CN1544180A - 模锻锤的智能控制方法及其根据该方法生产的智能模锻锤 - Google Patents

Abstract

一种模锻锤的智能控制方法及其根据该方法生产的智能模锻锤，方法：(1)初始化：控制油温、压力、清洁度及模具温度，根据锻件材质、尺寸、变形程度确定打击能量、次数、次序和频率；(2)打击：锻件加热，达到始锻温度，操作机械手把工件移至模膛打击，完成后，操作机械手将锻件送成品箱；(3)智能控制：在线检测锻件厚度、机架振动、锻件温度参数，并自动优化打击参数。模锻锤：在模锻锤上配装工况监控装置，包括装于模锻锤上的传感器，传感器与工况监控装置相连接，监控装置中包括专家系统、液压油监控系统、温度监控系统、锻件尺寸监控系统、智能控制系统等和机械手。有益效果为：能实现锻锤的自动化、智能化，和参数优化控制，避免人为影响。可根据锻件材料和变形程度，选择最佳的始、终锻温度及打击能量、次数、次序和频率。检测打击能量、锻件打击方向尺寸和锻件温度，并进行校正，实现高度自动化和优化控制。

Description

模锻锤的智能控制方法及其根据该方法生产的智能模锻锤

所属技术领域：

本发明涉及金属成型设备中的模锻设备，是一种高度自动化的模锻锤，具体地说，是一种模锻锤的智能控制方法及其根据该方法生产的智能模锻锤。

背景技术：

现有模锻锤存在以下不足：

1、模具的工作温度不予自动控制，影响模具的使用寿命和锻件质量。

2、上料、换模膛、下料等均是人工操作，操作时间因人而异，始锻、终锻温度难以控制，以致降低锻件品质，同时工作环境较恶劣，劳动强度大。

3、打击能量、次数和次序人工调整，操作工人水平影响锻件质量，难以实现打击参数的优化，且多余的打击能量引起强烈振动，故障率高。

4、锻件打击方向的尺寸厚度不予在线检测。

5、无回程缓冲装置，锻锤锤杆易发生故障。

发明内容：

本发明的目的是提供一种实现锻锤工作的自动化、智能化，实现加工参数的优化控制，能在工作时根据锻件材料、尺寸和变形程度，自动选择最佳的始、终锻温度、打击能量、打击次数和打击频率，并在打击过程中，检测打击能量、锻件尺寸和温度，进行智能校正，实现打击过程的高度自动化和优化控制的模锻锤的智能控制方法及其根据该方法生产的智能模锻锤。

本发明的技术解决方案是：

一种模锻锤的智能控制方法，其特征是：

(1)进行初始化工作：控制液压油的油温、工作压力、清洁度以及模具温度等参数，使其工作在正常的范围，然后专家系统根据锻件材质、变形程度等主要参数确定打击能量、次数、次序和频率；

(2)打击：使锻件通过加热装置在规定的时间内加热，当达到最佳始锻温度时，自动出炉，并发讯号给操作机械手，操作机械手自动将工件移至预定的模膛进行打击，打击工序完成后，当锻件处于终锻温度且打击方向尺寸厚度达到给定值时，操作机械手将锻件送到成品箱：

(3)智能控制：在线检测锻件厚度、机架振动、锻件温度，并自动调节打击参数。

本发明中所述的在打击过程中，监测机架的振动情况，智能系统处理信息，及时调整打击能量和打击次数，减少多余打击能量引起的振动。在打击过程中，同时还监视锻件的温度，当毛坯达到始锻温度时，实现打击动作；打击结束时，锻件处于终锻温度，智能系统处理信息，调节打击频率。在模锻锤上装有位移传感器，控制锻件在打击方向上的尺寸，智能系统处理信息，调节打击能量、次数、次序和频率。

一种根据上述模锻锤的智能控制方法制造的智能模锻锤，其特征是：是在模锻锤上配装工况监控装置，工况监控装置包括装于模锻锤上的传感器，传感器与工况监控装置相连接，工况监控装置中包括专家系统、锻锤动力油状态监控系统、锻件温度和打击方向尺寸监控系统、智能控制系统和机械手。

本发明中所述的装于模锻锤上的传感器包括锻件始、终锻温度传感器、锻锤锤头行程传感器、机架振动传感器、回程缓冲传感器。振动传感器包括装在模锻锤立柱上的振动传感器和装在模锻锤底座上的振动传感。温度传感器包括装在机架上的非接触式模具温度传感器、锻件毛坯温度传感器和装在油箱内的锻锤动力油油温传感器。温度监控系统包括模具温度监控系统、锻件温度监控系统和动力油油温监控系统。

本发明的有益效果为：

1、采用了锻件毛坯温度、模具温度监控系统，保证锻锤在锻件的始锻和终锻温度之间进行打击锻造；模具在最佳温度范围内工作。提高了锻件质量、模具使用寿命并实现了锻造过程的全自动。

2、采用了专家系统、在线检测监控系统和智能控制系统，针对不同材料、尺寸和不同变形程度的锻件选用最佳打击能量、次数、次序和频率等参数；锻造时在线检测监控系统工作，并将检测监控结果反馈至智能控制系统，对其打击参数进行调整，实现优化控制。进一步提高了锻件质量，减少能源浪费，提高了模锻锤的可靠性。

3、采用了操作机械手，自动取料、换模腔、下料。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

附图说明：

图1为本发明的一种模锻锤的智能控制方法的锻造控制图；

图2为本发明的一种智能模锻锤的结构示意图。

具体实施方式：

图1描述了本发明的模锻锤的智能控制方法。智能模锻锤工作时，首先进行初始化工作21，包括设备状态、模具温度、锻造动力油油压和温度、清洁度等参数，使其在正常的工作范围，然后输入锻件毛坯和锻件成品数据22，专家系统根据锻件材质、尺寸、变形程度等主要参数查询数据库23，并由此初设打击次数、能量、次序、频率24等。锻件毛坯通过加热装置加热25，当达到始锻温度时出炉，并发讯号给操作机械手26，操作机械手自动把工件移至预定的模膛进行打击27。当打击工序完成后，操作机械手将锻件送到成品箱33。在打击过程中，通过机架振动检测28、锻件温度检测29、锻件厚度检测30、模具温度检测3 1等测定工况数据，将其送至智能控制装置对初设参数进行优化32，并将优化后的数据送至控制装置，对下一锻造过程进行智能控制。

在打击锻造过程中，监测立柱和砧座的振动情况，及时调整打击能量和打击次数，减少多余打击能量引起的振动，提高锻件质量及锻锤可靠性。

同时还监视锻件的温度和打击方向的尺寸，当毛坯达到始锻温度时，则实现打击动作，低于终锻温度时，不进行打击动作，避兔模具损坏。实时监控锻件尺寸，保证锻件质量。

图2描述了本发明的智能模锻锤。其是在普通的模锻锤上配装工况监控装置，工况监控装置包括装于模锻锤上的传感器3、5、6、10、14、15等，传感器3、5、6、10、14、15等与工况监控装置相连接，工况监控装置中包括专家系统、锻锤动力油监控系统、温度监控系统、锻件尺寸监控系统、智能控制系统和机械手13。所述的装于模锻锤上的传感器3、5、6、10、14、15等包括振动传感器3、10、温度传感器5、6、15、回程缓冲传感器14等。振动传感器包括装在模锻锤立柱2上的振动传感器3和装在模锻锤底座上的振动传感10。温度传感器包括装在模具附近的非接触式的模具温度传感器5、装在加热装置7附近的非接触式的锻件温度传感器6和油温传感器15。温度监控系统包括模具温度监控系统锻件毛坯温度监控系统和动力油油温监控系统等。图中还有液压动力头1、冷却装置8、砧座9、智能控制器11、控制站12等。

本发明在锤上设有锻锤动力油工况监控系统，监控锻锤动力油的温度、压力和清洁度。还设有锻件毛坯温度监控系统，当锻件毛坯温度达到最佳变形温度时，才能实现下一工序的操作，避免了变形温度误差引起的不良影响。并配有操作机械手，当锻件温度达到最佳变形温度时，在规定时间内操作机械手自动完成送模腔、换模腔(必要时)、自动卸料等动作。锤上另有模具温度监控系统，自动控制模具温度，适时喷射冷却液，提高模具寿命。锤上设有专家系统，根据锻件的材质、尺寸及变形要求，自动选择打击能量、打击次数打击次序、打击频率。锤上所具有的锻件尺寸监控系统，在线检测锻件打击方向的厚度，保证其尺寸精度达到要求。锤上具有的智能控制系统，根据闭环系统检测出的打击能量、锻件尺寸、锻件温度等参数，由智能控制系统对下一锻件进行打击参数校正，实现打击过程的高度自动化和优化控制。

Claims (9)

1、一种模锻锤的智能控制方法，其特征是：

(1)进行初始化工作：控制液压油的油温、工作压力、清洁度以及模具温度等参数，使其工作在正常的范围，然后专家系统根据锻件材质、变形程度等主要参数确定打击能量、次数、次序和频率；

(2)打击：使锻件通过加热装置在规定的时间内加热，当达到最佳始锻温度时，自动出炉，并发讯号给操作机械手，操作机械手自动将工件移至预定的模膛进行打击，打击工序完成后，当锻件处于终锻温度且打击方向尺寸厚度达到给定值时，操作机械手将锻件送到成品箱：

(3)智能控制：在线检测锻件厚度、机架振动、锻件温度，并自动优化打击参数。

2、根据权利要求1所述的模锻锤的智能控制方法，其特征是：在打击过程中，监测机架的振动情况，智能系统处理信息，及时调整打击能量和打击次数，减少多余打击能量引起的振动。

3、根据权利要求1所述的模锻锤的智能控制方法，其特征是：在打击过程中，同时还监视锻件的温度，当毛坯达到始锻温度时，实现打击动作；打击结束时，锻件处于终锻温度，智能系统处理信息，调节打击频率。

4、根据权利要求1所述的模锻锤的智能控制方法，其特征是：在模锻锤上装有位移传感器，控制锻件在打击方向上的尺寸，智能系统处理信息，调节打击能量、次数、次序和频率。

5、一种根据权利要求1所述的模锻锤的智能控制方法制造的智能模锻锤，其特征是：是在模锻锤上配装工况监控装置，工况监控装置包括装于模锻锤上的传感器，传感器与工况监控装置相连接，工况监控装置中包括专家系统、锻锤动力油状态监控系统、锻件温度和打击方向尺寸监控系统、智能控制系统和机械手。

6、根据权利要求5所述的智能模锻锤，其特征是：装于模锻锤上的传感器包括锻件始、终锻温度传感器、锻锤锤头行程传感器、机架振动传感器、回程缓冲传感器。

7、根据权利要求6所述的智能模锻锤，其特征是：振动传感器包括装在模锻锤立柱上的振动传感器和装在模锻锤底座上的振动传感。

8、根据权利要求6所述的智能模锻锤，其特征是：温度传感器包括装在机架上的非接触式模具温度传感器、锻件毛坯温度传感器和装在油箱内的锻锤动力油油温传感器。

9、根据权利要求5、6、7或8所述的智能模锻锤，其特征是：温度监控系统包括模具温度监控系统、锻件温度监控系统和动力油油温监控系统。

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