SU1029426A2 - Индукционна методическа нагревательна установка - Google Patents

Abstract

ИНДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА по авт. св. № 813825, отличающа с  те.ад, что. с целью повышени  стойкости штамповочного инструмента, путем улучшени  равномерности нагрева заготовок она снабжена механизмом отбраковки с блоком управлени  и дополнительным релейным блоком, первый вход которого соединен с выходом программного задатчика высокотемпературной зоны, второй вход через первый замыкаюШ .ИЙ контакт дополнительного релейного блока св зан с выходом блока управлени  механизма перемешени  заготовок, а выход через его второй замыкающий контакт соедиWeH с входом блока управлени  механизма отбраковки.

Description

to

;о

4 Ю

С5 Изобретение относитс  к устройствам, используемым дл  нагрева металла под обработку давлением, в частности, под гор чую штамповку в робототехнических комплексах . По основному авт. св. № 813825 известна индукционна  методическа  нагревательна  установка, содержаща  механизм перемещени  заготовок, снабженный блоком управлени , робот-манипул тор и технологический объект, например пресс, снабженные индивидуальными блоками управлени  с контрольными выходами, и методический многозонный индуктор с зонами ударного нагрева , термостатировани  и высокотемпературного нагрева, кажда  из зон подключена к индивидуальному источнику питани , управл ющие входы которых соединены с выходами соответствующих регул торов температуры , первые входы каждого регул тора св заны с датчиками температуры соответствующей зоны, причем в зоне ударного нагрева непосредственно, а вторые - с выходами соответствующих ручных задатчиков температуры и с выходами программных задатчиков температуры, снабженных элементами выдержки времени с запускающим и сбрасывающим входом, и релейный блок, вход которого соединен с первым выходом логического блока, второй выход которого через первый размыкающий контакт релейного блока соединен с входом блока управлени  механизма перемещени  заготовок , выход которого подключен к запускающим входам программных задатчиков всех зон, сбрасывающие входы задатчиков соединены с третьим выходом логического блока, первый вход которого св зан с контрольным выходом блока управлени  технологического объекта, второй - с контрольным выходом робота, а третий - с выходом дополнительного регул тора температуры, первый вход дополнительного регул тора подключен к дополнительному ручному задатчику температуры , а второй через второй размыкающий контакт релейного блока - к выходу датчика температуры высокотемпературной зоны , причем св зь датчика температуры высокотемпературной зоны с ее регул тором выполнена через замыкающий контакт релейного блока, а датчик зоны термостатировани  с ее регул тором через первый выход блока размножени  контактов, второй выход которого через третий размыкающий контакт релейного блока подключен к первому входу регул тора высокотемпературной зоны, а св зь ручных и программных задатчиков температуры каждой зоны с регул торами температуры этих зон выполнена через дискриминаторы 1. Недостатком этой установки  вл етс  то, что после остановок технологического оборудовани  на врем , превышающее максимальное врем  дежурных режимов, при возобновлении работы заготовка, наход ща с  на выходе из индуктора, нагреваетс  по длине неравномерно и при щтамповке такой заготовки снижаетс  стойкость штампового инструмента. Цель изобретени  - повышение стойкости щтампового инструмента за счет отбраковки некачественно нагретой заготовки после длительных остановок технологического оборудовани  путем улучшени  равномерности нагрева заготовок. Дл  достижени  этой цели индукционна  методическа  нагревательна  установка снабжена механизмом отбраковки с блоком управлени  и дополнительным релейным блоком с двум  входами и одним выходом, первый вход которого соединен с выходом программного задатчика высокотемпературной зоны, второй вход через первый замыкающий контакт дополнительного релейного блока св зан с выходом блока управлени  механизма перемещени  заготовок, а выход через его второй замыкающий контакт соединен с входом блока управлени  механизма отбраковки. На чертеже изображена блок-схема установки . Установка содержит индуктор, состо щий из зон ударного нагрева 1, термостатировани  2 и высокотемпературной зоны 3, источники питани  каждой зоны 4-6, датчики температуры каждой зоны 7-9, регул торы температуры зон ударного нагрева и термостатировани  10 и 11, регул торы предварительного 12 и дополнительный регул тор 13 точного регулировани  температуры BBICOкотемпературной зоны нагрева, программные задатчики температуры с регул руемым элементом выдержки времени и,ручные задатчики режимов нагрева 17-20, дискриминаторы уровн  сигнала 21-23, схему размножени  сигнала 24, замыкающие 25 и размыкающие 26-28 контакты релейного блока 29, логический блок 30, технологический объект, например пресс дл  гор чей штамповки 31, робот -манипул тор 32, механизм перемещени  заготовок 33 со своими блоками управлени  34-36 соответственно. Логический блок 30 имеет входы 37-39 и выходы 40-42. Механизм отбраковки 43 с блоком управлени  44, дополнительный релейный блок 45 с замыкающими контактами 46-47 и входами 48 и 49 введены дополнительно. Установка работает следующим образом. В стационарном режиме работы индукционной установки механизм перемещени  заготовок 33 по сигналу, поступающему от своего блока управлени  36, последовательно загружает заготовки в зону ударного нагрева 1 и затем перемещает их в зону термостатировани  2 и высокотемпературную зону 3. Загрузка заготовок производитс  поодиночно через дискретные промежутки времени с определенным темпом. В зоне ударного нагрева 1 размещаютс  одновременно одна или несколько заготовок. Перемещение заготовок производитс  вдоль их продольНОЙ оси. в период нахождени  в зоне 1 заготовки быстро нагреваютс  токами повышенной частоты до температуры поверхности пор дка 800-850° С. Заготовки имеют простые сечени  (круг, квадрат и т.д.). Центр поперечного сечени  заготовок имеет более низкую температуру, причем перепад температур между центром и поверхностью заготовки зависит от времени и в момент перемещени  заготовки из зоны 1 в зону 2 может достигать 200° С и более. Затем механизм 33 перемещает заготовку из зоны 1 в зону 2, а в зону 1 одновременно загружаетс  очередна  заготовка. В зоне 2, котора  имеет длину больщую; чем длина зоны 1, происходит выравнивание температуры по сечению заготовок. На выходе из зоны 2 заготовки имеют температуру поверхности 900° С и перепад между поверхностью и центром не более 50° С. Далее заготовки поступают в зону 3, где догреваютс  до ковочной температуры пор дка 1100-1250° С в зависимости от марки стали. Перепад температуры по сечению заготовок в зоне 3 увеличиваетс  незначительно (на 10-15%) по сравнению с перепадом температур в зоне 2, так как на входе в зону 3 заготовки имеют температуру выще точки Кюри, а нагрев в зоне 3 производитс  токами повышенной частоты, причем частота тока подбираетс  из условий обеспечени  минимума градиента температуры по сечению заготовки. По сигналам блока управлени  35 нагретые до заданной температуры заготовки поступают к роботу-манипул тору 32 и устанавливаютс  им на позицию штамповки пресса 31, который по команде блока управлени  34 производит штамповку издели , после чего изделие поступает на дальнейшую обработку. Питание зон нагрева 1 и 3 осуществл етс  источниками напр жени  повышенной частоты 4 и 6, например тиристорными преобразовател ми частоты, причем, рабоча  частота источника 4 равна 5-10 кГц, а источника 6-0,5-2,5 кГц. Йитание зоны 2 осуществл етс  источником питани  5 промышленной частоты. Кроме того, источники питани  4-6 обеспечивают плавное регулирование выходной мощности. Датчики температуры 7-9 измер ют температуру заготовок на выходе из каждой зоны индуктора. Регул торы температуры 10-13 работают аналогично. Каждый из них имеет два входа: измерительный и задающий, и один выход. На измерительный вход подаетс  напр жение, пропорциональное температуре заготовок, на задаюш.ий вход - напр жение, пропорциональное заданному значению температуры. Разница этих напр жений преобразуетс  регул торами 10-12 и подаетс  на управл ющие входы источников питани  4-6, мощность которых измен етс  в зависимости от знака и величины рассогласовани  и воздействует на температуру нагрева заготовок. Напр жени  задани  подаютс  на задающие входы регул  тора 10-12 через дискриминаторы уровн  сигнала 2Ь23 программных 14-16 или ручных 18-20 задатчиков температуры. Программные задатчики 14-16 предназначены дл  автоматического задани  в переходных дежурных режимах нагрева, ручной -.дл  стационарных режимов нагрева. Дискриминатор уровн  сигнала из двух сигналов пропускает на выход большее по абсолютному значению напр жение. В стационарном режиме работы напр жение ручного задатчика настраиваетс  таким образом, что оно всегда больше по абсолютному, значению, чем напр жение на выходе программного задатчика. В переходных и дежурных режимах , наоборот, напр жение на выходе программного задатчика больше, чем ручного . Датчик 8 через схему размножени  сигналов 24 обеспечивает подачу сигнала, пропорционально температуре заготовок на выходе из зоны 2, одновременно на измерительные входы двух регул торов 11 и 12. Йричем, к регул тору 1 напр жение подаетс  непрерывно , а к регул тору 12 - через размыкаюшие контакты 26 релейной схемы 29. Таким образом, контуры регулировани  температуры 1,7,10,4 и 2,8,24,11 и 5 обеспечивают стабилизацию температуры заготовок по выходу из зоны 2 соответственно, а контур регулировани  температуры 8,24,26,12, 6 и 3 подключен ко входу зоны 3 и обеспечивает предварительную стабилизацию температуры заготовок в этой зоне за счет изменени  подводимой мощности источника 6. Точна  стабилизаци  температуры обеспечиваетс  контуром 3,9,27,13,28,30,36 и 33. Датчик 9 измер ет температуру заготовок на выходе из зоны 3 и через контакты 27 релейной схемы 29 подает напр жени  на вход регул тора 12. Регул тор 13 через логический блок 30, контакты 28 и блок управлени  36 воздействует на механизм перемещени  заготовок 33. Задание температуры регул тору 13 обеспечиваетс  ручным задатчиком 20. При достижении температурой заготовок заданного значени  и наличии сигналбв с контрольных выходов блоков управлени  прессом 34 и роботом-манипул тором 35 о готовности их к работе логического блока обеспечиваетс  выдача напр жени  на выходе 41, которое через контакты 28 и блок управлени  36 подает команду на выдачу из зоны 3 индуктора очередной нагретой заготовки, загрузку новой холодной заготовки в зону 1 и передачу заготовки из зоны 1 в зону 2 и из зоны 2 в зону 3. Сигнал с контрольного выхода блока управлени  36 запускает элементы выдержки всех программных задатчиков. При нормальном функционировании схемы сигналы от блоков 34 и 35 должны поступать раньше чем сигнал от блока 13, т.е. до достижени  заготовкой заданного значени  температуры.

Если к моменту достижени  температурой заготовки на выходе зоны 3 заданного значени , на вход логического блока не поступили сигналы от блоков управлени  34 и 35 или хот  бы от одного из них, что свидетельствует о неподготовленности пресса 31 или робота 32 к приему нагретой заготовки , логический блок 30 переключаетс  и выдает напр жение на выход 40, к которому подключен управл ющий вход релейного блока 29. Релейный блок сбрасывает, размыкает свои контакты 26-28, замыкает контакт 25 и самоблокируетс . Выход регул тора 13 отличаетс  от входа регул тора 13 и 12. При этом образуетс  новый контур регулировани  температуры 3,9,25,12 и 6, который обеспечивает стабилизацию температуры заготовок в зоне 3 индуктора на заданном уровне дл  стационарного режима

Если через интервал времени, отсчитанный от момента выдачи предыдущей заготовки , в 1,5-2,0 раза больше,чем интервал толкани , механизм перемещени  заготовок не срабатывает, то элементы выдержки времени программных задатчиков 14-16 переключат задание регул торов 10-12 и регул торы сниз т -йощность источников 4-6 до значений, соответствующих первому дежурному режиму. До истечени  интервалов времени в 2,0-5,0 раз большего, чем интервал толкани , срабатывает второй элемент выдержки времени и аналогичным образом переводит источники 5-6 на второй дежурный

режим и т.д. Программные задатчики могут содержать несколько элементов выдержки времени и в зависимости от номенклатуры нагреваемых изделий обеспечивать необходимое количество дежурных режимов. По истечении максимальной выдержки времени последний элемент выдержки времени программного задатчика 16 выдает команду на отключение источников питани  и сигнал на вход блока 48 релейного блока 45. Релейный блок срабатывает, замыкает контакты 46 и 47 и самоблокируетс . Блок управлени  включает механизм отбраковки заготовок, который остаетс  включенным до тех пор, пока не произойдет перемещение заготовок, после чего на вход 2 релейного блока 45 поступает сигнал с контрольного выхода блока управлени  механизмом перемещени  36 и сбрасывает блокировку блока 45.

Таким образом, перва  заготовка, вышедша  из индуктора после продолжительной остановки технологического процесса, сбрасываетс  механизмом отбраковки в тару и не поступает к прессу на штамповку.

Далее система продолжает функционировать в стационарном режиме, как описано выше.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным повышает стойкость штамповочного инструмента путем исключени  некачественности нагретой по длине заготовки, так как недогрета  заготовка приводит к уменьшению срока службы штампа Механизм отбраковки позвол ет исключить из процесса щтамповки недогретые заготовки.

Claims (1)

1. ИНДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА по авт. св. № 813825, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости штамповочного инструмента, путем улучшения равномерности нагрева заготовок она снабжена механизмом отбраковки с блоком управления и дополнительным релейным блоком, первый вход которого соединен с выходом программного задатчика высокотемпературной зоны, второй вход через первый замыкающий контакт дополнительного релейного блока связан с выходом блока управления механизма перемещения заготовок, а выход через его второй замыкающий контакт соединен с входом блока управления механизма отбраковки.

   I

   SU „„ 1029426