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一種氣墊式淬火系統及自動控制系統

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2021-10-16
  • 技術成熟度:正在研發
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201610080833.2 
  • 技術(專利)名稱 一種氣墊式淬火系統及自動控制系統 
  • 項目單位 河北工程大學
  • 發明人 侯帥 
  • 行業類別 其他領域
  • 技術成熟度 正在研發
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 朱卓涵
  • 發布時間 2021-10-16  
  • 01

    項目簡介

    本發明公開了一種氣墊式淬火系統及自動控制系統,其中,一種氣墊式淬火系統,包括氣墊加熱裝置和氣墊式淬火裝置,物料通過第一輸送部件進入所述氣墊加熱裝置內加熱,而后進入所述氣墊式淬火裝置內淬火,最終經第二輸送部件輸送出所述氣墊式淬火系統,所述氣墊加熱裝置前端還設置有傳感部件,所述傳感部件能夠對所述物料進行感應;所述氣墊式淬火裝置包括上鼓風單元、下鼓風單元和識別單元。本發明實現氣墊式淬火裝置生產過程的智能化,實現氣墊式淬火裝置的智能化和物料自動化抑振控制,保證氣墊式淬火裝置高效、高值的生產。
    展開
  • 02

    說明書

    1.一種氣墊式淬火系統,包括氣墊加熱裝置(100)和氣墊式淬火裝置(200),物料通過
    第一輸送部件(100’)進入所述氣墊加熱裝置(100)內加熱,而后進入所述氣墊式淬火裝置
    (200)內淬火,最終經第二輸送部件(200’)輸送出所述氣墊式淬火系統,其特征在于:
    所述氣墊加熱裝置(100)前端還設置有傳感部件(101),所述傳感部件(101)能夠對所
    述物料進行感應;
    所述氣墊式淬火裝置(200)包括上鼓風單元(201)、下鼓風單元(202)和識別單元
    (203),其中,
    所述上鼓風單元(201)包括上回風道(201a)、上鼓風部件(201b)、上鼓風道(201c)和上
    噴射部件(201d),冷空氣由上回風道(201a),流過上鼓風部件(201b),被送入上鼓風道
    (201c)中,最終由上噴射部件(201d)噴射而出,形成一次上鼓風單元(201)內冷空氣的循
    環;
    所述下鼓風單元(202)包括下回風道(202a)、下鼓風部件(202b)、下鼓風道(202c)和下
    噴射部件(202d),冷空氣由下回風道(202a),流過下鼓風部件(202b),被送入下鼓風道
    (202c)中,最終由下噴射部件(202d)噴射而出,形成一次下鼓風單元(202)內冷空氣的循
    環,所述上噴射部件(201d)和所述下噴射部件(202d)噴射出的冷空氣沖擊所述物料的上下
    表面,使物料懸浮在空中,從而被冷卻到期望的工藝溫度;以及,
    識別單元(203)設置于所述氣墊式淬火裝置(200)內,能夠識別所述氣墊式淬火裝置
    (200)內物料懸浮狀態和懸浮高度,檢測出所述物料的漂浮狀態;
    所述上噴射部件(201d)包括,上殼體(201d-1)、設置于所述上殼體(201d-1)內的上收
    納槽(201d-2)、設置于所述上殼體(201d-1)前端的上測壓元件(201d-3)以及不同形狀且開
    孔率不同、從而能夠對冷空氣氣流產生影響的多個上均流板(201d-4),正常工作時,根據設
    定的壓力值,調整符合該壓力值的上均流板(201d-4)至所述上殼體(201d-1)內的工作位
    置,若所述上噴射部件(201d)的冷空氣流量發生變化,所述上測壓元件(201d-3)測定壓力
    波動和壓力損耗超出設定值,則將所述上收納槽(201d-2)中的相對應壓力值的上均流板
    (201d-4)調整至工作位置,并將原處于工作位置的上均流板(201d-4)回放至上收納槽
    (201d-2)中,從而調整所述上噴射部件(201d)內壓力的波動值和壓力損耗到設定的范圍
    內;
    所述下噴射部件(202d)包括,下殼體(202d-1)、設置于所述下殼體(202d-1)內的下收
    納槽(202d-2)、設置于所述下殼體(202d-1)前端的下測壓元件(202d-3)以及不同形狀且開
    孔率不同、從而能夠對冷空氣氣流產生影響的多個下均流板(202d-4),正常工作時,根據設
    定的壓力值,調整符合該壓力值的下均流板(202d-4)至所述下殼體(202d-1)內的工作位
    置,若所述下噴射部件(202d)的冷空氣流量發生變化,所述下測壓元件(202d-3)測定壓力
    波動和壓力損耗超出設定值,則將所述下收納槽(202d-2)中的相對應壓力值的下均流板
    (202d-4)調整至工作位置,并將原處于工作位置的下均流板(202d-4)回放至下收納槽
    (202d-2)中,從而調整所述下噴射部件(202d)內壓力的波動值和壓力損耗到設定的范圍
    內;
    下噴射部件(202d)設置在上噴射部件(201d)的下面,能夠與上噴射部件(201d)形成相
    對噴射的格局。
    2.一種氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:包括,數據采集模塊(300)、圖像識別模
    塊(400)、PLC控制及通訊模塊(500)、過程控制模塊(600)、界面模塊(700)以及優化預報模
    塊(800),其中,
    數據采集模塊(300)采集通過包括如權利要求1所述的上測壓元件(201d-3)或下測壓
    元件(202d-3)在內的測壓元件(301)測定的所述氣墊式淬火裝置(200)內各處的壓力值,以
    及采集通過測溫元件(302)測定的所述氣墊加熱裝置(100)內各處的溫度值,并反饋至所述
    PLC控制及通訊模塊(500);
    圖像識別模塊(400)通過如權利要求1所述的識別單元(203)測定物料撓度,并反饋至
    所述過程控制模塊(600);
    PLC控制及通訊模塊(500)將獲取的壓力值和溫度值反饋至所述過程控制模塊(600);
    過程控制模塊(600)將獲取的所述壓力值、溫度值以及物料撓度反饋至所述界面模塊
    (700)和優化預報模塊(800)中,分別進行互動操作和獲得優化的工藝參數;
    還包括數據庫模塊,所述過程控制模塊(600)能夠從數據庫模塊中提取物料的類型、成
    分、模型參數和默認值,并發送給至所述優化預報模塊(800),所述優化預報模塊(800)包括
    溫度預報模型(801)、撓度預報模型(802)、能耗模型(803)和優化模型(804),所述優化模型
    (804)開始輸出優化的工藝參數,隨后溫度預報模型(801)、撓度預報模型(802)和能耗模型
    (803)開始預測物料的溫度、撓度預測值和能耗值,然后優化模型(804)依據實際測量值修
    正優化模型(804)的輸出工藝參數,直到優化模型(804)給出的優化工藝參數能夠使物料的
    溫度預報模型(801)和撓度預報模型(802)的溫度預報值和撓度預報值滿足實際生產需求
    且能耗模型(803)的能耗最小,即獲得了優化的工藝參數。
    3.如權利要求2所述的氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:所述過程控制模塊
    (600)包括過程控制單元(601)、抖動抑制控制器(602)以及安全連鎖單元(603),所述過程
    控制模塊(600)能夠接收所述界面模塊(700)和優化預報模塊(800)的反饋,并對所述圖像
    識別模塊(400)和PLC控制及通訊模塊(500)發出指令。
    4.如權利要求3所述的氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:所述過程控制單元
    (601)包括壓力控制器(601a)、溫度控制器(601b)、張力和速度控制器(601c)以及,變噴箱
    調節器(601d);其中,
    所述壓力控制器(601a)輸入變量為壓力偏差和壓力偏差變化率,其將壓力分為高壓、
    中壓和低壓三段區間,不同壓力區間使用不同的如權利要求1所述的上均流板(201d-4)或
    下均流板(202d-4),以使得氣墊式淬火裝置(200)內的壓力達到設定值;
    所述溫度控制器(601b)用于對溫度的控制,當氣墊式淬火裝置(200)的溫度高于或者
    低于一定溫度的時候,調節加熱裝置,增大或者減小加熱功率,使加熱氣體的溫度增加或者
    減小;
    所述張力和速度控制器(601c)根據設定的工藝參數,調整第一輸送部件(100’)或第二
    輸送部件(200’)的變頻器,使物料處于合理的張力和速度范圍內;以及,
    所述變噴箱調節器(601d)用于對所述上均流板(201d-4)或下均流板(202d-4)進行調
    整。
    5.如權利要求4所述的氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:所述抖動抑制控制器
    (602)用以調整物料的抖動,當物料的漂浮狀態穩定或者振動幅度較小時,抖動抑制控制器
    (602)并不工作,當物料進行小幅振動時,抖動抑制控制器(602)通過所述壓力控制器
    (601a)和所述張力和速度控制器(601c)開始調節氣墊式淬火裝置(200)內的壓力、第一輸
    送部件(100’)或第二輸送部件(200’)的張力和速度,減小物料的抖動幅值,直到物料的振
    動回到設定的能夠接受的幅值為止;
    當物料的振動幅值較大時,所述變噴箱調節器(601d)首先調整上均流板(201d-4)或下
    均流板(202d-4),然后再通過所述壓力控制器(601a)和所述張力和速度控制器(601c)開始
    調節氣墊式淬火裝置(200)內的壓力、第一輸送部件(100’)或第二輸送部件(200’)的張力
    和速度,直到物料的振動幅值回復到設定的能夠接受的程度為止。
    6.如權利要求4或5所述的氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:所述安全連鎖單元
    (603)保護設備工作過程和設備運行過程的安全性,避免造成重大生產事故或者設備嚴重
    損壞,當上鼓風部件(201b)或下鼓風部件(202b)轉速、加熱器功率、物料張力、物料速度、調
    節上均流板(201d-4)或下均流板(202d-4)過程影響到設備的安全運行時,觸發報警,限制
    生產過程中的一些操作,或者直接停機。
    7.如權利要求2~5任一所述的氣墊式淬火自動控制系統,其特征在于:還包括自學習模
    塊,當所述氣墊式淬火自動控制系統出現小幅振動的時候,優化模型(804)輸出自適應調整
    的工藝過程控制參數,控制車間級設備層的執行設備執行相應的控制動作,從而使設備的
    運行參數滿足工藝目標,所述優化模型(804)輸出優化的工藝參數后,設備檢測物料的振動
    狀態,將檢測值反饋到優化預報模塊(800)中,從而修正優化預報模塊(800)的參數,使優化
    預報模塊(800)在自學習的過程中,提高優化和預報的效果。
    展開

專利技術附圖

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