，作为本发明的进一步改进方案，恒温浇注炉3与预热恒温炉1之间的间距尺寸不大于下托架22沿前后方向上的长度尺寸。

为了实现本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统针对不同尺寸锚头锁具的通用性，作为本发明的进一步改进方案，锚头锁具支撑轴231上设有多个可拆卸的锚头锁具间距控制隔套。通过更换不同宽度尺寸的锚头锁具间距控制隔套可以实现对不同尺寸锚头锁具均可以实现一致的并排间距进行浇注，进而实现通用性。

本钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统是数字化控制系统，通过集中电控装置的中央控制计算机的集中控制可以实现工件预热、工件转运、工件浇注的依次自动完成，能够避免人工操作的弊端，生产效率较高、且安全隐患较低；由于工件托架包括下托架22和架设安装在下托架22顶端的上托架23，且上托架23的底平面与下托架22的顶平面之间设有前后方向设置的上托架伸缩导向滑移控制机构，因此工件预热时通过控制上托架伸缩导向滑移控制机构的动作可以实现载有工件的上托架23在下托架22上向前方伸出至炉体11加热炉膛的内部，上托架23进入加热炉膛的过程中，穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在炉体11加热炉膛的炉膛口的限位作用和钢丝绳的牵拉作用下沿锚头锁具支撑轴231的轴心线旋转呈浇注端面向前方的状态、进而实现减少空间占用；由于下托架22包括位于其上部的上托架支撑部分和位于其底部的前后步进支撑部分，下托架22的上托架支撑部分和上托架23分别设置为两套，下托架22的前后步进支撑部分设置为一套，下托架22的上托架支撑部分与滑移导轨之间还设有上托架支撑部分平移控制机构，导轨21后端的左侧和右侧位置均设有垂直于导轨21走向设置的副导轨211，因此可以实现两个工位设置、提高浇注效率、减少已浇注好的锚头锁具的冷却等待时间、同时防止预热恒温炉1和恒温浇注炉3的资源浪费；由于电熔炉32可以通过电控高度调节机构架设安装在支撑底架31的顶端，因此可以减少浇注过程中熔融金属的飞溅、且防止下托架22步进时对分流浇注口322造成运动干涉；由于锚头锁具支撑轴231上可以设置多个可拆卸的锚头锁具间距控制隔套，因此通过更换不同宽度尺寸的锚头锁具间距控制隔套可以实现对不同尺寸锚头锁具均可以实现一致的并排间距进行浇注，进而实现通用性，特别适用于采用浇注方式的钢丝绳深加工的浇注工序。

Claims (10)

1.一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，包括预热恒温炉(1)、工件转运装置(2)、恒温浇注炉(3)和集中电控装置；

所述的预热恒温炉(1)包括炉体(11)、炉门(12)和预热炉电控机构；炉体(11)包括由炉壁围成的腔形结构的加热炉膛和设置在加热炉膛内的加热电气元件及测温传感器；炉门(12)设置在炉体(11)外部，炉门(12)通过上下方向开启的炉门开启机构与炉体(11)连接；预热炉电控机构包括控制器，控制器分别与加热炉膛内的加热电气元件、测温传感器和炉门(12)的炉门开启机构电连接；

所述的工件转运装置(2)对应炉门(12)的位置设置在炉体(11)的后方，工件转运装置(2)包括导轨(21)、工件托架和工件转运电控机构；

导轨(21)对应炉门(12)的位置沿前后方向设置在地面上；

工件托架包括下托架(22)和上托架(23)；下托架(22)是后端开放的支撑框架结构，下托架(22)的顶平面与炉体(11)加热炉膛的底平面平齐设置，下托架(22)的底部对应导轨(21)的位置设有与导轨(21)配合的滚轮(221)，下托架(22)与导轨(21)之间还设有下托架前后步进移动控制机构；上托架(23)也是后端开放的支撑框架结构，上托架(23)架设安装在下托架(22)的顶端，且上托架(23)的底平面与下托架(22)的顶平面之间设有前后方向设置的上托架伸缩导向滑移控制机构，上托架(23)上还沿左右方向水平架设安装有多个沿前后方向均布设置的锚头锁具支撑轴(231)，锚头锁具支撑轴(231)的外径尺寸与钢丝绳锚头锁具的安装孔的内径尺寸间隙配合；

工件转运电控机构包括控制器，控制器分别与下托架前后步进移动控制机构、上托架伸缩导向滑移控制机构电连接；

所述的恒温浇注炉(3)架设安装在预热恒温炉(1)的后方，恒温浇注炉(3)包括支撑底架(31)、电熔炉(32)和浇注炉电控机构；

支撑底架(31)是门架结构，门架结构的支撑腿相对于导轨(21)左右对称架设安装在地面上，门架结构沿前后方向的内部设有可以允许工件托架整体通过的空间；

电熔炉(32)架设安装在支撑底架(31)的顶端，包括熔池(321)、分流浇注口(322)和分流浇注口启闭控制机构(323)，熔池(321)内部设有加热电气元件及测温传感器，分流浇注口(322)设置在熔池(321)的底端、并与熔池(321)贯通连接，分流浇注口(322)沿左右方向均布设置为多个、且多个分流浇注口(322)之间的间距尺寸与并排穿接在锚头锁具支撑轴(231)上的多个钢丝绳锚头锁具之间的间距尺寸配合，分流浇注口启闭控制机构(323)设置在分流浇注口(322)的底端；

浇注炉电控机构包括控制器，控制器分别与熔池(321)内部的加热电气元件、测温传感器和分流浇注口(322)的分流浇注口启闭控制机构(323)电连接；

所述的集中电控装置包括中央控制器、预热控制回路、电熔炉熔融控制回路、工件转运控制回路、浇注控制回路，中央控制器分别与预热炉电控机构的控制器、工件转运电控机构的控制器、浇注炉电控机构的控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，下托架(22)包括位于其上部的上托架支撑部分和位于其底部的前后步进支撑部分，滚轮(221)设置在前后步进支撑部分的底部，上托架伸缩导向滑移控制机构设置在上托架(23)的底平面与上托架支撑部分顶平面之间，下托架前后步进移动控制机构与前后步进支撑部分连接，上托架支撑部分和前后步进支撑部分之间设有沿左右方向设置的导向滑移机构和电控定位机构，导向滑移机构包括设置在前后步进支撑部分顶端的滑移导轨和配合设置在上托架支撑部分底端的支撑轮，上托架支撑部分和上托架(23)分别设置为两套，前后步进支撑部分设置为一套，上托架支撑部分与滑移导轨之间还设有上托架支撑部分平移控制机构，工件转运电控机构的控制器分别与电控定位机构和上托架支撑部分平移控制机构电连接；导轨(21)后端的左侧和右侧位置均设有垂直于导轨(21)走向设置的副导轨(211)，副导轨(211)的导轨平面与前后步进支撑部分顶端的滑移导轨的导轨平面平齐设置。

3.根据权利要求2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，所述的上托架支撑部分平移控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与上托架支撑部分底端的支撑轮同轴连接。

4.根据权利要求2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，所述的电控定位机构是电磁控制的锁扣结构，包括设置在上托架支撑部分或前后步进支撑部分上的电磁伸缩锁舌、配合设置在前后步进支撑部分或上托架支撑部分上的锁扣。

5.根据权利要求1或2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，所述的下托架前后步进移动控制机构包括步进减速电机，步进减速电机与滚轮(221)同轴连接，所述的滚轮(221)是齿轮结构，所述的导轨(21)是齿条结构。

6.根据权利要求1或2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，所述的上托架伸缩导向滑移控制机构包括配合滑轨、丝杠和丝母，配合滑轨前后方向设置在上托架(23)的底平面与下托架(22)的顶平面之间，丝杠前后方向架设在下托架(22)上，丝杠的轴端还设有减速电机，丝母配合套接在丝杠上、且丝母与上托架(23)固定连接。

7.根据权利要求6所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，炉体(11)的加热炉膛的底平面上对应配合滑轨的位置设有前后方向滚动设置的辊轮。

8.根据权利要求1或2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，所述的电熔炉(32)通过电控高度调节机构架设安装在支撑底架(31)的顶端，浇注炉电控机构的控制器与电控高度调节机构电连接。

9.根据权利要求1或2所述的钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统，其特征在于，锚头锁具支撑轴(231)上设有多个可拆卸的锚头锁具间距控制隔套。

10.一种钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统的控制方法，钢丝绳绳端与锚头锁具自动化浇注系统在初始状态时，炉门(12)处于关闭状态，上托架(23)位于下托架(22)的正上方位置，下托架(22)穿过支撑底架(31)位于支撑底架(31)的后方，分流浇注口启闭控制机构(323)处于封闭分流浇注口(322)的状态；其特征在于，具体包括以下步骤：

a.浇注准备：操作人员将需熔融的足量金属置入熔池(321)内后首先控制中央控制器启动预热控制回路和电熔炉熔融控制回路，预热炉电控机构即控制炉体(11)的加热炉膛内的加热电气元件通电工作、炉体(11)内的测温传感器实时向中央控制器反馈加热炉膛内的温度，浇注炉电控机构即控制熔池(321)内部的加热电气元件通电工作、熔池(321)内部的测温传感器实时向中央控制器反馈熔池(321)内的温度；然后操作人员将穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具依次左右方向并排穿接在各个锚头锁具支撑轴(231)上，穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具穿接在锚头锁具支撑轴(231)上后呈浇注端面向上方的状态；

b.工件预热：完成安装锚头锁具后，操作人员控制中央控制器启动工件转运控制回路，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令，工件转运电控机构的控制器控制下托架前后步进移动控制机构动作使下托架(22)载着上托架(23)及穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨(21)上向前移动、同时预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门(12)打开，当下托架(22)穿过支撑底架(31)前移至炉体(11)后方的设定位置并停滞后，工件转运电控机构的控制器控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架(23)载着穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向前方伸出至设定距离进入炉体(11)的加热炉膛内部，此时穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具沿锚头锁具支撑轴(231)的轴心线旋转呈浇注端面向前方的状态，然后预热炉电控机构的控制器控制炉门开启机构动作使炉门(12)关闭，预热恒温炉(1)对穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具进行预热；

c.工件浇注：当炉体(11)内的测温传感器反馈加热炉膛内的温度已达到设定预热温度、且熔池(321)内部的测温传感器反馈的熔池(321)内的熔融金属的温度已达到设定浇注温度时，中央控制器首先向预热炉电控机构的控制器发出指令控制炉门开启机构动作使炉门(12)打开，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发出指令控制上托架伸缩导向滑移控制机构动作使上托架(23)载着已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具向后方缩入至设定距离位于下托架(22)的正上方位置，已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具恢复呈浇注端面向上方的状态，然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架(22)载着上托架(23)及已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具在导轨(21)上向后方移动至设定浇注距离并停滞，此时位于上托架(23)最后端的第一件锚头锁具支撑轴(231)位于分流浇注口(322)的正下方、且位于第一件锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口(322)，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构(323)动作使分流浇注口(322)打开至设定时间后再关闭，熔池(321)内的熔融金属经分流浇注口(322)流出进入第一件锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端，完成第一件锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；然后中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架前后步进移动控制机构动作使下托架(22)在导轨(21)上向后方步进一个步距并停滞，此时位于上托架(23)后端的第二件锚头锁具支撑轴(231)位于分流浇注口(322)的正下方、且位于第二件锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注端分别正对各个分流浇注口(322)，然后中央控制器向浇注炉电控机构的控制器发出指令控制分流浇注口启闭控制机构(323)动作使分流浇注口(322)打开至设定时间后再关闭对第二件锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；依次类推，下托架(22)在导轨(21)上向后方依次步进、分流浇注口启闭控制机构(323)依次动作使分流浇注口(322)打开至设定时间后再关闭，直至完成所有锚头锁具支撑轴(231)上的各个已完成预热的穿接好钢丝绳绳头的锚头锁具的浇注；

d.工件拆除：完成浇注后，中央控制器向工件转运电控机构的控制器发送指令使下托架(22)复位至初始状态，待锚头锁具冷却后将锚头锁具自锚头锁具支撑轴(231)上拆除。