专利名称：一种半固态金属坯料自动转移的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其是指一种半固态金属坯料自动转移的方法及装置。
背景技术：
目前在金属加工领域中，越来越多的工艺采用自动上、下料装置来转移加热金属， 如压铸、锻压等。通常液态金属由熔炼坩埚经过管道定量输送，固态金属由耐高温自动装置输送，但针对半固态金属坯料的自动转移过程，上述两种方法均无法正常实现。因为半固态金属坯料具有独特的材料属性。半固态金属坯料处于固液两相混合状态，其黏度比液态金属要大几十倍甚至上百倍，液态金属的管道输送由于流动阻力太大，而无法实现其正常转移；半固态金属坯料加热后，具有一定的强度，但与固态金属相比，材料的强度低很多，而常规的固态成形转移装置机械力比较大，而且控制精度不高。半固态金属坯料的强度与坯料温度有很大的关系，因此若采用固定夹持力的固态成形自动转移装置，容易将半固态金属坯料外形破坏，导致在成型过程中发生裂纹和夹层等缺陷，导致产品性能下降。多年来，对半固态金属的加热及成型装置研究开发较为热门，但对半固态金属坯料的转移开发较少， 而传统的自动转移装置无法适应对半固态金属坯料的转移需要，因此希望开发出的适用于半固态金属坯料的自动转移装置，不仅能够实坯料自动转移的需要，同时要求对半固态金属坯料的破坏降到最低，同时具备容易控制和容易维护的特点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现半固态金属坯料自动转移的方法及装置。为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为一种半固态金属坯料自动转移的方法，所述的方法包括以下步骤
1)、通过液压自动控制装置控制面板进行材质、温度、位置等加工工艺参数设定；
2)、机械夹取装置在初始位置，夹钳处于张开状态；
3)、测量定位装置进行半固态金属坯料位置检测，并对机械夹取装置进行位置调整；
4)、温度测量装置进行半固态金属坯料温度测量，并反馈到液压自动控制装置；
5)、液压自动控制装置将测的温度进行数据分析，调用该种半固态金属坯料在测得温度的材料属性，液压自动控制装置对液压装置输出力矩赋值，进行液压油流量及速度控制调整；
6)、机械夹取装置接受到液压自动控制装置指令，夹钳闭合，对半固态金属坯料进行夹
取；
7)、机械夹取装置通过旋转臂将半固态金属坯料放入半固态金属成形模具中，后返回至初始位置。所述的液压自动控制装置通过对液压油流量及速度控制，调整机械夹取装置夹取半固态金属坯料的力度。所述的液压自动控制装置通过油路控制，使旋转臂的旋转运动以及机械夹取装置的定点夹取动作，完成将半固态金属坯料放入模具型腔的动作。完成上述方法所述的装置，它包括有控制装置、定位装置、温度测量装置、机械夹取装置、加热炉、成形装置，其中，定位装置装配在主机架上，机械夹取装置装配在主机架上，并与位于主机架一侧的加热炉上的坯料平台相配合；主机架另一侧设有成形装置，温度测量装置装配在机械夹取装置上，控制装置装配在主机架内，并分别与定位装置、温度测量装置、机械夹取装置联接。所述的机械夹取装置通过导轨过装配在主机架的旋转臂上。所述的温度测量装置装配在机械夹取装置内的底座的中心处。本发明的优点在于自动转移装置可实现半固态金属坯料的制动转移，其转移速度快，精度高，控制简单方便；测量定位装置可以有效地防止夹取装置的错夹、误夹和漏夹， 测温装置可以实现夹取装置液压力矩的实时控制，测温装置采用无接触红外测温，相应速度快，测温反馈时间小于0.01s;液压自动控制装置通过软件自动计算，实现半固态坯料温度与液压力矩的有效配合。同时该装置结构简单，将本装置与半固态金属加热及成形装置进行对接，可实现半固态金属坯料的自动转移。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明定位装置的装配示意图。图3为图2的仰视图。
具体实施例方式下面结合所有附图对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为参见附图1 和附图2，本实施例所述的一种半固态金属坯料自动转移的方法，所述的方法包括以下步骤
1)、通过液压自动控制装置控制面板进行材质、温度、位置等加工工艺参数设定；液压自动控制装置由材料属性软件、温度控制软件、测量定位软件、压力调整软件等模块组成， 且液压自动控制装置对其他三个装置进行总控制。在液压自动控制装置的控制下，温度测量装置、测量定位装置、机械夹取装置协调动作，实现对半固态金属坯料的自动转移。2)、机械夹取装置在初始位置，夹钳处于张开状态；
3)、测量定位装置进行半固态金属坯料位置检测，并对机械夹取装置进行位置调整；测量定位装置将机械夹取装置定位至加热炉出口处的坯料平台上的半固态金属坯料处；
4)、温度测量装置进行半固态金属坯料温度测量，并反馈到液压自动控制装置；
5)、液压自动控制装置将测的温度进行数据分析，调用该种半固态金属坯料在测得温度的材料属性，液压自动控制装置对液压装置输出力矩赋值，进行液压油流量及速度控制调整；6)、液压自动控制装置通过对液压油流量及速度控制，调整机械夹取装置4夹取半固态金属坯料的力度，并将指令发送至机械夹取装置内，机械夹取装置接受到液压自动控制装置指令，夹钳闭合，对半固态金属坯料进行夹取。7)、在机械夹取装置夹取半固态金属坯料以后，通过旋转臂转移到成形装置上方， 经过测量定位装置定位机械夹取装置后，打开夹钳将半固态金属坯料放入到成形装置内进行加工，然后返回至初始位置。完成上述所述方法的装置包括有控制装置1、测量定位装置2、温度测量装置3、机械夹取装置4、加热炉11、成形装置13，其中，测量定位装置2装配在主机架7上，分四个控制点安装。且本实施例的测量定位装置2采用红外线测量定位。机械夹取装置4通过导轨过装配在主机架7的旋转臂8上；其由夹钳和底座组成，并通过液压管路连接到液压动力调节装置。并与位于主机架7 —侧的加热炉11上的坯料平台12相配合；主机架7另一侧设有成形装置13，温度测量装置3装配在机械夹取装置4内的底座10的中心处；温度测量装置3可以根据实际需要设计为接触式测温，也可以为红外测温。控制装置1装配在主机架7 内，控制装置1有三个信号接口，分别通过信号线与测量定位装置2、温度测量装置3、机械夹取装置4联接，且控制装置1上设有触摸屏5和显示屏6。以转移A390半固态金属坯料生产汽车空调压缩机零部件为例
该产品要求金属半固态加热温度控制在士2°C范围内，由于半固态材料为近终成型，坯料外形尺寸于零件相差仅2mm，坯料直径变形程度要求< 0. 1mm，位置精度控制在士0. 2mm 范围内，转移过程必须在^内完成。采用半固态坯料加热装置对A390半固态铝合金坯料进行二次加热，加热到设定温度520°C，半固态金属坯料被推送至坯料平台12上，测量定位装置2测定半固态金属坯料位置，并将测量结果反馈到液压自动控制装置1内。液压自动控制装置1进行计算，并输出指令，对机械夹取装置4的位置进行微调，使其对准半固态金属坯料，测温装置3对半固态坯料进行温度测量，测量结果520°C反馈到液压自动控制装置1，液压自动控制装置1调用 A390半固态铝合金在520°C时的剪切强度、剪切应力等材料属性参数，软件计算出次温度下A390半固态坯料所需要的液压力矩，程序调整液压站的阀门，夹钳下放至半固态金属坯料位置进行夹取，旋转臂8启动旋转，夹钳运动到模具行腔的正上方，打开夹钳，半固态金属坯料落入模具型腔，旋转臂8旋出，夹取装置4复位，成形装置13进行半固态金属成形， 制备金属制品。以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围， 故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种半固态金属坯料自动转移的方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤1)、通过液压自动控制装置控制面板进行材质、温度、位置等加工工艺参数设定；2)、机械夹取装置在初始位置，夹钳处于张开状态；3)、测量定位装置进行半固态金属坯料位置检测，并对机械夹取装置进行位置调整；4)、温度测量装置进行半固态金属坯料温度测量，并反馈到液压自动控制装置；5)、液压自动控制装置将测的温度进行数据分析，调用该种半固态金属坯料在测得温度的材料属性，液压自动控制装置对液压装置输出力矩赋值，进行液压油流量及速度控制调整；6)、机械夹取装置接受到液压自动控制装置指令，夹钳闭合，对半固态金属坯料进行夹取；7)、机械夹取装置通过旋转臂将半固态金属坯料放入半固态金属成形模具中，后返回至初始位置。
2.根据权利要求1所述的一种半固态金属坯料自动转移的方法，其特征在于液压自动控制装置通过对液压油流量及速度控制，调整机械夹取装置夹取半固态金属坯料的力度。
3.根据权利要求1所述的一种半固态金属坯料自动转移的方法，其特征在于液压自动控制装置通过油路控制，使旋转臂的旋转运动以及机械夹取装置的定点夹取动作，完成将半固态金属坯料放入模具型腔的动作。
4.一种半固态金属坯料自动转移的装置，其特征在于它包括有控制装置(1)、测量定位装置(2)、温度测量装置(3)、机械夹取装置(4)、加热炉(11)、成形装置(13)，其中，测量定位装置(2)装配在主机架(7)上，机械夹取装置(4)装配在主机架(7)上，并与位于主机架 (7)—侧的加热炉(11)上的坯料平台(12)相配合；主机架(7)另一侧设有成形装置(13)， 温度测量装置(3 )装配在机械夹取装置(4 )上，控制装置(1)装配在主机架(7 )内，并分别与测量定位装置(2 )、温度测量装置(3 )、机械夹取装置(4 )联接。
5.根据权利要求4所述的一种半固态金属坯料自动转移的装置，其特征在于机械夹取装置(4 )通过导轨过装配在主机架(7 )的旋转臂(8 )上。
6.根据权利要求4所述的一种半固态金属坯料自动转移的装置，其特征在于温度测量装置(3)装配在机械夹取装置(4)内的底座(10)的中心处。
全文摘要
本发明提供一种半固态金属坯料自动转移的方法，所述的方法为首先，通过液压自动控制装置对工艺参数进行设定；机械夹取装置在初始位置，夹钳处于张开状态；测量定位装置进行坯料位置检测并对机械夹取装置进行位置调整；温度测量装置进行坯料温度测量并反馈到液压自动控制装置；液压自动控制装置将测的温度进行数据分析，并发送指令；机械夹取装置接受到液压自动控制装置指令，夹钳闭合，对半固态金属坯料进行夹取放入半固态金属成形模具中，后返回至初始位置。通过本方案可将半固态金属加热及成形装置进行对接，可实现半固态金属坯料的自动转移。
文档编号B22D35/04GK102489694SQ201110441470
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者张志峰, 徐骏, 李大普, 李诗, 王亚宝, 白月龙 申请人:北京有色金属研究总院, 娄底市文昌科技有限公司