CN114789275A - 全自动链轨节高温精密热切一次成型系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，该方案包括长棒料储料架、长棒料送料架、感应加热炉、精密热剪切机及中央操作台；中央操作台分别与长棒料储料架、长棒料送料架、感应加热炉及精密热剪切机通信连接；长棒料送料架用于接收长棒料并将该长棒料依次匀速输送至精密热剪切机进行剪切；感应加热炉设于精密热剪切机和长棒料送料架之间，并采用恒温闭环控制系统对长棒料进行加热；精密热剪切机与感应加热炉出口直接对接，并通过精密热剪切机上的剪切机构对长棒料进行剪切。本申请能够解决端面平整度和端头变形量的问题，做到高温精密热剪切一次成型，从而提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种热切一次成型系统，具体涉及全自动链轨节高温精密热切一次成型系统。
背景技术
链轨节锻造用原材料需经过断料机冷切或者锯床切割成料段，再转送至短棒料中频感应炉进行加热。
目前的加工工艺是用断料机冷切的料段容易出现切料端面不平整，端头变形量较大等情况，导致下料时余量较大，材料浪费严重，而且不利于实现锻压设备的自动化，同时用锯床切割则会出现下料速度较慢，下料锯片和人工成本较高，锯片切削造成原材料浪费，而且还会增加料段周转工作量和存放空间。还伴随着目前常规短棒料中频感应加热易出现低温或过烧情况，造成出炉料段温度不稳定，锻件质量得不到有效保障等问题。
因此，亟待一种解决端面平整度和端头变形量的问题，做到高温精密热剪切一次成型，提高锻件产品质量的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了全自动链轨节高温精密热切一次成型系统。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：全自动链轨节高温精密热切一次成型系统包括长棒料储料架、长棒料送料架、感应加热炉、精密热剪切机及中央操作台；
中央操作台分别与长棒料储料架、长棒料送料架、感应加热炉及精密热剪切机通信连接，用于控制各设备；
长棒料储料架用于存储长棒料和通过送料机构件长棒料送入至长棒料送料架上；
长棒料送料架用于接收长棒料并将该长棒料依次匀速输送至精密热剪切机进行剪切；
感应加热炉设于精密热剪切机和长棒料送料架之间，并采用恒温闭环控制系统对长棒料进行加热；
精密热剪切机与感应加热炉出口直接对接，并通过精密热剪切机上的剪切机构对长棒料进行剪切。
工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请通过感应加热炉的恒温闭环控制系统来对长棒料进行加热，从而保证进入精密热剪切机的长棒料是处于高温状态(按照加工要求的温度状态)，如此避免了出炉长棒料出现低温或过烧的情况发生，保证了出炉口温度的稳定性，提高了锻件(长棒料)产品质量；
2、与现有技术相比，本申请省去了锯床下料环节，从而解决了设备投入成本，同时能够实现全自动化操作，也省去了额外的人工成本，显著提高了原材料利用率和加工效率，也保证了锻件(长棒料)产品质量；
3、与现有技术相比，本申请通过精密热剪切机代替锯床，可有效地解决端面平整度和端头变形量的问题，做到高温精密热剪切一次成型，从而保证剪切料段端面的平整度和精密度，有效保证锻件产品的质量，节约材料成本，为锻压工序实现自动化提供可靠依据。
进一步地，感应加热炉包括沿长棒料行进方向依次设置的第一加热炉和第二加热炉。
此设置，采用两个加热炉或者更多的加热炉，可以比单个加热炉更好控制温度，也能够形成闭环控制，保证最后一个加热炉出来的长棒料的温度是符合要求的，从而保证了锻件(长棒料)产品质量。
进一步地，恒温闭环控制系统包括设于第一加热炉和第二加热炉之间的第一测温仪、设于第二加热炉与精密热剪切机之间的第二测温仪及用于控制第一加热炉和第二加热炉的控制端，第一测温仪、第二测温仪、第一加热炉及第二加热炉均与控制端通信连接，控制端与中央操作台通信连接。
此设置，通过两个测温仪分别进行温度检测，然后通过控制端来进行闭环控制，进一步保证最后一个加热炉出来的长棒料的温度是符合要求的，从而保证了锻件(长棒料)产品质量，而且也能够通过中央操作台进行监控。
进一步地，恒温闭环控制系统的控制步骤如下：
分别设定闭环基准功率、第一测温仪的目标温度及第二测温仪的目标温度；
实时获取第一测温仪和第二测温仪的采集数据并分别与第一测温仪和第二测温仪的目标温度进行比对；
当温度低于目标温度时，提升闭环基准功率，使得第二测温仪的测温等于或约等于目标温度；当温度高于目标温度时，降低闭环基准功率，使得第二测温仪的测温等于或约等于目标温度。
上述步骤能够实现温度的精准控制或者说接近精准控制(控制在误差范围内)，从而保证了锻件(长棒料)产品质量。
进一步地，精密热剪切机包括机架以及设于该机架上的定位模具、辅助机构、剪切机构及落料斗；
定位模具与第二加热炉出口对接，用于定位和引导长棒料；
辅助机构设于剪切机构下方，用于和剪切机构配合将长棒料夹紧供剪切机构剪切；
剪切机构包括用于对长棒料进行剪切的冲头、设于该冲头上的上刀头及用于驱动冲头上下运动的驱动缸，上刀头与辅助机构配合对长棒料夹紧，且辅助机构能够随随上刀头向下移动实现对长棒料的剪切。
此设置，通过定位模具能够很好地对长棒料进行定位，然后通过辅助机构和剪切机构配合将长棒料夹紧并剪切，剪切时辅助机构能够随随上刀头向下移动实现对长棒料的剪切，如此保证了剪切料段端面的平整度和精密度，有效保证锻件产品的质量，与传统锯床和传统冲床存在根本的区别，本申请的剪切效果更好。
进一步地，辅助机构包括与上刀头配合的托料板和用于驱动托料板上下运动的辅助缸，托料板上设有吻合长棒料表面轮廓的开口，该开口与设于上刀头上的开口拼接实现对长棒料的夹紧。
此设置，辅助缸能够驱动托料板配合上刀头对长棒料夹紧，使得剪切过程中长棒料始终处于被夹紧状态，保证了剪切料段端面的平整度和精密度。
进一步地，定位模具上设有限位杆和下料口，长棒料在被夹紧时与限位杆位于同一直线，以使得长棒料能够推动限位杆移动实现定位，限位杆上设有限位开关，以控制长棒料的行程，下料口位于剪切机构下方并与落料斗连通。
此设置，限位杆被推动，一旦推到设定距离触发限位开关就会让辅助机构和剪切机构将长棒料进行夹紧，然后进行剪切操作，如此能够精准地控制长棒料的剪切长度。
进一步地，落料斗上设有用于通过摆动对剪切完的长棒料进行分料的分料板及用于驱动分料板摆动的驱动器。
此设置，能够对剪切完的长棒料进行分类排出，方便处理。
进一步地，中央操作台上设有故障报警系统，该故障报警系统用于实时采集全自动链轨节高温精密热切一次成型系统运行时的数据，当发生异常时进行报警。
此设置，可保证本系统正常运行。
进一步地，长棒料送料架、感应加热炉及精密热剪切机位于同一直线。
此设置，可减少长棒料的多余运动路程，提高加工效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是恒温闭环控制系统的逻辑控制图；
图3是精密热剪切机的立体图；
图4是精密热剪切机的局部细节图一；
图5是精密热剪切机的局部细节图二；
图6是精密热剪切机的局部细节图三。
图中，1、长棒料储料架；2、长棒料送料架；3、感应加热炉；4、精密热剪切机；5、中央操作台；31、第一加热炉；32、第二加热炉；33、第一测温仪；34、第二测温仪；35、控制端；41、定位模具；42、辅助机构；43、剪切机构；44、落料斗；45、机架；411、限位杆；412、下料口；413、限位开关；421、托料板；422、辅助缸；431、冲头；432、上刀头；433、驱动缸；441、分料板；442、驱动器。
具体实施方式
下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本全自动链轨节高温精密热切一次成型系统包括长棒料储料架1、长棒料送料架2、感应加热炉3、精密热剪切机4及中央操作台5。
其中，长棒料送料架2、感应加热炉3及精密热剪切机4位于同一直线。
其中，中央操作台5分别与长棒料储料架1、长棒料送料架2、感应加热炉3及精密热剪切机4通过无线或有线的方式通信连接，用于控制各设备。在本实施例中，中央操作台5具有显示器和操作按钮，可以为现有的工控一体机，具体为现有技术，这里不再进行赘述。
其中，长棒料储料架1用于存储长棒料和通过送料机构件长棒料送入至长棒料送料架2上。在本实施例中，长棒料储料架1相当于货架，用户现场可通过行车或其他吊装工具将原材料吊装至长棒料储料架1，再由通过机械手或其他机构将长棒料送到长棒料送料架2上，因此送料机构为现有技术，这里不再对其进行赘述。
其中，长棒料送料架2用于接收长棒料并将该长棒料依次匀速输送至精密热剪切机4进行剪切。在本实施例中，长棒料送料架2上的电机、减速机、链轮、链条、滚轮、压轮等传送机构将圆钢匀速(受中央操作台5控制)送入长棒料加热炉进行加热，因此长棒料送料架2也为现有技术，这里不再对其进行赘述。
其中，感应加热炉3设于精密热剪切机4和长棒料送料架2之间，并采用恒温闭环控制系统对长棒料进行加热。
具体地，感应加热炉3包括沿长棒料行进方向依次设置的第一加热炉31和第二加热炉32，同时恒温闭环控制系统包括设于第一加热炉31和第二加热炉32之间的第一测温仪33、设于第二加热炉32与精密热剪切机4之间的第二测温仪34及用于控制第一加热炉31和第二加热炉32的控制端35，第一测温仪33、第二测温仪34、第一加热炉31及第二加热炉32均与控制端35通信连接，控制端35与中央操作台5通信连接。
如此采用两个加热炉或者更多的加热炉，可以比单个加热炉更好控制温度，也能够形成闭环控制，保证最后一个加热炉出来的长棒料的温度是符合要求的，从而保证了锻件(长棒料)产品质量，通过两个测温仪分别进行温度检测，然后通过控制端35来进行闭环控制，进一步保证最后一个加热炉出来的长棒料的温度是符合要求的，从而保证了锻件(长棒料)产品质量，而且也能够通过中央操作台5进行监控。
在本实施例中，恒温闭环控制系统的控制步骤如下：
分别设定闭环基准功率、第一测温仪33的目标温度及第二测温仪34的目标温度；
实时获取第一测温仪33和第二测温仪34的采集数据并分别与第一测温仪33和第二测温仪34的目标温度进行比对；
当温度低于目标温度时，提升闭环基准功率，使得第二测温仪34的测温等于或约等于目标温度；当温度高于目标温度时，降低闭环基准功率，使得第二测温仪34的测温等于或约等于目标温度。
在本实施例中，如图2所示，在长棒料加热炉的中温区(第一加热炉31和第二加热炉32之间)和第二加热炉32的出炉口分别安装1套红外线测温装置(第一测温仪33和第二测温仪34)，实时采集中温区和第二加热炉32的出炉口工件(长棒料)的实际温度，再将采集到的温度信号通过A/D转换模块，把模拟信号转换为数字量，由PLC内部对数字量进行解析运算，同时和触摸屏设定的温度值进行比较，结合比较结果进行PID运算分析，然后将运算结果通过D/A转换模块传送至中频功率控制板，实时对中频加热功率进行精密控制，当检测温度低于设定温度值时，中频功率自动提升，当检测温度高于设定值时，中频功率自动降低，从而有效可靠的保证了出炉口工件温度的稳定性和一致性。其中1号测温点为第一测温仪33的测温点，2号测温点为第二测温仪34的测温点。
其中，精密热剪切机4与感应加热炉3出口直接对接，并通过精密热剪切机4上的剪切机构43对长棒料进行剪切。
具体地，如图3-6所示，精密热剪切机4包括机架45以及设于该机架45上的定位模具41、辅助机构42、剪切机构43及落料斗44。
其中，定位模具41与第二加热炉32出口对接，用于定位和引导长棒料，其中定位模具41上设有限位杆411和下料口412，长棒料在被夹紧时与限位杆411位于同一直线，以使得长棒料能够推动限位杆411移动实现定位，限位杆411上设有限位开关413，以控制长棒料的行程，下料口412位于剪切机构43下方并与落料斗44连通；限位杆411被推动，一旦推到设定距离触发限位开关413就会让辅助机构42和剪切机构43将长棒料进行夹紧，然后进行剪切操作，如此能够精准地控制长棒料的剪切长度。
其中，辅助机构42设于剪切机构43下方，用于和剪切机构43配合将长棒料夹紧供剪切机构43剪切，其中辅助机构42包括与上刀头432配合的托料板421和用于驱动托料板421上下运动的辅助缸422，托料板421上设有吻合长棒料表面轮廓的开口，该开口与设于上刀头432上的开口拼接实现对长棒料的夹紧。辅助缸422能够驱动托料板421配合上刀头432对长棒料夹紧，使得剪切过程中长棒料始终处于被夹紧状态，保证了剪切料段端面的平整度和精密度。
其中，剪切机构43包括用于对长棒料进行剪切的冲头431、设于该冲头431上的上刀头432及用于驱动冲头431上下运动的驱动缸433，上刀头432与辅助机构42配合对长棒料夹紧，且辅助机构42能够随随上刀头432向下移动实现对长棒料的剪切。
其中，落料斗44上设有用于通过摆动对剪切完的长棒料进行分料的分料板441及用于驱动分料板441摆动的驱动器442。
如此，通过定位模具41能够很好地对长棒料进行定位，然后通过辅助机构42和剪切机构43配合将长棒料夹紧并剪切，剪切时辅助机构42能够随随上刀头432向下移动实现对长棒料的剪切，如此保证了剪切料段端面的平整度和精密度，有效保证锻件产品的质量，与传统锯床和传统冲床存在根本的区别，本申请的剪切效果更好。
在本实施例中，中央操作台5上设有故障报警系统，该故障报警系统用于实时采集全自动链轨节高温精密热切一次成型系统运行时的数据，当发生异常时进行报警。如配备完善的信号采集和故障报警系统，包括工件温度采集，各运行机构位置采集，中频电源内部水温采集，各水冷循环管道压力采集等，对设备运行状况进行实时监控，出现异常情况时，可实现实时声光报警，从而提高设备的自动化操作和安全性。
在本实施例中，辅助缸422可以是气缸或电缸，驱动缸433可以是油缸或气缸，如果是气缸则采用液压系统或气压系统提供液压源和气压源。
本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
尽管本文较多地使用了长棒料储料架1、长棒料送料架2、感应加热炉3、精密热剪切机4、中央操作台5、第一加热炉31、第二加热炉32、第一测温仪33、第二测温仪34、控制端35、定位模具41、辅助机构42、剪切机构43、落料斗44、机架45、限位杆411、下料口412、限位开关413、托料板421、辅助缸422、冲头431、上刀头432、驱动缸433、分料板441、驱动器442等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，包括长棒料储料架、长棒料送料架、感应加热炉、精密热剪切机及中央操作台；
所述中央操作台分别与所述长棒料储料架、所述长棒料送料架、所述感应加热炉及所述精密热剪切机通信连接，用于控制各设备；
所述长棒料储料架用于存储长棒料和通过送料机构件所述长棒料送入至所述长棒料送料架上；
所述长棒料送料架用于接收所述长棒料并将该长棒料依次匀速输送至所述精密热剪切机进行剪切；
所述感应加热炉设于所述精密热剪切机和所述长棒料送料架之间，并采用恒温闭环控制系统对所述长棒料进行加热；
所述精密热剪切机与所述感应加热炉出口直接对接，并通过所述精密热剪切机上的剪切机构对所述长棒料进行剪切。
2.根据权利要求1所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述感应加热炉包括沿所述长棒料行进方向依次设置的第一加热炉和第二加热炉。
3.根据权利要求2所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述恒温闭环控制系统包括设于所述第一加热炉和所述第二加热炉之间的第一测温仪、设于所述第二加热炉与所述精密热剪切机之间的第二测温仪及用于控制所述第一加热炉和所述第二加热炉的控制端，所述第一测温仪、所述第二测温仪、所述第一加热炉及所述第二加热炉均与所述控制端通信连接，所述控制端与所述中央操作台通信连接。
4.根据权利要求3所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述恒温闭环控制系统的控制步骤如下：
分别设定闭环基准功率、第一测温仪的目标温度及第二测温仪的目标温度；
实时获取第一测温仪和第二测温仪的采集数据并分别与第一测温仪和第二测温仪的目标温度进行比对；
当温度低于目标温度时，提升闭环基准功率，使得所述第二测温仪的测温等于或约等于目标温度；当温度高于目标温度时，降低闭环基准功率，使得所述第二测温仪的测温等于或约等于目标温度。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述精密热剪切机包括机架以及设于该机架上的定位模具、辅助机构、剪切机构及落料斗；
所述定位模具与所述第二加热炉出口对接，用于定位和引导所述长棒料；
所述辅助机构设于所述剪切机构下方，用于和所述剪切机构配合将所述长棒料夹紧供所述剪切机构剪切；
所述剪切机构包括用于对长棒料进行剪切的冲头、设于该冲头上的上刀头及用于驱动所述冲头上下运动的驱动缸，所述上刀头与所述辅助机构配合对所述长棒料夹紧，且所述辅助机构能够随随所述上刀头向下移动实现对所述长棒料的剪切。
6.根据权利要求5所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述辅助机构包括与所述上刀头配合的托料板和用于驱动所述托料板上下运动的辅助缸，所述托料板上设有吻合所述长棒料表面轮廓的开口，该开口与设于所述上刀头上的开口拼接实现对所述长棒料的夹紧。
7.根据权利要求5所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述定位模具上设有限位杆和下料口，所述长棒料在被夹紧时与所述限位杆位于同一直线，以使得所述长棒料能够推动所述限位杆移动实现定位，所述限位杆上设有限位开关，以控制所述长棒料的行程，所述下料口位于所述剪切机构下方并与所述落料斗连通。
8.根据权利要求5所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述落料斗上设有用于通过摆动对剪切完的所述长棒料进行分料的分料板及用于驱动所述分料板摆动的驱动器。
9.根据权利要求5所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述中央操作台上设有故障报警系统，该故障报警系统用于实时采集全自动链轨节高温精密热切一次成型系统运行时的数据，当发生异常时进行报警。
10.根据权利要求1所述的全自动链轨节高温精密热切一次成型系统，其特征在于，所述长棒料送料架、所述感应加热炉及所述精密热剪切机位于同一直线。
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| CN (1) | CN114789275A (zh) |
Citations (8)
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-
2022
- 2022-06-02 CN CN202210622971.4A patent/CN114789275A/zh active Pending
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