帶鋸條熱處理的電氣控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明關于帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，包括：主控制柜以及與其連接的三個加熱控制柜、三個冷卻控制箱、三個高頻接口箱、一個收料控制箱和六個按鈕控制操作盒；加熱控制柜與淬火加熱爐、一次回火加熱爐和二次回火加熱爐連接；冷卻控制箱與淬火出爐冷卻系統、一次回火出爐冷卻系統和二次回火出爐冷卻系統連接；高頻接口箱與淬火的預熱高頻系統、一次回火的預熱高頻系統以及二次回火的預熱高頻系統連接；收料控制箱與收料機構連接；按鈕控制操作盒與上料機構、淬火的進給裝置、一次回火的進給裝置、二次回火的預熱高頻系統、收料機構的進給裝置以及收料機構的收料裝置連接。本發明提供的裝置具有操作簡單、功能全、結構簡單以及維護方便等優點。
【專利說明】帶鋸條熱處理的電氣控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣自動化控制技術，特別是涉及一種帶鋸條熱處理的電氣控制裝置。
【背景技術】
[0002]帶鋸條熱處理控制系統是對金屬帶鋸條進行熱處理的控制裝置。在處理過程中，通過對帶鋸條進行加熱及冷卻，可調整帶鋸條的金屬介質的物理特性，其主要工藝過程包括:
[0003]淬火預加熱_>淬火加熱_>淬火冷卻_>1次回火預加熱_>1次回火加熱_>1次回火冷卻_>2次回火預 加熱_>2次回火加熱_>2次回火冷卻_>收料臺_>收料機構。
[0004]具體的，盤狀帶鋸條通過上料機構及循環臺被傳動系統帶動，移動進入高頻預加熱系統，經預熱系統加熱至設定溫度，隨后進入淬火加熱系統加熱到淬火溫度，出爐由氮氣冷卻(氮氣由氮氣泵加壓提供)后進入I次回火高頻預加熱，再次加熱到預熱溫度后，進入I次回火加熱爐，加熱到設定溫度后，再由氮氣冷卻至常溫，經2次回火高頻預加熱，進入2次回火爐加熱至設定溫度后，由氮氣再次冷卻至常溫后，進入收料臺收料，剪切成盤。
[0005]目前的帶鋸條熱處理行業普遍采用傳統的繼電控制，使用較為經濟的儀表控制爐溫，并且帶鋸傳動控制也為單個普通電機控制，系統較為簡單。
[0006]發明人在實現本發明過程中發現:由于系統傳動控制為單電機拉動帶鋸傳動，且拉動距離過長，因此，經常會出現整個處理長度內帶鋸力量不均的現象，從而影響了最終的質量；另外，由于進行溫度控制的儀表獨立設置，因此，系統的集成度較低；單一的傳動控制使走帶過程中帶鋸的拉緊度經常達不到要求，從而產生廢帶，增加了成本；由于由人工調節收料速度，完成處理過程，因此，需要過多的操作人員，增加了人力成本，且增加了故障節點。由此可知，現有的電路控制方式穩定性較差，故障率較高，靈活性較差，且生產及維護成本較高。
[0007]有鑒于上述現有的帶鋸條熱處理方式存在的問題，發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，能夠克服現有的帶鋸條熱處理存在的問題，使其更具實用性。經過不斷的研究設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在于，克服現有的帶鋸條熱處理存在的問題，而提供一種新的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，所要解決的技術問題是，提高電路控制方式的穩定性，降低故障率，提高實現的靈活性，并降低生產及維護成本。
[0009]本發明的目的及解決其技術問題可采用以下的技術方案來實現。
[0010]依據本發明提出的一種帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，包括:該裝置包括:一個主控制柜、三個加熱控制柜、三個冷卻控制箱、三個高頻接口箱、一個收料控制箱以及六個按鈕控制操作盒；所述主控制柜與所述加熱控制柜、冷卻控制箱、高頻接口箱、收料控制箱以及按鈕控制操作盒均連接；所述三個加熱控制柜與淬火加熱爐、一次回火加熱爐和二次回火加熱爐分別連接；所述三個冷卻控制箱與淬火出爐冷卻系統、一次回火出爐冷卻系統和二次回火出爐冷卻系統分別連接；所述三個高頻接口箱與淬火的預熱高頻系統、一次回火的預熱高頻系統以及二次回火的預熱高頻系統分別連接；所述收料控制箱與收料機構連接；所述六個按鈕控制操作盒與上料機構、淬火的進給裝置、一次回火的進給裝置、二次回火的預熱高頻系統、收料機構的進給裝置以及收料機構的收料裝置分別連接。
[0011]本發明的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現。
[0012]較佳的，前述的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，其中所述主控制柜包括:西門子D435運動控制器。
[0013]較佳的，前述的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，其中所述主控制柜通過PR0FIBUS-DP網絡與所述加熱控制柜、冷卻控制箱、高頻接口箱、收料控制箱以及按鈕控制操作盒分別連接。
[0014]借由上述技術方案，本發明的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置至少具有下列優點及有益效果:
[0015]1、減少了電纜的敷設，降低了故障率；
[0016]2、控制方式穩定，且操作簡單；
[0017]3、控制方式靈活，且功能全面；
[0018]4、系統結構簡單；
[0019]5、生產及維護成本低，且可以自然的融入整個工廠的離散控制系統中。
[0020]綜上所述，本發明在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極技術效果，成為一新穎、進步、實用的新設計。
[0021]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征以及優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0024]本發明的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置是以進口電氣元件為基礎設計的。本發明的裝置改進了現有系統的內部硬件控制方式，由現有的繼電控制改為采用運動控制系統的控制方式。該裝置如附圖1所示。
[0025]圖1中的帶鋸條熱處理的電氣控制裝置包括:一個主控制柜1、三個加熱控制柜2、三個冷卻控制箱3、三個高頻接口箱4、一個收料控制箱5以及六個按鈕控制操作盒6。[0026]主控制柜I與加熱控制柜2、冷卻控制箱3、高頻接口箱4、收料控制箱5以及按鈕控制操作盒6均連接。生產線中的各個系統可以由主控制柜I進行集中控制處理。主控制柜I可以安裝設置于生產線周圍，具備電源供電、動力驅動、信號檢測以及信號傳輸等功能。用戶可以通過主控制柜I上的觸摸屏來配置相應的操作參數。
[0027]主控制柜I可以使用西門子運動控制系統，如采用SM0T10N D435運動控制器。具體的，可以由集成于D435的S120電機模塊驅動處理線上三臺西門子電機，完成對帶鋸線的控制，達到處理金屬帶鋸的目的，整個控制可以采用PR0FIBUS-DP網絡來保證控制過程，具體的，SIMOTI ON D435運動控制器帶有PR0FIBUS-DP及工業以太網接口，形成硬件冗余，以保證現場信號可以及時、準確且安全的傳送至主控制柜I。
[0028]加熱控制柜2主要用于控制生產線系統中的三個加熱爐，即一個加熱控制柜2與淬火加熱爐連接，另一個加熱控制柜2與一次回火加熱爐連接，第三個加熱控制柜2與二次回火加熱爐連接，以進行各自相應的控制。[0029]冷卻控制箱3主要用于控制生產線系統中的三個加熱爐的出爐冷卻系統，即一個冷卻控制箱3與淬火出爐冷卻系統連接，另一個冷卻控制箱3與一次回火出爐冷卻系統連接，第三個冷卻控制箱3與二次回火出爐冷卻系統連接，以進行各自相應的控制。
[0030]高頻接口箱4主要用于控制生產線系統中的三個預熱高頻系統，即一個高頻接口箱4與淬火的預熱高頻系統連接，另一個高頻接口箱4與一次回火的預熱高頻系統連接，第三個高頻接口箱4與二次回火的預熱高頻系統連接，以進行各自相應的控制。
[0031]收料控制箱5與生產線系統中的收料機構連接，收料控制箱5主要用于控制該收料機構。
[0032]按鈕控制操作盒6主要用于控制其所在的段的設備，即一個按鈕控制操作盒6與上料機構連接，第二個按鈕控制操作盒6與淬火的進給裝置連接，第三個按鈕控制操作盒6與一次回火的進給裝置連接，第四個按鈕控制操作盒6與二次回火的預熱高頻系統連接，第五個按鈕控制操作盒6與收料機構的進給裝置連接，第六個按鈕控制操作盒6與收料機構的收料裝置連接，以進行各自相應的控制。
[0033]實際的生產線可以包括如下五個部分:
[0034]1、輸入組(即AUX IN)部分。
[0035]鋸條的進給由循環臺完成，循環臺可以為連續作業中鋸條的焊接創造時間，由于嚴禁鋸條停止移動的原因，因此，只有在操作員確認停止時方可停止。循環臺的功能包括:創建循環及鎖定鋸條進行焊接。
[0036]該部分主要包括:上料輔助按鈕控制操作盒、氣閥(控制循環閥及夾緊閥)以及循環氣缸。
[0037]上料輔助按鈕控制操作盒的功能包括:
[0038]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。
[0039]B、自動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅，傳動停止。
[0040]C、回轉輪啟停(單鍵啟停):創建循環，回轉輪彈出拉緊鋸帶。指示燈(綠色)點亮可啟動該功能。
[0041]D、鋸條鎖定(單鍵啟停):氣閥缸伸出壓緊鋸條，鋸條停止移動。
[0042]E、指示燈(白色)點亮啟動鎖定功能。[0043]2、淬火組(即GROUPl)部分。
[0044]淬火組部分包括:1#進給裝置(即淬火的進給裝置)、1#進給裝置按鈕控制操作盒、淬火加熱裝置和淬火冷卻裝置。
[0045]1#進給裝置位于鋸條回轉臺之后，可通過裝置拉動鋸條向前移動。通過觸摸屏上自動鋸帶速度設定或JOG點動速度設定給定裝置移動速度。
[0046]1#進給裝置按鈕控制操作盒的功能包括:
[0047]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。
[0048]B、自動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅，傳動停止。
[0049]C、1#感應爐啟動(綠色):外控啟動1#感應爐，按鈕指示燈點亮(綠色)為開啟。 [0050]D、1#感應爐停止(紅色):外控停止1#感應爐。
[0051]E、進給輪開啟/關閉:進給裝置有四個轉動的進給輪，由J02按鈕控制操作盒控制，第一次按壓可將進給輪鎖定，再次按壓可將其打開。按鈕指示燈點亮表示已鎖定。如需轉動進給裝置必須鎖定進給輪。如果白色燈閃爍，表示雖然啟動鎖定但是氣壓偏低。通過關閉裝置后部的氣閥可停止空氣供給。
[0052]F、進給輪點動:點動操作進給裝置。
[0053]淬火加熱裝置:在進給裝置的淬硬和冷卻區，鋸條被拉長。淬火加熱裝置中的進給裝置與上述1#進給裝置同步。但是由于鋸條被加熱，其同時也被延長了，溫度的升高使鋸條逐漸變長，因而需要補償速度，使淬火加熱裝置中的進給裝置比1#進給裝置稍快。其速度可以在主控制柜I的觸摸屏的1-2 (張力設定1-2)來調整。補償過多會導致齒形誤差，即齒頂距離會過大。補充過少會使鋸條在熔爐中未充分延展。兩種情況都會影響質量。
[0054]淬火爐包括四個區，各區均由一功率控制元件(即調功器)控制加熱元件，加熱元件與調功器之間設有一個變壓器。針對各區溫度控制均設有熱電偶，以控制并監測溫度。溫度控制及溫度監測可以單獨設置，若爐內溫度過高，可以由監測溫度的儀表將加熱接觸器斷開，過熱保護裝置可以設定溫度門限值為1250攝氏度。保護及加熱裝置可以設置在爐側的控制柜中。
[0055]加熱控制可以在主控柜I的觸摸屏上操作實現。
[0056]淬火冷卻裝置:包括兩個冷卻電路，其中一個冷卻電路在鼓風機的幫助下將氣體循環排出，以冷卻溫熱的鋸條。第二個冷卻電路將回流的氣體冷卻。淬火冷卻裝置可以是一個換熱器(氣體/水)，置于一個充滿冷水的冷卻槽中。冷卻槽可以包括:鼓風機、電力進水閥、手動進水閥、明溝排水、以及排水閥門。
[0057]淬火冷卻裝置還可以包括:溫度計(IR型)放大器、及其對應的局部顯示裝置、溫度計(IR型)測量感測頭、有感應器的HF箱、濕度計/溫度計、及其對應的局部顯示裝置。濕度計/溫度計可以測量HF箱內的濕度和溫度值，高濕度值表明感應器周圍漏水，高濕度值會觸發報警并停止HF。
[0058]3、一次回火裝置(即GR0UP2)部分。
[0059]一次回火裝置部分包括:2#進給裝置按鈕控制操作盒、一次回火加熱裝置以及一次回火冷卻裝置。
[0060]2#進給裝置按鈕控制操作盒的功能包括:
[0061]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。[0062]B、自動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅,傳動停止。
[0063]C、2#感應爐啟動(綠色):外控啟動2#感應爐,按鈕指示燈點亮(綠色)為開啟。
[0064]D、2#感應爐停止(紅色):外控停止2#感應爐。
[0065]E、進給輪開啟/關閉:進給裝置有四個轉動的進給輪，由J02按鈕控制操作盒控制，第一次按壓可將進給輪鎖定，再次按壓可將其打開。按鈕指示燈點亮表示已鎖定。如需轉動進給裝置必須鎖定進給輪。如果白色燈閃爍，表示雖然啟動鎖定但是氣壓偏低。通過關閉裝置后部的氣閥可停止空氣供給。
[0066]F、進給輪點動:點動操作進給裝置。
[0067]一次回火加熱裝置的一次回火爐由四個區組成，各區均由一功率控制元件(如調功器)控制三組加熱元件。針對各區的溫度控制，均設置有熱電偶，以控制溫度并監測溫度。控制溫度及監測溫度單獨設置，若爐內溫度過高，由監測溫度的儀表將加熱接觸器斷開，過熱保護裝置設定的溫度門限值可以為750攝氏度。保護及加熱裝置可以設置在爐側的控制柜中。
[0068]一次回火加熱裝置的加熱控制可以在主控柜I的觸摸屏上操作設置。
[0069]一次回火冷卻裝置包括兩個冷卻電路，其中一個冷卻電路在鼓風機的幫助下將氣體循環排出，以冷卻溫熱的鋸條。第二個冷卻電路將回流的氣體冷卻。一次回火冷卻裝置可以是一個換熱器(氣體/水)，置于一個充滿冷水的冷卻槽中。
[0070]冷卻槽可以包括:鼓風機、電力進水閥、手動進水閥、明溝排水、以及排水閥門。
[0071]一次回火冷卻裝置還可以包括:溫度計(IR型)放大器及其對應的局部顯示裝置、溫度計(IR型)測量感測頭、有感應器的HF箱、濕度計/溫度計及其對應的局部顯示裝置。濕度計/溫度計可以測量HF箱內的濕度和溫度值，高濕度值表明感應器周圍漏水，高濕度值會觸發報警并停止HF。
[0072]4、二次回火裝置(即GR0UP3)。
[0073]二次回火裝置部分包括:2#回火高頻預熱按鈕控制操作盒、二次回火加熱裝置以及二次回火冷卻裝置。該部分還可以包括:高頻冷卻風機、有感應器的HF箱、感應爐工件測溫儀以及溫濕度傳感器。溫濕度傳感器主要用于檢測HF箱溫濕度。
[0074]2#回火高頻預熱按鈕控制操作盒的功能包括:
[0075]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。
[0076]B、動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅，傳動停止。
[0077]C、3#感應爐啟動(綠色):外控啟動3#感應爐,按鈕指示燈點亮(綠色)為開啟。
[0078]D、3#感應爐停止(紅色):外控停止3#感應爐。
[0079]E、進給輪點動:點動操作進給裝置。
[0080]二次回火加熱裝置的二次回火爐由四個區組成，各區均由一功率控制元件(如調功器)控制三組加熱元件。針對各區的溫度控制，均設置有熱電偶，以控制溫度并監測溫度。控制溫度及監測溫度單獨設置，若爐內溫度過高，由監測溫度的儀表將加熱接觸器斷開，過熱保護裝置設定的溫度門限值可以為750攝氏度。保護及加熱裝置可以設置在爐側的控制柜中。
[0081]二次回火加熱裝置的加熱控制可以在主控柜I的觸摸屏上操作設置。
[0082]二次回火冷卻裝置包括兩個冷卻電路，其中一個冷卻電路在鼓風機的幫助下將氣體循環排出，以冷卻溫熱的鋸條。第二個冷卻電路將回流的氣體冷卻。一次回火冷卻裝置可以是一個換熱器(氣體/水)，置于一個充滿冷水的冷卻槽中。
[0083]冷卻槽可以包括:鼓風機、電力進水閥、手動進水閥、明溝排水、以及排水閥門。
[0084]二次回火冷卻裝置還可以包括:溫度計(IR型)放大器及其對應的局部顯示裝置、溫度計(IR型)測量感測頭、有感應器的HF箱、濕度計/溫度計及其對應的局部顯示裝置。濕度計/溫度計可以測量HF箱內的濕度和溫度值，高濕度值表明感應器周圍漏水，高濕度值會觸發報警并停止HF。
[0085]5、收料輔助裝置(SP AUX OUT)部分。
[0086]該部分包括:3#進給裝置按鈕控制操作盒和收料輔助按鈕控制操作盒。
[0087]3#進給裝置按鈕控制操作盒的功能包括: [0088]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。
[0089]B、自動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅，傳動停止。
[0090]C、進給輪開啟/關閉:進給裝置有四個轉動的進給輪，由J05按鈕控制操作盒控制，第一次按壓可將進給輪鎖定，再次按壓可將其打開。按鈕指示燈點亮表示已鎖定。如需轉動進給裝置必須鎖定進給輪；如果白色燈閃爍，表示雖然啟動鎖定但是氣壓偏低。通過關閉裝置后部的氣閥可停止空氣供給。
[0091]D、進給輪點動:點動操作進給裝置。
[0092]收料輔助按鈕控制操作盒的功能包括:
[0093]A、緊急停止:結束所有控制命令，設備停機。
[0094]B、自動停止:主控柜自動運行指示燈熄滅，傳動停止。
[0095]C、手動/自動:切換收料裝置控制方式，手動模式收料裝置使用按鈕控制操作盒上旋鈕控制，收料速度由觸摸屏設定(詳見觸摸屏說明)，收料夾緊閥啟動夾緊帶鋸，并可使用剪切旋鈕剪切帶鋸。自動模式收料裝置依靠擺臂氣缸位置自動控制，可在觸摸屏上設置自動模式時收料速度比(詳見觸摸屏說明)。
[0096]D、帶鋸剪切:手動模式剪切帶鋸。
[0097]E、收料盤收料:手動模式啟動收料盤。
[0098]以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種帶鋸條熱處理的電氣控制裝置，其特征在于，該裝置包括:一個主控制柜、三個加熱控制柜、三個冷卻控制箱、三個高頻接口箱、一個收料控制箱以及六個按鈕控制操作盒; 所述主控制柜與所述加熱控制柜、冷卻控制箱、高頻接口箱、收料控制箱以及按鈕控制操作盒均連接； 所述三個加熱控制柜與淬火加熱爐、一次回火加熱爐和二次回火加熱爐分別連接；所述三個冷卻控制箱與淬火出爐冷卻系統、一次回火出爐冷卻系統和二次回火出爐冷卻系統分別連接； 所述三個高頻接口箱與淬火的預熱高頻系統、一次回火的預熱高頻系統以及二次回火的預熱高頻系統分別連接； 所述收料控制箱與收料機構連接； 所述六個按鈕控制操作盒與上料機構、淬火的進給裝置、一次回火的進給裝置、二次回火的預熱高頻系統、收料機構的進給裝置以及收料機構的收料裝置分別連接。
2.根據權利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于，所述主控制柜包括:西門子D435運動控制器。
3.根據權利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于，所述主控制柜通過PROFIBUS-DP網絡與所述加熱控制柜、冷卻控制箱、高頻接口箱、收料控制箱以及按鈕控制操作盒分別連接。
【文檔編號】C21D11/00GK103834787SQ201210476983
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優先權日:2012年11月21日
【發明者】胡洛平, 袁鶴揚, 李春 申請人:洛陽新思路電氣股份有限公司