锻造加热温度分区控制系统的制作方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本实用新型涉及锻造技术领域，具体地说是一种锻造加热温度分区控制系统。[【背景技术】]
[0002]锻造领域中的常规工艺流程是:机器人上料—进料输送链、夹辊送料—棒料加热—快速出料—红外测温—机器人分选棒料—锻压，而在这个过程中棒料加热是整个工艺的核心部分，因为棒料如果不能加热到理想的锻压温度或者是棒料的芯表温差过大都会造成无法锻压出合格的产品。
[0003]目前，在国内通常采取的加热方式是燃烧式蓄热炉对棒料加热和利用SCR(可控硅)的中频感应炉对棒料进行加热。随着感应加热设备技术的发展，IGBT模块作为感应加热炉的变频核心部件被应用，这种设计可以实现棒料温度的分区控制，也就是说在不同的区域加载到棒料上面的功率是不同的，能够实现节能、氧化皮少，棒料芯表温差小等优点。所以一经投入并将逐步代替传统的棒料加热方式。
[【实用新型内容】]
[0004]本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种锻造加热温度分区控制系统，能够实现在不同的区域对功率、频率进行科学的分配，即在加热区加载较大的功率和较低的频率，使温度得以迅速提升。
[0005]为实现上述目的设计一种锻造加热温度分区控制系统，包括上料机器人1、传输链
2、传输电机3、夹送辊4、中频加热装置和接料机器人5，所述上料机器人I设置于传输链2的输入端，所述传输链2的输出端连接夹送辊4，所述传输链2通过传输电机3驱动，所述夹送辊4的出料端连接中频加热装置，所述中频加热装置包括感应加热线圈6和IGBT电源模块7，所述感应加热线圈6设有至少两个，至少两个所述感应加热线圈6之间相互独立，并分别与IGBT电源模块7连接，所述中频加热装置的出料端设有接料机器人5。
[0006]所述夹送辊4上连接有用于调节其夹紧力的压缩空气管路8。
[0007]还包括用于检查棒料表面温度的测温装置9，所述夹送辊4与感应加热线圈6之间、以及感应加热线圈6与接料机器人5之间均设置有测温装置9。
[0008]所述感应加热线圈6分别与冷却水管10连通。
[0009]所述中频加热装置设有三段，分别为预加热段、中间加热段以及终端加热段，所述感应加热线圈6设有三个，三个所述感应加热线圈6的匝数相同。
[0010]本实用新型同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，利用IGBT电源模块作为变频核心部件，可以实现在不同的区域对功率、频率进行科学的分配，即在加热区加载较大的功率和较低的频率，使温度得以迅速提升;在保温区能够实现温度的合理保持，在均热区实现棒料温度在棒料内的科学渗透，最终实现棒料的芯表温差非常小，接近一致；由于不同区域加载的功率不同，使得功率的分配更加科学、更加合理，因此不会造成能源的浪费，能够起到极大的节能效果。此外，本实用新型所述的锻造加热温度分区控制系统不会产生烟气等污染源，从而不会对环境造成破坏，可广泛应用于汽车曲轴、齿轮等锻造领域，也可以应用于工程机械锻造件实型锻造技术领域。
[【附图说明】]
[0011]图1是本实用新型的结构不意图一；
[0012]图2是本实用新型的结构示意图二；
[0013]图中:1、上料机器人2、传输链3、传输电机4、夹送辊5、接料机器人6、感应加热线圈7、IGBT电源模块8、压缩空气管路9、测温装置10、冷却水管。
[【具体实施方式】]
[0014]下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明:
[0015]如附图所示，本实用新型包括:上料机器人1、传输链2、传输电机3、夹送辊4、中频加热装置和接料机器人5，上料机器人I设置于传输链2的输入端，传输链2的输出端连接夹送辊4，传输链2通过传输电机3驱动，夹送辊4的出料端连接中频加热装置，中频加热装置包括感应加热线圈6和IGBT电源模块7，感应加热线圈6设有至少两个，至少两个感应加热线圈6之间相互独立，并分别与IGBT电源模块7连接，中频加热装置的出料端设有接料机器人5。
[0016]其中，夹送辊4上连接有用于调节其夹紧力的压缩空气管路8;还包括用于检查棒料表面温度的测温装置9，夹送辊4与感应加热线圈6之间、以及感应加热线圈6与接料机器人5之间均设置有测温装置9;感应加热线圈6分别与冷却水管10连通；中频加热装置设有三段，分别为预加热段、中间加热段以及终端加热段，感应加热线圈6设有三个，三个感应加热线圈6的匝数相同。
[0017]本实用新型能够实现在锻造加热系统中温度分区的功能。上料机器人的功能是将事先准备好的需要加入的棒料放置到传输链上，传输链负责将棒料在传输电机的带动下运抵夹送辊，再由夹送辊将棒料送入感应加热线圈。通过IGBT电源模块对线圈上面加载的是中频感应电，当棒料进入线圈时，也就是需要被加热的负载进入了线圈，棒料在中频电源的感应下通过涡流被加热。当棒料被加热到理想温度时，通过传输链运抵分选棒料机器人进行分选。测温装置是检查棒料表面温度的检查元件，冷却水管是线圈及电源冷却的部件，通过调节压缩空气的力，就可以通过压缩空气管路调节夹送辊的夹紧力。
[0018]加热工艺的优劣以及重复精度对锻压成形工艺有重要影响。首先，必须确保坯料具有成形所需的合理热焓值。其次，轴/径向温度分布均匀。但是这与氧化皮与粘接问题降低的要求相矛盾。另外一个引起高度重视的是与日益上升的能耗成本背景相关的节能问题。再有，加热系统的长度也受到厂房的空间大小约束。因此，根据客户要求以及适应加热工艺是获取高度可靠性和生产效率至关重要。
[0019]加热效果与加热线的总长度，线圈的数量和功率，以及频率都有重要关系。对于单一电源加热的加热系统，只能实现对某一特定规格，特定产量条件下的还料加热单独设计与之相适应的最优化的温度分布，最小氧化皮以及最低的粘接率和能耗。这可以通过选择合适的线圈匝数以及工作频率(单一电源，单一频率)来实现，由于频率单一，无法采用最优化的频率加热不同加热工艺阶段的坯料。比如对于坯料最初预热阶段，此时坯料还处于铁磁体状态，比较适合采用低频率加热以便不仅仅加热坯料的表层，同时也深入加热坯料内部。在加热的中间阶段，坯料表面温度介于居里温度和所需的锻造温度之间，此时适合采用比预热阶段高的频率加热以降低能耗。在最后阶段，主要目的是弥补表面与中心温度之间的温差以获得理想的轴/径向温度分布。这时需要最高的工作频率以补偿表面散热。采用独立控制，以不同频率向各个线圈独立供电的新技术后，尽管各个阶段所需功率不同，我们仍能采用匝数相仿的线圈。这样，同一线圈可以用于任何加热阶段，从而有效减少备用线圈数量要求。
[0020]多电源概念基于IGBT变频电源技术。在模块化变频电源中，每个IGBT单元是一个250KW的变频电源装置。各个模块可以根据加热工艺要求自由组合以便每个线圈获得所需的功率。通常情况下，每个线圈可以由最多3个模组的IGBT向该加热区间提供所需功率。在其后的加热区间一般要求较低的功率，因此所用的IGBT模组也较少。加热最后阶段的保温由单个250KW的IGBT模块。设计思路是每个加热阶段的加热能力独立于线圈设计。各模块相互连接，从而获得加热工艺所需的功率大小、频率的高低，以便实现稳定分区控制的目标。
[0021]本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种锻造加热温度分区控制系统，其特征在于:包括上料机器人(I)、传输链(2)、传输电机(3)、夹送辊(4)、中频加热装置和接料机器人(5)，所述上料机器人(I)设置于传输链(2)的输入端，所述传输链(2)的输出端连接夹送辊(4)，所述传输链(2)通过传输电机(3)驱动，所述夹送辊(4)的出料端连接中频加热装置，所述中频加热装置包括感应加热线圈(6)和IGBT电源模块(7)，所述感应加热线圈(6)设有至少两个，至少两个所述感应加热线圈(6)之间相互独立，并分别与IGBT电源模块(7)连接，所述中频加热装置的出料端设有接料机器人(5)。2.如权利要求1所述的锻造加热温度分区控制系统，其特征在于:所述夹送辊(4)上连接有用于调节其夹紧力的压缩空气管路(8)。3.如权利要求1或2所述的锻造加热温度分区控制系统，其特征在于:还包括用于检查棒料表面温度的测温装置(9)，所述夹送辊(4)与感应加热线圈(6)之间、以及感应加热线圈(6)与接料机器人(5)之间均设置有测温装置(9)。4.如权利要求3所述的锻造加热温度分区控制系统，其特征在于:所述感应加热线圈(6)分别与冷却水管(10)连通。5.如权利要求4所述的锻造加热温度分区控制系统，其特征在于:所述中频加热装置设有三段，分别为预加热段、中间加热段以及终端加热段，所述感应加热线圈(6)设有三个，三个所述感应加热线圈(6)的匝数相同。
【专利摘要】本实用新型涉及一种锻造加热温度分区控制系统，包括上料机器人(1)、传输链(2)、传输电机(3)、夹送辊(4)、中频加热装置和接料机器人(5)，上料机器人(1)设置于传输链(2)输入端，传输链(2)输出端连接夹送辊(4)，传输链(2)由传输电机(3)驱动，夹送辊(4)出料端连接中频加热装置，中频加热装置包括感应加热线圈(6)和IGBT电源模块(7)，感应加热线圈(6)设有至少两个，该感应加热线圈(6)之间相互独立，并分别与IGBT电源模块(7)连接，中频加热装置出料端设有接料机器人(5)；本实用新型能够实现在不同的区域对功率、频率进行科学的分配，即在加热区加载较大的功率和较低的频率，使温度得以迅速提升。
【IPC分类】B21K29/00
【公开号】CN205200446
【申请号】CN201520989819
【发明人】姜兴华
【申请人】埃博普感应系统（上海）有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月2日