CN112795756A - 一种工件加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热处理领域，具体公开了一种工件加热系统，包括料框、上料台、下料台、中转装置、加热装置、冷却装置、运料装置、扫码装置以及控制器，在上料台、下料台、中转装置、加热装置、冷却装置处均设置有与各自位置对应的编号信息，通过控制器对运料装置的控制，实现装有工件的料框在各个装置之间转移，通过轨迹记录策略，实现对各框不同工件的加热轨迹的追踪。
Description
技术领域
本发明涉及热处理领域，更具体的说，涉及一种工件加热系统。
背景技术
传统的模具钢热处理工艺分为真空淬火1次外加2-3次回火，由传统的工艺处理，存在以下缺陷。第一，在处理过程中，对于同一批模具钢，均采用同样的温度控制。但是，即使是同一批模具，依然存在瑕疵的不同，进而导致对于加热温度需求的不同，在热处理之后，模具钢的质量不稳定。第二，在运输回火之后的模具的过程中，全程由认为操控行车实现模具的转移，人工强度大，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动化程度高，且可针对性追踪加热过程中模具路径，并且对各个路径中的模具做出针对性温度调整的加热系统。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案得以解决：一种工件加热系统，其特征在于，包括料框、若干执行端以及控制器，所述执行端包括上料台、下料台、中转装置、加热装置、冷却装置、运料装置、扫码装置，其中，
料框，用于装放工件，并且在料框上设置有写有工艺信息的辨识标志；
上料台，用于承接料框，且配置有第一编号信息，第一编号信息反映上料台的位置；
扫码装置，用于扫取所述辨识标志的工艺信息；
加热装置，包括若干加热设备，且每一加热设备配置有相应的第二编号信息，第二编号信息反映加热设备的位置；
冷却装置，包括若干冷却设备，且每一冷却设备配置有相应的第三编号信息，第三编号信息反映冷却设备的位置；
中转装置，包括若干个中转台，且每一中转台配置有相应的第四编号信息，第四编号信息反映中转台的位置；
下料台，用于承接加热完成之后的料框，且配置有第五编号信息，第五编号信息反映下料台的位置；
运料装置，用于移动料框；
控制器，连接每一执行端；
工件加热系统配置有轨迹记录策略，包括如下步骤：
S1、当所述工件加热系统接收到上料指令时，所述上料台发送第一编号信息至控制器，所述控制器根据第一编号信息确定上料台的位置，进入S2；
S2、当扫码装置向控制器输入工艺信息时，控制器根据工艺信息生成加热请求和加热需求次数，将生成的加热请求发送至加热装置，进入S3；
S3、当加热装置接收加热请求时，发送闲置状态的加热设备所对应的第二编号信息至控制器，进入S4；
S4、当控制器接收到第二编号信息后，将对应的料框从上料台送至与第二编号信息对应的加热设备中，并根据加热请求控制对应的加热设备工作，进入S5；
S5、当加热设备完成对工件的加热之后，生成冷却请求至冷却设备，冷却设备接收冷却请求后将，闲置状态下的冷却设备的第三编号信息回馈给控制器进入S6；
S6、当控制器接收到第三编号信息之后，将对应的料框从对应的加热设备送至与第三编号信息对应的冷却设备中，并控制冷却设备工作，进入S7；
S7、当冷却设备完成对工件的冷却之后，生成该框工件的冷却次数，所述冷却次数反映该工件通过冷却设备冷却的次数，当冷却次数小于加热需求次数时，生成中转请求至中转装置，并且将闲置状态的中转台的第四编号信息回馈给控制器，进入S71；当冷却次数等于加热需求次数时，生成下料请求给控制器，进入S72；
S71、当控制器接收到第四编号信息之后，将对应的料框从对应的冷却设备送至与第四编号信息对应的中转台上，进入S8；
S72、当控制器接收到下料请求之后，将对应的料框从对应的冷却设备送至下料台上，结束；
S8、当控制器接收到硬度信息时，硬度信息反映工件的硬度，并且根据硬度信息生成新的加热请求，进入S3。
作为优选，所述步骤S4中，还包括温度调整策略，所述温度调整策略处理所述加热请求生成加热指令，所述加热设备根据加热指令工作，温度调整策略包括，当测得的实际硬度值大于等于待加工的工件需求硬度值时，生成具有第一加热特征信息的加热指令；当测得的实际硬度值小于待加工的工件需求硬度值时，生成具有第二加热特征信息的加热指令。
作为优选，所述第一加热特征信息为反映下一次的加热温度的第一温度值，所述第一温度值通过第一加热公式获得，所述第一加热公式为℃2＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×3；所述第二加热特征信息为反映下一次的加热温度的第二温度值，所述第二加热温度值通过第二加热公式获得，所述第二加热公式为℃3＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×15。
作为优选，所述控制器还包括对运料装置的动态位置检测策略，所述动态位置检测策略包括一标定物以及设置于运料装置上的激光发射器和激光接收器，通过检测与标定物之间的距离生成运料装置的第六编号信息。
作为优选，所述控制器还包括对运料装置的位置定位策略，所述位置定位策略包括当第六编号信息分别与第一至第五编号信息对应时，确定运料装置分别运动至与上料台、加热设备、冷却设备、中转台和下料台对应的装、卸料位置。
作为优选，运料装置包括轨道、运料轨道车以及设置在运料轨道车上的双向货叉，其中上料台、下料台、中转台和冷却设备处于轨道的一侧，加热设备处于轨道的另一侧，双向货叉用于取放处于上料台或加热设备或冷却设备或中转台或下料台上的料框，运料轨道车上设置有用于驱动运料轨道车移动的驱动器，驱动器受控于控制器。
作为优选，所述上料台上设置有第一传感器，第一传感器用于检测上料台料框的有无，当检测到料框时，输出上料指令。
作为优选，每一所述加热设备中均设置有第二传感器，第二传感器用于检测相应加热设备中的料框有无，当检测到料框时，许可对应的加热设备启动，当未检测到料框时，向加热装置反馈对应加热设备的工作状态为闲置状态。
作为优选，每一所述冷却设备中均设置有第三传感器，第三传感器用于检测相应冷却设备中的料框有无，当检测到料框时，许可对应的冷却设备启动，当未校测到料框时，向冷却装置反馈对应的冷却设备的工作状态为闲置状态。
作为优选，每一所述中转台中均设置有第四传感器，第四传感器用于检测相应中转台上的料框有无，当未检测到料框时，向中转装置反馈对应的中转台处于闲置状态。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过控制器与运料装置、上下料台、加热装置、冷却装置和中转装置的配合，实现料框的自动往复加热转移等功能，通过轨迹记录策略，能够实现对不同框料的在加热过程中的记录追踪，并且通过温度调整策略，实现对追踪中的工件进行正对性的调整，提高热处理之后工件的质量。
附图说明
图1是本实施例中的加热系统中的各个设备布局图；
图2是本实施例中的加热系统逻辑关系图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一种工件加热系统，参见附图1和2，本系统中包括上料台、下料台、加热装置、冷却装置、中转装置、扫码装置和控制器，其中的加热装置、冷却装置、中转装置在本实施例中各具有3台，当然，设置3台以上或3台以下均可实现本加热系统。待回火的模具钢放在料框中，料框具有多个。其中，
料框，用于装放模具钢，并且在料框上设置有写有加热信息的辨识标志；
上料台，用于承接加热前的料框，且配置有第一编号信息X1，第一编号信息反映上料台的位置，通过上料台与定位墙之间的距离，来确定上料台的位置；并且在上料台上设置有用于检测料框有无的第一传感器，第一传感器能够输出当上料台放入料框之后的第一检测信息；
扫码装置，用于扫取所述辨识标志的工艺信息，这里的扫码装置为扫码枪；
加热装置，包括3台加热设备，且每一加热设备配置有相应的第二编号信息，第二编号信息反映加热设备的位置，如加热设备1配置第二编号信息X21，加热设备2配置第二编号信息X22，加热设备3配置第二编号信息X23；通过各个加热设备与定位墙之间的距离，来确定各个加热设备的位置；并且在每一加热设备上均设置有用于检测料框有无的第二传感器，第二传感器能够输出当加热设备内有料框时的第二到位信息，以及当加热设备内无料框时的第二闲置信息；
冷却装置，包括3台冷却设备，且每一冷却设备配置有相应的第三编号信息，第三编号信息反映冷却设备的位置，如冷却设备1配置第三编号信息X31，冷却设备2配置第三编号信息X32，冷却设备3配置第三编号信息X33；通过各个冷却设备与定位墙之间的距离，来确定各个冷却设备的位置；并且在每一冷却设备上均设置有用于检测料框有无的第三传感器，当第三传感器能够输出当冷却设备内有料框时的第三到位信息，以及当冷却设备内无料框时的第三闲置信号；
中转装置，包括3个中转台，且每一中转台配置有相应的第四编号信息，第四编号信息反映中转台的位置，如中转台1配置第四编号信息X41，中转台2配置第四编号信息X42，中转台3配置第四编号信息X43；通过各个中转台与定位墙之间的距离，来去顶各个中转台的位置；并且在每一中转台上均设置有用于检测料框有无的第四传感器，第四传感器能够输出当中转台上无料框时的第四闲置信息；
下料台，用于承接加热完成之后的料框，且配置有第五编号信息X5，第五编号信息反映下料台的位置；通过下料台和定位墙之间的距离，来确定下料台的位置；
运料装置，用于转移加热过程中的料框；包括运料轨道车和设置在运料轨道车上的双向货叉，在运料轨道车上设置有激光发射器和激光接收器，通过向定位墙发射激光以及接收该反射激光来生成运料装置的第六编号信息X6，第六编号信息反映运料装置距离定位墙的位置；
控制器，与扫码枪配合，用于接收工艺信息并且生成加热请求和加热需求次数，同时记录该框料框的识别标识编号，其中的加热请求包括加热温度以及加热时间；与上料台配合，并且接收上料台的第一编号信息；与加热装置配合，将生成的加热请求发送至加热装置，并且接收闲置状态下的加热设备的第二编号信息；与冷却装置配合，将冷却请求发送给冷却装置，并且接收闲置状态下的冷却设备的第三编号信息；与中转装置配合，将生成的中转请求发送至中转装置，并且接收闲置状态下的中转台的第四编号信息；与下料台配合，且接收下料台的第五编号信息；与运料装置配合，根据得到的第一编号信息或第二编号信息或第三编号信息或第四编号信息或第五编号信息，控制运料装置做出相应动作。
在对模具钢进行加热的过程中，在加热流程中控制器还配置有如下轨迹记录策略，包括如下步骤：
S1、当上料台放入装有模具钢的料框之后，将上料台的第一编号信息以及第一检测信息回馈给控制器，进入s2；
S2、当控制器接收到工艺信息之后，首先生成加热请求和加热需求次数，并且记录该料框的编号，以便于对该料框的轨迹追踪，将生成的加热请求发送至加热装置，进入S3；
S3、当加热装置接收加热请求时，发送闲置状态的加热设备所对应的第二编号信息至控制器，进入S4；
S4、当控制器接收到第二编号信息、第一编号信息以及第一检测信息之后，控制器将控制运料装置移动至上料台位置，使得第六编号信息与第一编号信息对应，接着通过双向货叉将料框从上料台取下，接着控制运料轨道车移动至加热设备处，使得第六编号信息与第二编号信息对应，通过双向货叉将料框送至该加热设备中，并且第三传感器触发第三到位信息，加热设备启动，进入S5；
S5、当加热设备完成对工件的加热之后，生成冷却请求给控制器，同时控制器发送冷却请求给冷却设备，并且将闲置状态下的台冷却设备的第三编号信息回馈给控制器，同时将该台加热设备的第二编号信息回馈给控制器，进入S6；
S6、当控制器接收到第二编号信息和第三编号信息之后，控制器将控制运料装置移动至对应加热设备位置，且使得第六编号信息与第二编号信息对应，接着通过双向货叉将料框从该加热设备中取出，接着控制运料轨道车移动至对应的冷却设备处，使得第六编号信息与第三编号信息对应，然后通过双向货叉将料框放入对应的冷却设备中，同时第三传感器发出第三到位信息，启动冷却设备，进入S7；
S7、当冷却设备完成对工件的冷却之后，生成该框工件的冷却次数，当冷却次数小于加热需求次数时，生成中转请求给控制器，同时控制器发送中转请求给中转装置，并且将闲置状态的中转台的第四编号信息回馈给控制器，同时将该台冷却设备的第三编号信息回馈给控制器，进入S71；当冷却次数等于加热需求次数时，生成下料请求给控制器，同时控制器发送下料请求给下料台，并且下料台的第五编号信息回馈给控制器，同时将该台冷却设备的第三编号信息回馈给控制器，进入S72；
S71、当控制器接收到第三编号信息和第四编号信息之后，控制器将控制运料装置移动至对应的冷却设备处，且使得第六编号信息与第三编号信息对应，接着通过双向货叉将料框从该冷却设备中取出，接着控制运料轨道车移动至对应的中转台处，使得第六编号信息与第四编号信息对应，然后通过双向货叉将料框放入对应的中转台上，进入S8；
S72、当控制器接收到第三编号信息和第五编号信息之后，将对应的料框送至与第五编号信息对应的下料台上，结束；当下料台上放入料框时，通过人为控制行车，将装有模具钢的料框从上料台上取下。
S8、当控制器接收到硬度信息时，硬度信息反映工件的硬度，并且根据硬度信息生成新的加热请求，进入S3；其中硬度的检测由人为检测，并且将检测的结果输入至控制器的数据库内，且通过温度调整策略生成新的加热请求，温度调整策略为，当测得的实际硬度值大于等于待加工的工件需求硬度值时，下一次的加热温度调整为℃2＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×3；当测得的实际硬度值小于待加工的工件需求硬度值时，下一次的加热温度调整为℃3＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×15；其中，℃1代表第一次加热请求中的回火温度，℃2代表根据硬度信息生成的新的加热请求中的回火温度。
以一筐装有待热处理的模具钢的料框为例，工艺信息包括加热请求、硬度需求、加热需求次数以及编号，其中的编号设定为8001，加热需求次数设定为3次，加热请求中的温度为850℃，硬度需求为50洛氏硬度。假定第一次的加热为加热设备2，第一次冷却为冷却设备3，其中的轨迹记录可以对各个编号信息进行追踪，则对编号为8001料框生成的轨迹记录为：X1-X22-X33，此时路径中第三编号信息出现一次，判断冷却次数为1，小于加热需求次数，故而转入S71；假定第一次中转为中转台1，测得的硬度值为55，则生成新的加热请求中，温度调整为850+5*3＝865℃，然后进行第二次加热。假定第二次的加热为加热设备3，第二次冷却为冷却设备1，则继续生成的轨迹记录为：X1-X22-X33-X41-X23-X31，此时路径中的第三编号信息出现2次，判断冷却次数为2，小于加热需求次数，故而继续转入S71；假定第二次中转为中转台2，测得的硬度值为48，则生成新的加热请求中，温度调整为850+(-2)*15＝820℃，然后进行第三次加热。假定第三次的加热为加热设备1，第三次冷却为冷却设备2，则继续生成的轨迹记录为：X1-X22-X33-X41-X23-X31-X42-X21-X32，判断冷却次数为3，等于加热需求次数，故而转入S72，系统将对该回火完成的模具钢进行下料处理。
通过上述轨迹记录方式，可以实现对多框不同编号的模具钢进行追踪以及中间过程中的温度调整管理，大幅度的提高对不同品质物料工件的热处理质量，并且减少人工，提高工人的作业安全性。
Claims (10)
1.一种工件加热系统，其特征在于，包括料框、若干执行端以及控制器，所述执行端包括上料台、下料台、中转装置、加热装置、冷却装置、运料装置、扫码装置，其中，
料框，用于装放工件，并且在料框上设置有写有工艺信息的辨识标志；
上料台，用于承接料框，且配置有第一编号信息，第一编号信息反映上料台的位置；
扫码装置，用于扫取所述辨识标志的工艺信息；
加热装置，包括若干加热设备，且每一加热设备配置有相应的第二编号信息，第二编号信息反映加热设备的位置；
冷却装置，包括若干冷却设备，且每一冷却设备配置有相应的第三编号信息，第三编号信息反映冷却设备的位置；
中转装置，包括若干个中转台，且每一中转台配置有相应的第四编号信息，第四编号信息反映中转台的位置；
下料台，用于承接加热完成之后的料框，且配置有第五编号信息，第五编号信息反映下料台的位置；
运料装置，用于移动料框；
控制器，连接每一执行端；
工件加热系统配置有轨迹记录策略，包括如下步骤：
S1、当所述工件加热系统接收到上料指令时，所述上料台发送第一编号信息至控制器，所述控制器根据第一编号信息确定上料台的位置，进入S2；
S2、当扫码装置向控制器输入工艺信息时，控制器根据工艺信息生成加热请求和加热需求次数，将生成的加热请求发送至加热装置，进入S3；
S3、当加热装置接收加热请求时，发送闲置状态的加热设备所对应的第二编号信息至控制器，进入S4；
S4、当控制器接收到第二编号信息后，将对应的料框从上料台送至与第二编号信息对应的加热设备中，并根据加热请求控制对应的加热设备工作，进入S5；
S5、当加热设备完成对工件的加热之后，生成冷却请求至冷却设备，冷却设备接收冷却请求后将，闲置状态下的冷却设备的第三编号信息回馈给控制器进入S6；
S6、当控制器接收到第三编号信息之后，将对应的料框从对应的加热设备送至与第三编号信息对应的冷却设备中，并控制冷却设备工作，进入S7；
S7、当冷却设备完成对工件的冷却之后，生成该框工件的冷却次数，所述冷却次数反映该工件通过冷却设备冷却的次数，当冷却次数小于加热需求次数时，生成中转请求至中转装置，并且将闲置状态的中转台的第四编号信息回馈给控制器，进入S71；当冷却次数等于加热需求次数时，生成下料请求给控制器，进入S72；
S71、当控制器接收到第四编号信息之后，将对应的料框从对应的冷却设备送至与第四编号信息对应的中转台上，进入S8；
S72、当控制器接收到下料请求之后，将对应的料框从对应的冷却设备送至下料台上，结束；
S8、当控制器接收到硬度信息时，硬度信息反映工件的硬度，并且根据硬度信息生成新的加热请求，进入S3。
2.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，所述步骤S4中，还包括温度调整策略，所述温度调整策略处理所述加热请求生成加热指令，所述加热设备根据加热指令工作，温度调整策略包括，当测得的实际硬度值大于等于待加工的工件需求硬度值时，生成具有第一加热特征信息的加热指令；当测得的实际硬度值小于待加工的工件需求硬度值时，生成具有第二加热特征信息的加热指令。
3.根据权利要求2所述的一种工件加热系统，其特征在于，所述第一加热特征信息为反映下一次的加热温度的第一温度值，所述第一温度值通过第一加热公式获得，所述第一加热公式为℃2＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×3；所述第二加热特征信息为反映下一次的加热温度的第二温度值，所述第二加热温度值通过第二加热公式获得，所述第二加热公式为℃3＝℃1+(实际硬度值-需求硬度值)×15。
4.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，所述控制器还包括对运料装置的动态位置检测策略，所述动态位置检测策略包括一标定物以及设置于运料装置上的激光发射器和激光接收器，通过检测与标定物之间的距离生成运料装置的第六编号信息。
5.根据权利要求3所述的一种工件加热系统，其特征在于，所述控制器还包括对运料装置的位置定位策略，所述位置定位策略包括当第六编号信息分别与第一至第五编号信息对应时，确定运料装置分别运动至与上料台、加热设备、冷却设备、中转台和下料台对应的装、卸料位置。
6.根据权利要求4所述的一种工件加热系统，其特征在于，运料装置包括轨道、运料轨道车以及设置在运料轨道车上的双向货叉，其中上料台、下料台、中转台和冷却设备处于轨道的一侧，加热设备处于轨道的另一侧，双向货叉用于取放处于上料台或加热设备或冷却设备或中转台或下料台上的料框，运料轨道车上设置有用于驱动运料轨道车移动的驱动器，驱动器受控于控制器。
7.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，所述上料台上设置有第一传感器，第一传感器用于检测上料台料框的有无，当检测到料框时，输出上料指令。
8.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，每一所述加热设备中均设置有第二传感器，第二传感器用于检测相应加热设备中的料框有无，当检测到料框时，许可对应的加热设备启动，当未检测到料框时，向加热装置反馈对应加热设备的工作状态为闲置状态。
9.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，每一所述冷却设备中均设置有第三传感器，第三传感器用于检测相应冷却设备中的料框有无，当检测到料框时，许可对应的冷却设备启动，当未校测到料框时，向冷却装置反馈对应的冷却设备的工作状态为闲置状态。
10.根据权利要求1所述的一种工件加热系统，其特征在于，每一所述中转台中均设置有第四传感器，第四传感器用于检测相应中转台上的料框有无，当未检测到料框时，向中转装置反馈对应的中转台处于闲置状态。
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| CN111500845A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-07 | 中铁宝桥集团有限公司 | 一种连续热处理生产线及其热处理方法 |
-
2020
- 2020-12-23 CN CN202011556621.XA patent/CN112795756B/zh active Active
Patent Citations (5)
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