一种轴承套圈热处理装置及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种轴承套圈热处理装置及其控制系统。


背景技术：

2.轴承套圈是具有一个或几个滚道的向心滚动轴承的环形零件，轴承套圈的热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，热处理也是轴承套圈生产过程中常见的一项工序，需要将轴承套圈放入到热处理炉中进行加热、冷却、回火、再冷却等步骤，来改变金属轴承套圈表面或内部的显微组织结构来控制其性能。
3.在公开号“cn112725608b”公开的“一种轴承套圈热处理装置”，其技术方案是：包括传送机构、加热机构、冷却池、接料箱和支撑结构，传送机构中部设有加热机构，传送机构一端下方设有冷却池，传送机构另一端下方设有接料箱，支撑结构固定连接在传送机构两侧外壁上，其存在的技术问题是：在进行加热以及冷却的过程中，热处理炉能耗较大，很多热量会随着烟气的排放自然散失，且不能有效地实现热量的回收，造成资源的浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种轴承套圈热处理装置及其控制系统，解决在进行加热以及冷却的过程中，热处理炉能耗较大，很多热量会随着烟气的排放自然散失，且不能有效地实现热量的回收，造成资源的浪费的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明为一种轴承套圈热处理装置，包括传送带以及加热箱，所述传送带穿过加热箱设置，其特征在于，还包括回热箱以及冷却箱，所述传送带也穿过回热箱以及冷却箱，所述冷却箱位于加热箱与回热箱之间；所述加热箱、回热箱以及冷却箱上设置有回收组件；所述回收组件包括第一回收管、风机、第二回收管以及缓冲部，所述第一回收管一端与加热箱连通，所述第一回收管另一端连接在风机输入端，所述第二回收管一端与风机输出端连接，所述第二回收管另一端与回热箱连通；本发明通过设置第一回收管、风机以及第二回收管，通过风机工作，将加热箱中热量抽出，且一般进行回热的温度小于加热的温度，加热箱的热量能够较好地被回热阶段利用，所以通过第一回收管以及第二回收管输入到回热箱中，进行回收利用，因此避免了热处理中的加热阶段的热量流失，提高了加热箱的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本。
6.所述缓冲部包括第一阀门、第二阀门以及气囊，所述第一阀门、第二阀门以及气囊均设置在第二回收管上，所述气囊位于第一阀门以及第二阀门之间；本发明通过设置第一阀门、第二阀门以及气囊，由于在进行热处理时，第一批轴承套圈在经过加热后不会立马回热，需要进行冷却，这时，加热箱被抽离的热量不会直接进入
到回热箱中，会通过打开第一阀门，关闭第二阀门先进入到气囊中，进行一定的缓冲，也能较好地保存热量，且第二阀门的导通与否也能控制回热箱内部的热量，间接控制其回热温度，提高了回热的效率，从而提供一个安全、方便以及高效率的回热环境。
7.所述冷却箱顶部设置有与其连通的导热管，所述导热管远离冷却箱的一端与第一回收管连通，且靠近风机的输入端；本发明通过冷却箱顶部设置有与其连通的导热管，且导热管远离冷却箱的一端与第一回收管连通，能够将冷却箱的热量也进行回收，避免了热处理中的冷却阶段的热量流失，提高了加热箱的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本，而且在冷却阶段中，必须将热量抽出，使冷却箱内始终保持低温，提高冷却效果，且提高冷却效率。
8.优选地，所述传送带上设置有若干套杆，若干所述套杆沿传送带表面设置，所述传送带上设置有若干承载件；本发明能够将轴承套圈套设在套杆上，且一个套杆上能够套设多个轴承套圈。
9.优选地，所述加热箱内部沿其中心轴对称设置有两个加热管，每个所述加热管通过两个连接件连接在加热箱的内壁上，所述加热箱上设置有供传送带穿过的两个第一开口，每个所述第一开口处设置有若干线性排列的密封带；本发明中，密封带防止加热箱、回热箱以及冷却箱的热量大量流失，在轴承套圈传输的时候，能够撞开密封带进入各个箱体中。
10.优选地，所述冷却箱内部设置有冷却组件，所述冷却组件包括风扇以及水雾产生器，所述冷却箱上设置有若干筒体，每个所述筒体内安装一个风扇，所述筒体上设置有若干进风口，所述水雾产生器设置在冷却箱上，所述进风口对应风扇的输入端，所述水雾产生器的输出端与风扇的输出端对应。
11.优选地，所述冷却箱上设置有供传送带穿过的两个第二开口，每个所述第二开口处设置有若干线性排列的密封带，所述回热箱上设置有供传送带穿过的两个第三开口，每个所述第三开口处设置有若干线性排列的密封带。
12.优选地，所述加热箱以及回热箱内部均设置有温度传感器，温度传感器能够测量加热箱以及回热箱内部的温度。
13.优选地，靠近传送带末端的所述承载件上设置有两个位置对应的滑轨，所述传送带下方设置有盛放盒，所述盛放盒的相对两侧设置有滑块，所述滑块与滑轨滑动配合，所述盛放盒上设置有把手。
14.为实现所述发明目的，本发明还提供一种利用上述的轴承套圈热处理装置的控制系统，其包括控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、风扇驱动器、传送带驱动电机驱动器、加热管控制器以及水雾产生器控制器，所述第一温度传感器设置在加热箱内，用于探测加热箱内的温度；所述第二温度传感器设置在所述回热箱内，用于探测回热箱内的温度；使用时，将需要热处理的第一批轴承套圈套设在套杆上，控制器给加热管控制器提供控制信号以使加热管启动工作，使加热箱进行预热，当第一温度传感器提供的温度信号达到设定的预热温度后，控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使传送带驱动电机带动传送带将套杆的轴承套圈运输到加热箱内部进行加热，而后控制器再给加热管控制器提供控制信号，使加热管增大发热功率，当第一温度传感器提供的温度达到第二温度后，使轴承套圈在加热箱内停留第一时间，而后控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使
传送带驱动电机带动传送带将套杆上的轴承套圈导出到冷却箱中；而后，控制器给冷却箱内风扇驱动器以及水雾产生器控制器提供控制信号，使风扇开始工作，使水雾产生器产生水雾，风冷与水冷相互结合，将水雾喷洒到轴承套圈上进行冷却，轴承套圈在冷却箱内停留第二时间；而后通过回收组件将加热箱以及冷却箱的热量传输到回热箱中，控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使传送带驱动电机带动传送带将套杆上的轴承套圈运输到回热箱中进行回火，回火温度为第三温度，轴承套圈在回热箱内停留第三时间；完成回火后，控制器给驱动传送带运行的电机使传送带将轴承套圈运出回热箱，当轴承套圈运输到传送带末端时，套杆翻转，轴承套圈掉落到盛放盒中。
15.优选地，传送带驱动电机驱动器包括加热阶段驱动模块、冷却阶段驱动模块、回热阶段驱动模块和多路复用器，加热阶段驱动模块、冷却阶段驱动模块和回热阶段驱动模块内部结构相同，且均通过多路复用器与传送带驱动电机电性连接，所述驱动模块包括自组织神经网络、卷积神经网络和pid控制器、计时器和红外图像传感器，所述红外图像传感器用于探测环境的第一图像信息并传送给卷积神经网络，所述卷积神经网络根据第一图像信息将图像中的物品进行分类，并将分类结果传送给比较器，比较器比较分类结果，若分类结果中有轴承套圈，则将轴承套圈的图像信息提供给自组织神经网络，并当分类结果中包括所有的运输到处理箱的轴承套圈时，给计时器一个开始计时的触发信号，若分类结果中没有轴承套圈，则比较器继续比较卷积神经网络提供的分类结果；自组织神经网络不停地将比较器提供的轴承套圈图像信息与事先学习的达到要求的轴承套圈图像信息进行聚类，当比较器提供的轴承套圈图像信息与事先学习的达到要求的轴承套圈图像信息的距离小于设定值时，给计时器提供一个停止计时的信号；pid控制器根据计时器提供的信息驱动传送带驱动电机的运行或者停止从而控制轴承套圈分别在加热箱、冷却箱和回热箱的停留时间，即第一时间、第二时间和第三时间；所述环境为加热箱内、冷却箱内和回热箱内。
16.本发明通过包括神经网络的电机驱动模块确定轴承套圈加热时间、冷却时间以及回火时间，使整个工艺的生产流程稳定，提高产品的良率且节省了能源。
17.本发明具有以下有益效果：1、本发明通过设置第一回收管、风机以及第二回收管，通过风机工作，将加热箱中热量抽出，且一般进行回热的温度小于加热的温度，加热箱的热量能够较好地被回热阶段利用，所以通过第一回收管以及第二回收管输入到回热箱中，进行回收利用，因此避免了热处理中的加热阶段的热量流失，提高了加热箱的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本。
18.2、本发明通过设置第一阀门、第二阀门以及气囊，由于在进行热处理时，第一批轴承套圈在经过加热后不会立马回热，需要进行冷却，这时，加热箱被抽离的热量不会直接进入到回热箱中，会通过打开第一阀门，关闭第二阀门先进入到气囊中，进行一定的缓冲，也能较好地保存热量，且第二阀门的导通与否也能控制回热箱内部的热量，间接控制其回热温度，提高了回热的效率，从而提供一个安全、方便以及高效率的回热环境。
19.3、本发明通过冷却箱顶部设置有与其连通的导热管，且导热管远离冷却箱的一端与第一回收管连通，能够将冷却箱的热量也进行回收，避免了热处理中的冷却阶段的热量流失，提高了加热箱的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本，而且在冷却阶段中，必须将热量抽出，使冷却箱内始终保持低温，提高冷却效果，且提高冷却效率。
20.4、本发明通过包括神经网络的电机驱动模块确定轴承套圈加热时间、冷却时间以及回火时间，使整个工艺的生产流程稳定，提高产品的良率且节省了能源。
21.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明一种轴承套圈热处理装置的整体结构示意图；图2为本发明图1的主视结构示意图；图3为本发明图1的俯视结构示意图；图4为本发明图1的侧视结构示意图；图5为本发明图3中b-b处剖视图；图6为本发明图4中a处局部放大图；图7为本发明图5中c处局部放大图；图8为本发明提供的传送带驱动电机驱动器的组成框图。
24.附图中，各标号所代表的部件列表如下：110、传送带；120、加热箱；130、回热箱；140、冷却箱；210、第一回收管；220、风机；230、第二回收管；240、第一阀门；250、第二阀门；260、气囊；270、导热管；310、套杆；320、加热管；330、连接件；340、第一开口；350、密封带；360、承载件；410、风扇；420、水雾产生器；430、筒体；440、进风口；450、第二开口；460、第三开口；470、第一温度传感器；510、滑轨；520、盛放盒；530、滑块；540、把手。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.请参阅图1-8所示，本实施列一种轴承套圈热处理装置，包括传送带110以及加热箱120，传送带110穿过加热箱120设置。轴承套圈热处理装置还包括回热箱130以及冷却箱140，传送带110也穿过回热箱130以及冷却箱140设置。冷却箱140位于加热箱120与回热箱130之间。
28.加热箱120、回热箱130以及冷却箱140上设置有回收组件，回收组件包括第一回收管210、风机220、第二回收管230以及缓冲部，第一回收管210一端与加热箱120连通，第一回收管210另一端连接在风机220输入端，第二回收管230一端与风机220输出端连接，第二回
收管230另一端与回热箱130连通。
29.本发明通过设置第一回收管210、风机220以及第二回收管230，通过风机220工作，将加热箱120中热量抽出，且一般进行回热的温度小于加热的温度，加热箱120的热量能够较好地被回热阶段利用，所以通过第一回收管210以及第二回收管230输入到回热箱130中，进行回收利用，因此避免了热处理中的加热阶段的热量流失，提高了加热箱120的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本。
30.缓冲部包括第一阀门240、第二阀门250以及气囊260，第一阀门240、第二阀门250以及气囊260均设置在第二回收管230上，气囊260位于第一阀门240以及第二阀门250之间。
31.本发明通过设置第一阀门240、第二阀门250以及气囊260，由于在进行热处理时，第一批轴承套圈在经过加热后不会立马回热，需要进行冷却，这时，加热箱120被抽离的热量不会直接进入到回热箱130中，会通过打开第一阀门240，关闭第二阀门250先进入到气囊260中，进行一定的缓冲，也能较好地保存热量，且第二阀门250的导通与否也能控制回热箱130内部的热量，间接控制其回热温度，提高了回热的效率，从而提供一个安全、方便以及高效率的回热环境。
32.冷却箱140顶部设置有与其连通的导热管270，导热管270远离冷却箱140的一端与第一回收管210连通，且靠近风机220的输入端。
33.本发明通过冷却箱140顶部设置有与其连通的导热管270，且导热管270远离冷却箱140的一端与第一回收管210连通，能够将冷却箱140的热量也进行回收，避免了热处理中的冷却阶段的热量流失，提高了加热箱120的耐久性，减少资源的浪费，降低使用成本，而且在冷却阶段中，必须将热量抽出，使冷却箱140内始终保持低温，提高冷却效果，且提高冷却效率。
34.本发明中，传送带110上设置有若干套杆310，若干套杆310沿传送带110表面设置，传送带110上设置有若干承载件360。本发明能够将轴承套圈套设在套杆310上，且一个套杆310上能够套设多个轴承套圈。
35.本发明中，加热箱120内部沿其中心轴对称设置有两个加热管320，每个加热管320通过两个连接件330连接在加热箱120的内壁上，加热箱120上设置有供传送带110穿过的两个第一开口340，每个第一开口340处设置有若干线性排列的密封带350。本发明中，密封带350防止加热箱120、回热箱130以及冷却箱140的热量大量流失，在轴承套圈传输的时候，能够撞开密封带350进入各个箱体中。
36.本发明中，冷却箱140内部设置有冷却组件，冷却组件包括风扇410以及水雾产生器420，冷却箱140上设置有若干筒体430，每个筒体430内安装一个风扇410，筒体430上设置有若干进风口440，水雾产生器420设置在冷却箱140上，进风口440对应风扇410的输入端，水雾产生器420的输出端与风扇410的输出端对应。
37.本发明中，冷却箱140上设置有供传送带110穿过的两个第二开口450，每个第二开口450处设置有若干线性排列的密封带350，回热箱130上设置有供传送带110穿过的两个第三开口460，每个第三开口460处设置有若干线性排列的密封带350。
38.本发明中，加热箱120设置有第一温度传感器470，第一温度传感器470能够测量加热箱120内部的温度加热箱120；回热箱130内部设置有第二温度传感器，第二温度传感器能够测量回热箱130内部的温度。
39.本发明中，靠近传送带110末端的承载件360上设置有两个位置对应的滑轨510，传送带110下方设置有盛放盒520，盛放盒520的相对两侧设置有滑块530，滑块530与滑轨510滑动配合，盛放盒520上设置有把手540。
40.根据本发明另一个实施例，还提供一种利用上述的轴承套圈热处理装置的控制系统，其包括控制器、第一温度传感器470、第二温度传感器、风扇驱动器、传送带驱动电机驱动器、加热管控制器以及水雾产生器控制器，所述第一温度传感器470设置在加热箱120内，用于探测加热箱120内的温度；所述第二温度传感器设置在所述回热箱内，用于探测回热箱内的温度；使用时，将需要热处理的第一批轴承套圈套设在套杆上，控制器给加热管控制器提供控制信号以使加热管320启动工作，使加热箱120进行预热，当第一温度传感器470提供的温度信号达到设定的预热温度后，控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使传送带驱动电机带动传送带将套杆的轴承套圈运输到加热箱120内部进行加热，而后控制器再给加热管控制器提供控制信号，使加热管330增大发热功率，当第一温度传感器提供的温度达到第二温度后，所述第二温度高于第一温度，使轴承套圈在加热箱内停留第一时间，而后控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使传送带驱动电机带动传送带将套杆上的轴承套圈导出到冷却箱140中。
41.而后，控制器给冷却箱内风扇驱动器以及水雾产生器控制器提供控制信号，使风扇410开始工作，使水雾产生器420产生水雾，风冷与水冷相互结合，将水雾喷洒到轴承套圈上进行冷却，轴承套圈在冷却箱内停留第二时间。
42.而后通过回收组件将加热箱以及冷却箱的热量传输到回热箱130中，控制器给传送带驱动电机驱动器提供控制信号，以使传送带驱动电机带动传送带将套杆上的轴承套圈运输到回热箱中进行回火，回火温度为第三温度，轴承套圈在回热箱140内停留第三时间。
43.完成回火后，控制器给驱动传送带运行的电机使传送带将轴承套圈运出回热箱，当轴承套圈运输到传送带末端时，套杆310翻转，轴承套圈掉落到盛放盒520中。此后，将第二批待加热的轴承套圈设在套杆上，重复加热、冷却和回火过程。
44.本发明中，控制系统还包括用于控制风机220运行的风机驱动器。
45.图8为本发明提供的传送带驱动电机驱动器的组成框图，如图8所示，传送带驱动电机驱动器包括加热阶段驱动模块、冷却阶段驱动模块、回热阶段驱动模块和多路复用器，加热阶段驱动模块、冷却阶段驱动模块和回热阶段驱动模块内部结构相同，且均通过多路复用器与传送带驱动电机电性连接，所述驱动模块包括自组织神经网络、卷积神经网络和pid控制器、计时器和红外图像传感器，所述红外图像传感器用于探测环境的第一图像信息并传送给卷积神经网络，所述卷积神经网络根据第一图像信息将图像中的物品进行分类，并将分类结果传送给比较器，比较器比较分类结果，若分类结果中有轴承套圈，则将轴承套圈的图像信息提供给自组织神经网络，并当分类结果中包括所有的运输到处理箱的轴承套圈时，给计时器一个开始计时的触发信号，若分类结果中没有轴承套圈，则比较器继续比较卷积神经网络提供的分类结果；自组织神经网络不停地将比较器提供的轴承套圈图像信息与事先学习的达到要求的轴承套圈图像信息进行聚类，当比较器提供的轴承套圈图像信息与事先学习的达到要求的轴承套圈图像信息的距离小于设定值时，给计时器提供一个停止计时的信号；pid控制器根据计时器提供的信息驱动传送带驱动电机的运行或者停止从而控制轴承套圈分别在加热箱、冷却箱和回热箱的停留时间，即第一时间、第二时间和第三时
间；所述环境为加热箱内、冷却箱内和回热箱内。 处理箱为加热箱、冷却箱或回热箱。
46.本发明通过包括神经网络的电机驱动器确定轴承套圈加热时间、冷却时间以及回火时间，使整个工艺的生产流程稳定，提高产品的良率且节省了能源。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。