CN212577433U

CN212577433U - 大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统

Info

Publication number: CN212577433U
Application number: CN202021969109.3U
Authority: CN
Inventors: 周发明; 金永洪; 黄波; 李伟; 李自刚; 银晨; 石威
Original assignee: Hubei Tri Ring Axle Co ltd
Current assignee: Hubei Tri Ring Axle Co ltd
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2030-09-10

Abstract

本实用新型涉及模具温度控制技术领域，尤其涉及大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，该系统采用实时温度监测和自动匹配冷却模式，从而控制模具温度，包括锻压机、支架和控制中心，所述锻压机固定有模具，所述支架设置有实时监测所述模具温度的测温装置、以及冷却装置；所述冷却装置包括喷头、控制所述喷头移动路径和速度的机械手、冷却箱、空压机、连接所述冷却箱、所述空压机和所述喷头的管道、以及设置于所述管道的控制阀；所述测温装置、所述机械手、所述控制阀与所述控制中心电连接。本实用新型采用实时监测模具温度并反馈给控制中心，控制中心根据温度及分布范围选择冷却模式，本实用新型实时高效、操作简便，自动化程度高，很好地防止了粘模发生。

Description

大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统

技术领域

本实用新型涉及模具温度控制技术领域，特别是涉及大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统。

背景技术

热锻压模具在使用中，模具温度会越来越高，致使模具过热变软粘模，所以需要不断降温,特别是锻造大型结构件的模具，因为各区域的热导效率不同，造成模具局部温度过高，而现有技术中，对模具降温采用间隔一定时间降温一次，或在模具上安装测温装置测定模具最高点温度，然后控制降温，前者难以控制降温效果，即难以把握对模具的温度控制，后者对于过长或过大的模具温度控制存在局限，在喷淋冷却液时难以及时做到针对性，造成降温效率低，时间成本高，也时常发生因为不及时降温，出现粘模现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，而提供大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其采用实时监测模具温度并反馈给系统，系统自动匹配冷却模式，从而及时高效控制模具温度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，该系统采用实时温度监测和自动匹配冷却模式，从而控制模具温度，包括锻压机、支架和控制中心，所述锻压机固定有模具，所述支架设置有实时监测所述模具温度的测温装置、以及冷却装置；所述冷却装置包括喷头、控制所述喷头移动路径和速度的机械手、冷却箱、空压机、连接所述冷却箱、所述空压机和所述喷头的管道、以及设置于所述管道的控制阀；所述测温装置、所述机械手、所述控制阀与所述控制中心电连接。

进一步的，所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模各设置有两个所述测温装置，四个所述测温装置分别对应所述上模、所述下模不同区域的即时温度。

进一步的，所述测温装置与所述模具的测温点的距离小于1000mm。

进一步的，所述测温装置包括防护罩和设置于所述防护罩内部的红外测温仪，所述防护罩包括安装所述红外测温仪的仪器室、设置于所述红外测温仪前方的两层带有小圆孔的挡板，所述仪器室连通给所述仪器室通入纯净的微增压空气的减压阀，所述减压阀连通所述空压机。

进一步的，所述冷却箱设置于所述支架的顶部，所述冷却箱包括水箱、石墨乳箱，所述石墨乳箱装有水和石墨乳的混合液。

进一步的，所述喷头有两个，两个所述喷头分别对应所述上模和所述下模。

进一步的，所述喷头采用多通道、多孔高压雾化喷淋盘，所述喷头包括内环孔和外圈孔，所述内环孔、所述外圈孔分别对应不同的通道。

进一步的，所述机械手包括滑块、所述滑块固定有气缸，所述喷头设置于所述气缸的活塞杆端部，所述支架转动连接有丝杆、固定连接有导轨和电机，所述丝杆与所述电机的输出轴固定连接，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述滑块与所述丝杆螺纹连接；所述气缸、所述电机与所述控制中心电连接。

进一步的，所述冷却装置包括混合罐，所述混合罐与所述喷头通过软管连接，所述控制阀包括分别设置于所述水箱和所述石墨乳箱的单向开关阀、以及设置于所述空压机的流量阀，所述混合罐与两个所述单向开关阀、所述流量阀通过所述管道连接；两个所述单向开关阀、所述流量阀与所述控制中心电连接。

进一步的，所述支架设置有监测所述下模是否有工件的摄像头。

本实用新型的有益效果是：大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，该系统采用实时温度监测和自动匹配冷却模式，从而控制模具温度，包括锻压机、支架和控制中心，所述锻压机固定有模具，所述支架设置有实时监测所述模具温度的测温装置、以及冷却装置；所述冷却装置包括喷头、控制所述喷头移动路径和速度的机械手、冷却箱、空压机、连接所述冷却箱、所述空压机和所述喷头的管道、以及设置于所述管道的控制阀；所述测温装置、所述机械手、所述控制阀与所述控制中心电连接。本实用新型采用实时监测模具温度并反馈给所述控制中心，所述控制中心根据温度及分布范围选择冷却模式，然后控制所述机械手移动给模具降温，从而控制模具的温度，本实用新型实时高效、操作简便，自动化程度高，很好地防止了粘模发生。

附图说明

图1是本实用新型的控制系统原理图；

图2是本实用新型的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统的立体图；

图3是本实用新型的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统的主视图；

图4是图3的右视图；

图5是图3的俯视图；

图6是所述测温装置的剖视图；

图7是所述喷头的立体图。

附图标记说明：

1——锻压机、2——支架、3——控制中心、4——模具、41——上模、42——下模、5——测温装置、51——防护罩、511——仪器室、512——挡板、52——红外测温仪、53——减压阀、6——冷却装置、61——喷头、611——内环孔、612——外圈孔、62——机械手、621——滑块、622——气缸、623——丝杆、624——导轨、625——电机、63——冷却箱、631——水箱、632——石墨乳箱、64——空压机、65——管道、66——控制阀、661——单向开关阀、662——流量阀、67——混合罐、7——摄像头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围限制于此。

如图1-7所示，本实施例的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，该系统采用实时温度监测和自动匹配冷却模式，从而控制模具温度，包括锻压机1、支架2和控制中心3，所述锻压机1固定有模具4，所述支架2设置有实时监测所述模具4温度的测温装置5、以及冷却装置6；所述冷却装置6包括喷头61、控制所述喷头61移动路径和速度的机械手62、冷却箱63、空压机64、连接所述冷却箱63、所述空压机64和所述喷头61的管道65、以及设置于所述管道65的控制阀66；所述测温装置5、所述机械手62、所述控制阀66与所述控制中心3电连接。

本实用新型在用于生产之前，先根据数值模拟技术和经验数据，通过调整所述机械手62的移动路径、移动速度、不同的冷却方式及喷淋通道编制建立不同冷却程序，并验证每个程序的效果，即先行锻造一定批量的工件，并随时检测所述上模41和所述下模42在各个点的温度，建立温度分布曲线及冷却效果，一方面作为设定所述测温装置5的位置，另一方面用于系统控制所述机械手62的行走路径和行走速度，以控制所述上模41和所述下模42各区域的温度在模具最佳使用范围(150℃-350℃)。本实用新型的冷却剂有水、石墨乳、压缩空气三种，冷却方式有整体冷却和局部冷却，所述喷头61的喷淋方式有开所述内环孔611喷淋、开所述外圈孔612喷淋、开所述内环孔611+所述外圈孔612喷淋三种；本实用新型根据上述各种模式、模具温度和模具温度分布情况，编制不同的子程序，实际生产时，系统根据模具温度和模具温度分布情况、以及所述下模42是否有工件，自动匹配适当的冷却模式，从而及时高效冷却模具，控制模具温度，防止粘模。

所述控制中心3采用PLC编程，生产中具体运行流程如下：

步骤一：对所述模具4进行预热到要求温度，防止所述模具4温度过低在锻造时损坏；

步骤二：锻造时，所述测温装置5实时监测所述模具4的温度，并反馈给所述控制中心3；

步骤三：所述控制中心3根据所述模具4的温度高低及分布范围，自动选择适当的冷却模式程序，程序发出指令控制所述机械手62按照一定的路径和速度移动、同时控制冷却模式，达到高效冷却效果。

另外，为了安全，所述支架2设置有摄像头7，所述摄像头7检测到所述下模42没有工件时，所述控制中心3控制所述冷却装置6对所述上模41和所述下模42采用整体冷却方式喷淋冷却剂进行降温。

所述模具4包括上模41和下模42，本实用新型的所述上模41和所述下模42均可设置若干个所述测温装置5，其中一个用于监测所述上模41最低温度点的温度，其它的对应所述上模41可能出现高温的温度点，若高温点比较集中，集中区域设定一个所述测温装置5，若高温点比较分散，则需要在每个高温点均设置所述测温装置5，所述下模42同样设置。

本实施例用于汽车前轴的模锻温度控制，汽车前轴是窄长工件，结构对称，所以本实施例的所述上模41和所述下模42各设置有两个所述测温装置5，四个所述测温装置5分别对应所述上模41、所述下模52不同区域的即时温度；即一个所述测温装置5布置在所述上模41或下模42的一端，另一个所述测温装置5布置在所述上模41或下模42的最高温点，一般为中间。生产时，当所述测温装置5监测到所述上模41或所述下模42任一的最高温点的温度高于350℃，甚至即将达到350℃时，所述控制中心3即控制所述冷却装置6对所述上模41、所述下模42喷淋冷却剂。

本实施例中的石墨乳冷却剂为水和石墨乳的混合液，该混合液在高温下气化，不会在所述上模41和所述下模42上留下水渍，也不会在工件上形成气孔和痕迹，保证工件的质量，石墨乳会在所述上模41和所述下模42形成一层薄膜，利于工件脱模；而水、压缩空气作为锻造阶段的局部冷却剂；当然，若锻造过程中所述模具4温度过高，也可以采用石墨乳进行整体冷却。另外，所述喷头61采用多通道、多孔高压雾化喷淋盘，所述喷头61包括内环孔611和外圈孔612，所述内环孔611、所述外圈孔612分别对应不同的通道；一方面更高效地利用冷却剂，另一方面使得冷却剂更加均匀喷涂到模具上，不形成流挂，也利于冷却剂的气化。

所述测温装置5包括防护罩51和设置于所述防护罩51内部的红外测温仪52，所述防护罩51包括安装所述红外测温仪52的仪器室511、设置于所述红外测温仪52前方的两层带有小圆孔的挡板512，所述仪器室511连通给所述仪器室通入纯净的微增压空气的减压阀53，所述减压阀53连通所述空压机64。所述红外测温仪52的红外线穿过所述挡板512的小圆孔，落到所述模具4上从而测定所述模具4的温度；所述空压机64的空气经过过滤后再经过所述减压阀53减压后，得到略大于大气压力的纯净空气，再通入所述仪器室511，由所述挡板512的小圆孔排除，形成向外的气流冲击，从而防止冷却剂进入所述防护罩51，糊住所述红外测温仪52的镜头。

所述机械手62包括滑块621、所述滑块621固定有气缸622，所述喷头61设置于所述气缸622的活塞杆端部，所述支架2转动连接有丝杆623、固定连接有导轨624和电机625，所述丝杆623与所述电机625的输出轴固定连接，所述滑块621与所述导轨624滑动连接，所述滑块621与所述丝杆623螺纹连接；所述气缸622、所述电机625与所述控制中心3电连接。通过所述丝杆623和所述气缸622，控制所述喷头61在平面内做曲线运动，且控制其速度，从而配合不同冷却模式对所述模具4进行降温。

所述冷却装置6包括混合罐67，所述混合罐67与所述喷头61通过软管连接，所述控制阀66包括分别设置于所述水箱631和所述石墨乳箱632的单向开关阀661、以及设置于所述空压机64的流量阀662，所述混合罐67与两个所述单向开关阀661、所述流量阀662通过所述管道65连接；两个所述单向开关阀661、所述流量阀662与所述控制中心3电连接。所述单向开关阀661可防止所述混合罐67的冷却剂倒流，生产时，根据所述控制中心3选择的子程序，控制设置于所述水箱631的所述单向开关阀661、或设置于所述石墨乳箱632的所述单向开关阀661，使冷却剂流入所述混合罐67，同时控制所述流量阀662的开合及流量，从而把所述混合罐67的冷却剂通过所述喷头61喷出；第三种模式，把两个所述单向开关阀661均关闭，只控制所述流量阀662打开，从而采用压缩空气冷却。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims

1.大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：该系统采用实时温度监测和自动匹配冷却模式，从而控制模具温度，包括锻压机、支架和控制中心，所述锻压机固定有模具，所述支架设置有实时监测所述模具温度的测温装置、以及冷却装置；所述冷却装置包括喷头、控制所述喷头移动路径和速度的机械手、冷却箱、空压机、连接所述冷却箱、所述空压机和所述喷头的管道、以及设置于所述管道的控制阀；所述测温装置、所述机械手、所述控制阀与所述控制中心电连接。

2.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模各设置有两个所述测温装置，四个所述测温装置分别对应所述上模、所述下模不同区域的即时温度。

3.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述测温装置与所述模具的测温点的距离小于1000mm。

4.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述测温装置包括防护罩和设置于所述防护罩内部的红外测温仪，所述防护罩包括安装所述红外测温仪的仪器室、设置于所述红外测温仪前方的两层带有小圆孔的挡板，所述仪器室连通给所述仪器室通入纯净的微增压空气的减压阀，所述减压阀连通所述空压机。

5.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述冷却箱设置于所述支架的顶部，所述冷却箱包括水箱、石墨乳箱。

6.根据权利要求2所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述喷头有两个，两个所述喷头分别对应所述上模和所述下模。

7.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述喷头采用多通道、多孔高压雾化喷淋盘，所述喷头包括内环孔和外圈孔，所述内环孔、所述外圈孔分别对应不同的通道。

8.根据权利要求1所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述机械手包括滑块、所述滑块固定有气缸，所述喷头设置于所述气缸的活塞杆端部，所述支架转动连接有丝杆、固定连接有导轨和电机，所述丝杆与所述电机的输出轴固定连接，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述滑块与所述丝杆螺纹连接；所述气缸、所述电机与所述控制中心电连接。

9.根据权利要求5所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述冷却装置包括混合罐，所述混合罐与所述喷头通过软管连接，所述控制阀包括分别设置于所述水箱和所述石墨乳箱的单向开关阀、以及设置于所述空压机的流量阀，所述混合罐与两个所述单向开关阀、所述流量阀通过所述管道连接；两个所述单向开关阀、所述流量阀与所述控制中心电连接。

10.根据权利要求2所述的大型模锻模具温度自反馈自调整控制系统，其特征在于：所述支架设置有监测所述下模是否有工件的摄像头。