CN206824581U - 一种全自动非调质钢锻件生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动非调质钢锻件生产线，生产线包括依次相接的加热设备、锻造设备、切边冲孔设备、冷却温控输送链、成品箱以及可编程控制系统。本实用新型将锻件一次加热，实现墩粗、预锻成型、终锻成型、切边、冲孔、热处理等多工序连续自动加工，全部加工过程只需一人操控，具有生产效率高、产品质量好的优势。

Description

一种全自动非调质钢锻件生产线

技术领域

本实用新型涉及锻件制造技术领域，具体涉及一种全自动非调质钢锻件生产线。

背景技术

公布号“CN 103230997 A”，名称为“一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺”的发明专利，公开了是一种包括由电加热炉、锻造压力设备、切边冲孔设备等构成的锻造系统。该次专利申请，是以生产线的组成结构为主，如何具体实现自动化控制，各构成设备为了构成可以自动化运行的生产线，所具有的关键性技术点均未公开，导致其与现有技术相比，无创造性特点，也无法在实质上解决该申请中背景技术所述的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够确保实现非调质钢锻件的全自动锻造，并能够有效提高锻件质量的全自动非调质钢锻件生产线。

一种全自动非调质钢锻件生产线，包括依次相接的加热设备、锻造设备、切边冲孔设备、冷却温控输送链及成品箱，

加热设备，包括机架，机架上沿长度方向设有炉膛，炉膛的进口处设有推料装置，炉膛的出口端设有测温分选装置，测温分选装置包括设置在炉膛的出口端上部的红外线测温仪，以及与红外线测温仪信号相接的分选气缸，分选气缸的活塞杆端设有合格件滑道、过烧件滑道及欠温件滑道，分选气缸通过红外线测温仪所测得的锻件温度，选择其活塞杆所对应的上述滑道，合格件滑道的出口端连接锻造设备，过烧件滑道的出口端连接过烧料筐，欠温件滑道的出口端连接欠温料筐；

锻造设备，包括锻造压力机，锻造压力机上依次设有与合格件滑道的出口端连接的工作台、镦粗台、预锻模、终锻模，锻造压力机的一侧设有热板输送台，锻造压力机一侧设有用于将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机的第一机械手；

切边冲孔设备，包括切边冲孔机，切边冲孔机的一端设有冷却温控输送链及飞边集料箱，切边冲孔机的一侧设有将热板输送台上的锻件放入切边冲孔机中，再将切边冲孔机中的锻件放入冷却温控输送链以及将锻件飞边放入飞边集料箱中的第二机械手，

冷却温控输送链，包括机架，机架沿长度方向上设有网带式传送带，网带式传送带外罩设有保温箱体，保温箱体的前端上方设有强冷风机，后端上方设有送风管，强冷风机、送风管与保温箱体管路相通，强冷风机与变频电机信号相接，；

成品箱，设置在网带式传送带的出口端；

可编程控制系统，

包括分选锻件温度传感器，用于采集从炉膛的出口端排出锻件的温度实际数据；

分选可编程控制器，用于将采集的从炉膛的出口端排出锻件的温度实际数据，与温度设定数据进行比较，通过PID控制算法，输出控制指令，控制分选气缸的活塞杆朝向端设有合格件滑道、过烧件滑道或欠温件滑道；

第一机械手位置传感器，用于采集工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号；

第一机械手可编程控制器，用于将采集的工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号，输出控制指令给第一机械手伺服电机，

第一机械手伺服电机，带动第一机械手将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机；

锻造压力机可编程控制器，用于将采集的工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号，输出控制指令给锻造压力机控制电路，启动锻造压力机动作；

第二机械手位置传感器，用于采集热板输送台或切边冲孔机中锻件位置信号；

第二机械手可编程控制器，用于将采集热板输送台上锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手伺服电机，

第二机械手伺服电机，带动第二机械手将锻件放入切边冲孔机，在切边冲孔后，将采集切边冲孔机中锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手，将锻件放入冷却温控输送链并将锻件飞边放入飞边集料箱。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述锻造压力机包括上模架及下模架，镦粗台、预锻模、终锻模均包括呈一字形水平排列在上模架底面的上模座，及呈一字形水平排列在下模架顶面且与各台上模座相对的下模座，上模座与下模座之间构成锻件压制空间，上模座的顶部均设有上顶杆，各上顶杆的顶部均连接在内嵌于上模架中的水平压板底面上，下模座的底部均设有下顶杆，各下顶杆的底部均连接在内嵌于下模座水平顶板的顶面上，水平压板的顶面与水平顶板的底面分别连接锻造压力机上顶杆及锻造压力机下顶杆，锻造压力机上顶杆及锻造压力机下顶杆均与锻造压力机液压/气动缸相接，锻造压力机液压/气动缸与锻造压力机可编程控制器信号相接。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述锻造压力机中设有固定于上模座的滑块，滑块顶部通过两个连杆与偏心轴相接，偏心轴轴向两端设有制动器与离合器，制动器与离合器均通过电磁阀控制依次通断。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述锻造压力机可编程控制器，输出控制指令给锻造压力机控制电路，启动滑块，从而带动上模架动作。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述加热设备为中频电加热炉。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述加热设备的前端设有自动上料装置，自动上料装置包括台阶式输送链，台阶式输送链的尾端设有传感器，传感器与推料装置信号相接。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述自动上料装置、加热设备、锻造设备及冷却温控输送链处设有监控摄像头，监控摄像头与中央控制室信号相通。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将锻件一次加热，实现墩粗、预锻成型、终锻成型、切边、冲孔、热处理(强风冷却)等多工序连续自动加工，全部加工过程只需一人操控，与传统加工方案相比人工减少80％。坯料中频感应炉加热比以往煤炉加热能有效减少二氧化碳排放量，保护自然环境，而且通过对中频炉额定电压提高到660V。使感应线圈的铜损耗降低，进而提高感应线圈的电效率，比普通电加热炉节能10％左右。锻造切边、精整、冲孔等工序加工全部利用余热完成，加热能耗减少30～60％。锻件拔长(或墩粗)及预锻成型、终锻成型、切边、精整、冲孔等热加工定位均采用伺服三维机械手自动定位，定位准确，调节方便。锻件KM尺寸等质量指标稳定，锻件厚度≤1.5毫米，优于GB/T 12362-2003 中厚度公差2.8mm标准要求。通过三维机械手及伺服定位机构，三工位锻造压力机可以同时完成墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，也可是上述工序的任意组合。锻件的墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，采用三工位锻造压力机按一字形布置，锻造压力机工作台右末端用一台热板链输送机自动输送，生产环境清洁。通过锻件自身余热通过强化控冷输送链进行热处理，不但节能降耗、节省人工，同时提高圆盘类非调质钢锻件表面和内在质量和疲劳寿命，使该锻件各部位的力学性能比较接近，并具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性，使锻件质量和安全性能得到提高。温度分选装置由红外线测温仪、推动汽缸、送料辊道、滑道、欠温料筐、过烧料筐组成，红外线测温仪分布在中频炉出料的上方部位，直接测出加热后的坯料温度，PLC根据测温仪信号控制分选气缸相应工作，避免坯料加热后的温度低于或者高于工艺规定的要求范围内进行锻打，降低了锻件废品率，保证了锻件内外部质量，同时可提高模具使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中加热设备的结构示意图；

图3为本实用新型中冷却温控输送链的结构示意图；

图4为本实用新型中锻造压力机模架的结构示意图；

图5为本实用新型中锻造压力机的传动原理图。

具体实施方式

参见图1，一种全自动非调质钢锻件生产线，包括依次相接的加热设备1、锻造设备2、切边冲孔设备3、冷却温控输送链4、成品箱5及可编程控制系统，

加热设备1，包括机架101，机架101上沿长度方向设有炉膛102，炉膛102的进口处设有推料装置103，炉膛102的出口端设有测温分选装置104，结合图2，测温分选装置104包括设置在炉膛102的出口端上部的红外线测温仪105，以及与红外线测温仪105 信号相接的分选气缸106，分选气缸106的活塞杆端设有合格件滑道107、过烧件滑道及欠温件滑道，分选气缸106通过红外线测温仪105所测得的锻件温度，选择其活塞杆所对应的上述滑道，合格件滑道的出口端连接锻造设备2，过烧件滑道的出口端连接过烧料筐108，欠温件滑道的出口端连接欠温料筐109；

锻造设备2，包括锻造压力机201，锻造压力机201上依次设有与合格件滑道107 的出口端连接的工作台202、镦粗台203、预锻模204、终锻模205，锻造压力机201的一侧设有热板输送台206，锻造压力机201一侧设有用于将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机的第一机械手207；

切边冲孔设备3，包括切边冲孔机301，切边冲孔机301的一端设有冷却温控输送链4及飞边集料箱5，切边冲孔机301的一侧设有将热板输送台206上的锻件放入切边冲孔机301中，再将切边冲孔机301中的锻件放入冷却温控输送链4以及将锻件飞边放入飞边集料箱5中的第二机械手208，

冷却温控输送链4，包括机架401，机架401沿长度方向上设有网带式传送带402，结合图3，网带式传送带402外罩设有保温箱体403，保温箱体403的前端上方设有强冷风机404，后端上方设有送风管405，强冷风机404、送风管405与保温箱体403管路相通，强冷风机404与变频电机信号相接，它的效果在于：1、可使尺寸差异较大的非调钢锻件经控冷处理后，锻件各部位的力学性能比较接近，锻件质量和安全性能得到提高；2、可满足锻件在某一特定部位强化其强度和硬度等力学性能的要求，使该圆盘类非调质钢锻件具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性；

成品箱6，设置在网带式传送带402的出口端；

可编程控制系统，

包括分选锻件温度传感器，用于采集从炉膛102的出口端排出锻件的温度实际数据；

分选可编程控制器，用于将采集的从炉膛102的出口端排出锻件的温度实际数据，与温度设定数据进行比较，通过PID控制算法，输出控制指令，控制分选气缸106的活塞杆朝向端设有合格件滑道107、过烧件滑道或欠温件滑道；

第一机械手位置传感器，用于采集工作台202、镦粗台203、预锻模204、终锻模 205上锻件位置信号；

第一机械手可编程控制器，用于将采集的工作台202、镦粗台203、预锻模204、终锻模205上锻件位置信号，输出控制指令给第一机械手伺服电机，

第一机械手伺服电机，带动第一机械手将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机；

锻造压力机可编程控制器，用于将采集的工作台202、镦粗台203、预锻模204、终锻模205上锻件位置信号输出控制指令给锻造压力机控制电路，启动锻造压力机动作；

第二机械手位置传感器，用于采集热板输送台206或切边冲孔机301中锻件位置信号；

第二机械手可编程控制器，用于将采集热板输送台206上锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手伺服电机，

第二机械手伺服电机，带动第二机械手将锻件放入切边冲孔机301，在切边冲孔后，将采集切边冲孔机301中锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手，将锻件放入冷却温控输送链4并将锻件飞边放入飞边集料箱5。

其运行过程为，坯料定时(时间节拍可人为设置)定量放至炉膛102，合格温度坯料的通过滑道滑向锻造压力机的工作台202，超过合格温度的坯料滑至过烧料筐110，低于合格温度的坯料滑至欠温料筐111。第一机械手207将坯料分别依次到镦粗台203、预锻模204、终锻模205，完成自动定位、夹紧，实现镦粗、预锻、终锻等工序自动加工，采用伺服电机等控制坯料夹紧，坯料由第一机械手207进入锻造压力机201自动定位夹紧、计算机程控锻压，热板输送台206将带飞边的锻件输送到锻造压力机右外侧，第二机械手208再将带飞边的锻件分别送到液压机工作台中切边、冲孔、精整等加工工位，根据不同锻件产品的不同工艺由第二机械手208分别将工件送到不同工位，完成自动定位、夹紧，实现切边、冲孔、精整工序自动加工，完成精整加工后由第二机械手208 放置控制网带式传送带402入口至成品箱6。

本实施例中，参见图4，锻造压力机201包括上模架210及下模架211，镦粗台203、预锻模204、终锻模205均包括呈一字形水平排列在上模架210底面的上模座212，及呈一字形水平排列在下模架211顶面且与各台上模座212相对的下模座213，上模座212 与下模座213之间构成锻件压制空间，上模座212的顶部均设有上顶杆214，各上顶杆 214的顶部均连接在内嵌于上模架210中的水平压板215底面上，下模座213的底部均设有下顶杆216，各下顶杆216的底部均连接在内嵌于下模座213水平顶板217的顶面上，水平压板215的顶面与水平顶板217的底面分别连接在锻造压力机上顶杆218及锻造压力机下顶杆219，锻造压力机上顶杆218及锻造压力机下顶杆219均与锻造压力机液压/气动缸相接，锻造压力机液压/气动缸与锻造压力机可编程控制器信号相接，锻造压力机可编程控制器通过电磁阀控制锻造压力机液压/气动缸，带动造压力机上顶杆218 及锻造压力机下顶杆219运动，

参见图5，锻造压力机201中设有固定于上模座212的滑块220，滑块220顶部通过两个连杆221与偏心轴222相接，偏心轴222轴向两端设有制动器223与离合器224，制动器223与离合器224均通过电磁阀控制通断；

动作顺序：制动器223的电磁阀先打开，离合器224的电磁阀再打开，制动器223 打开后，锻造压力机的偏心轴222旋转一周，偏心轴222上连接的两个连杆221另一头连接着滑块220，偏心轴222随着旋转一周，自然滑块220就完成上下一个来回的运动，因为上模座212是固定在滑块220上，所以上模座212也完成上下一个来回的运动，配合自动控制系统以及上述结构的设置，可以保证锻造过程的同步性，确保了锻件的锻造质量。

本实施例中，加热设备1为中频电加热炉。中频感应加热炉标称功率设计750KW、额定频率1500Hz、中频额定电压650V，中频主电源为三相六脉KGPS晶闸管单元组成，控制采用逆变调节的恒反压频率自动跟踪原理，保证额定中频输出功率因素CosΦ≥ 0.9，全部为数字电路，保证起动成功率不低于98％，其触发信号直接取自于逆变可控硅两端，利用无氧化中频电加热技术，加热速度快，对环境无污染，节能省电。

本实施例中，加热设备1的前端设有自动上料装置7，自动上料装置7包括台阶式输送链71，台阶式输送链71的尾端设有传感器，传感器与推料装置103信号相接。当传感器感应到待锻件到达时，推料装置103运动，将待锻件推入加热设备1的炉膛102 中。设计目的在于，无需人工上料，省时省力，采用传感器配合执行机构的设置，也能进一步确保生产节拍的稳定性，使后续工序能够顺利进行。

本实施例中，自动上料装置7、加热设备1、锻造设备2及冷却温控输送链4处设有监控摄像头，监控摄像头与中央控制室信号相通。在自动上料及三工位热加工等工作部位配备有摄像头，其动作图像实时传输至中央控制室，方便操作人员监控和应急处理。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种全自动非调质钢锻件生产线，包括依次相接的加热设备、锻造设备、切边冲孔设备、冷却温控输送链及成品箱，其特征在于：

—加热设备，包括机架，机架上沿长度方向设有炉膛，炉膛的进口处设有推料装置，炉膛的出口端设有测温分选装置，测温分选装置包括设置在炉膛的出口端上部的红外线测温仪，以及与红外线测温仪信号相接的分选气缸，分选气缸的活塞杆端设有合格件滑道、过烧件滑道及欠温件滑道，分选气缸通过红外线测温仪所测得的锻件温度，选择其活塞杆所对应的上述滑道，合格件滑道的出口端连接锻造设备，过烧件滑道的出口端连接过烧料筐，欠温件滑道的出口端连接欠温料筐；

—锻造设备，包括锻造压力机，锻造压力机上依次设有与合格件滑道的出口端连接的工作台、镦粗台、预锻模、终锻模，锻造压力机的一侧设有热板输送台，锻造压力机一侧设有用于将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机的第一机械手；

—切边冲孔设备，包括切边冲孔机，切边冲孔机的一端设有冷却温控输送链及飞边集料箱，切边冲孔机的一侧设有将热板输送台上的锻件放入切边冲孔机中，再将切边冲孔机中的锻件放入冷却温控输送链以及将锻件飞边放入飞边集料箱中的第二机械手，

—冷却温控输送链，包括机架，机架沿长度方向上设有网带式传送带，网带式传送带外罩设有保温箱体，保温箱体的前端上方设有强冷风机，后端上方设有送风管，强冷风机、送风管与保温箱体管路相通，强冷风机与变频电机信号相接；

—成品箱，设置在网带式传送带的出口端；

还包括：

可编程控制系统，

包括分选锻件温度传感器，用于采集从炉膛的出口端排出锻件的温度实际数据；

分选可编程控制器，用于将采集的从炉膛的出口端排出锻件的温度实际数据，与温度设定数据进行比较，通过PID控制算法，输出控制指令，控制分选气缸的活塞杆朝向端设有合格件滑道、过烧件滑道或欠温件滑道；

第一机械手位置传感器，用于采集工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号；

第一机械手可编程控制器，用于将采集的工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号，输出控制指令给第一机械手伺服电机，

第一机械手伺服电机，带动第一机械手将锻件从工作台放入镦粗台、从镦粗台放入预锻模、从预锻模放入终锻模、以及从终锻模放入锻造压力机；

锻造压力机可编程控制器，用于将采集的工作台、镦粗台、预锻模或终锻模上锻件位置信号，输出控制指令给锻造压力机控制电路，启动锻造压力机动作；

第二机械手位置传感器，用于采集热板输送台或切边冲孔机中锻件位置信号；

第二机械手可编程控制器，用于将采集热板输送台上锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手伺服电机，

第二机械手伺服电机，带动第二机械手将锻件放入切边冲孔机，在切边冲孔后，将采集切边冲孔机中锻件位置信号，输出控制指令给第二机械手，将锻件放入冷却温控输送链并将锻件飞边放入飞边集料箱。

2.根据权利要求1所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述锻造压力机包括上模架及下模架，镦粗台、预锻模、终锻模均包括呈一字形水平排列在上模架底面的上模座，及呈一字形水平排列在下模架顶面且与各台上模座相对的下模座，上模座与下模座之间构成锻件压制空间，上模座的顶部均设有上顶杆，各上顶杆的顶部均连接在内嵌于上模架中的水平压板底面上，下模座的底部均设有下顶杆，各下顶杆的底部均连接在内嵌于下模座水平顶板的顶面上，水平压板的顶面与水平顶板的底面分别连接锻造压力机上顶杆及锻造压力机下顶杆，锻造压力机上顶杆及锻造压力机下顶杆均与锻造压力机液压/气动缸相接，锻造压力机液压/气动缸与锻造压力机可编程控制器信号相接。

3.根据权利要求2所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述锻造压力机中设有固定于上模座的滑块，滑块顶部通过两个连杆与偏心轴相接，偏心轴轴向两端设有制动器与离合器，制动器与离合器均通过电磁阀控制依次通断。

4.根据权利要求3所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述锻造压力机可编程控制器，输出控制指令给锻造压力机控制电路，启动滑块，从而带动上模架动作。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述加热设备为中频电加热炉。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述加热设备的前端设有自动上料装置，自动上料装置包括台阶式输送链，台阶式输送链的尾端设有传感器，传感器与推料装置信号相接。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种全自动非调质钢锻件生产线，其特征在于：所述自动上料装置、加热设备、锻造设备及冷却温控输送链处设有监控摄像头，监控摄像头与中央控制室信号相通。