專利名稱：一種型材在線淬火控制系統(tǒng)及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型材淬火系統(tǒng)，尤其涉及的是一種型材在線綜合淬火控制系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著對型材淬火質(zhì)量要求以及對節(jié)能減排需求的不斷提高，型材的在線淬火技術(shù)有了較大的發(fā)展，要生產(chǎn)高性能、高精密鋁合金型材，尤其是淬火敏感性高、斷面形狀復(fù)雜的型材，在線淬火的工藝控制尤為重要。在線淬火技術(shù)是利用熱擠壓出來的型材本身溫度，對型材直接進(jìn)行淬火，它可簡化工藝流程、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率、節(jié)省能耗、降低生產(chǎn)成本。在線淬火技術(shù)可利用水冷、霧冷和風(fēng)冷三種淬火方式，對型材進(jìn)行分段冷卻，實現(xiàn)大型復(fù)雜空心與實心型材的不同狀態(tài)淬火處理，其生產(chǎn)的壁厚不均勻的非對稱復(fù)雜型材，型材尺寸精度、形位公差和力學(xué)性能均可滿足技術(shù)條件的要求?，F(xiàn)有的在線淬火系統(tǒng)，其淬火參數(shù)都是由工作人員根據(jù)各自的經(jīng)驗來進(jìn)行調(diào)整，一方面，由于在線淬火系統(tǒng)都非常復(fù)雜，不同種類的合金和不同的斷面形狀需要采取不同的淬火工藝，其需要設(shè)置的參數(shù)都非常多，所以存在著調(diào)試時間長、淬火效率低下的問題；另一方面，由于工作人員的經(jīng)驗和熟練程度都不一致，這就很容易導(dǎo)致淬火過程中難以獲取最優(yōu)的淬火參數(shù)，使得型材淬火質(zhì)量得不到保證。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種型材在線淬火控制系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的在線淬火系統(tǒng)參數(shù)由人工調(diào)整所引起的生產(chǎn)效率低下，淬火質(zhì)量得不到保證的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種型材在線淬火控制系統(tǒng)，包括控制器、人機(jī)交互界面、控制按鈕、壓力及溫度傳感器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥、流量比例閥；所述人機(jī)交互界面、控制按鈕、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、 執(zhí)行電磁閥及液壓閥分別與控制器電連接；所述壓力及溫度傳感器與模擬量輸入模塊電連接；所述流量比例閥與模擬量輸出模塊電連接。所述的在線淬火控制系統(tǒng)，其中，所述控制器為可編程控制器。所述的在線淬火控制系統(tǒng)，其中，所述人機(jī)交互界面為觸摸屏。一種型材在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，包括以下步驟 A 系統(tǒng)初始化；
B 選擇系統(tǒng)運(yùn)行模式，手動運(yùn)行或自動運(yùn)行； C 當(dāng)選擇手動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟C1、C2
Cl 選擇淬火模式風(fēng)冷、水冷、霧冷或水/風(fēng)聯(lián)合冷卻，風(fēng)冷量在0-100范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，水冷量在0-50范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；
C2 選定淬火模式后，輸入工藝參數(shù)； D 當(dāng)選擇自動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟Dl、D2 Dl 在人機(jī)交互界面上輸入模具編號； D2 控制器根據(jù)模具編號調(diào)用工藝參數(shù)； E 輸出處理。所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其中，所述步驟A系統(tǒng)初始化為對系統(tǒng)中用戶參數(shù)進(jìn)行清零設(shè)置，所述用戶參數(shù)包括水冷參數(shù)分配的位置、風(fēng)冷參數(shù)分配的位置、水冷參數(shù)存儲個數(shù)、風(fēng)冷參數(shù)存儲個數(shù)。所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其中，所述步驟C淬火模式分為三段式進(jìn)行，第一段冷卻溫度為520°c ^420°C ；第二段冷卻溫度為480°C 300°C ；第三段冷卻溫度為350 0C "200 0C ο所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其中，所述步驟E輸出處理為利用淬火設(shè)備對型材進(jìn)行淬火處理。本發(fā)明通過在現(xiàn)有的在線淬火系統(tǒng)上添加一種在線淬火控制系統(tǒng)，利用該在線淬火控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同合金類型、不同截面形狀所選擇的型材模具，自動調(diào)研已存儲在數(shù)據(jù)庫中在線淬火系統(tǒng)的各個參數(shù)，從而有效的避免了現(xiàn)有的在線淬火系統(tǒng)參數(shù)由人工調(diào)整所引起的生產(chǎn)效率低下，淬火質(zhì)量得不到保證的技術(shù)問題。


圖1是本發(fā)明中在線淬火控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中在線淬火控制系統(tǒng)的整體控制流程圖。圖3是本發(fā)明中在線淬火控制系統(tǒng)的淬火控制流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1在線淬火控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖所示，本發(fā)明提供的在線淬火控制系統(tǒng)包括控制器、人機(jī)交互界面、控制按鈕、壓力及溫度傳感器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥、流量比例閥。人機(jī)交互界面、控制按鈕、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥分別與控制器電連接。壓力及溫度傳感器與模擬量輸入模塊電連接。流量比例閥與模擬量輸出模塊電連接。 壓力及溫度傳感器為檢測元器件，用于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥、流量比例閥為執(zhí)行元器件，根據(jù)控制器下發(fā)的控制指令，完成相應(yīng)動作?？刂破髯鳛榭刂茊卧?，是整個控制系統(tǒng)核心，通過接收開關(guān)量、模擬量輸入，經(jīng)處理后輸出開關(guān)量、模擬量控制執(zhí)行元件動作。人機(jī)交互界面可直觀顯示生產(chǎn)過程，實現(xiàn)畫面顯示和安全監(jiān)視，選擇控制模式，調(diào)整操作參數(shù)，進(jìn)行人機(jī)交互。在本實施例中控制器為可編程控制器(PLC)，選取三菱公司生產(chǎn)的PLC FX2N-64MR ；人機(jī)交互界面為一個觸摸屏，選取GT1275做為在線淬火控制系統(tǒng)的的人機(jī)交互界面；選取FX2N-8AD作為本發(fā)明的模擬量輸入模塊；選取FX2N-4DA作為本發(fā)明的模擬量模出模塊。如圖2在線淬火控制系統(tǒng)的整體控制流程圖所示，利用該控制系統(tǒng)對型材進(jìn)行淬火時，包括以下步驟步驟A 系統(tǒng)初始化。首先對系統(tǒng)初始化，及對系統(tǒng)中用戶參數(shù)進(jìn)行清零設(shè)置，用戶參數(shù)包括水冷參數(shù)分配的位置、風(fēng)冷參數(shù)分配的位置、水冷參數(shù)存儲個數(shù)、風(fēng)冷參數(shù)存儲個數(shù)。步驟B 選擇系統(tǒng)運(yùn)行模式，手動運(yùn)行或自動運(yùn)行。初始化后，對運(yùn)行模式包括水冷自動運(yùn)行、風(fēng)冷自動運(yùn)行、水冷手動運(yùn)行、風(fēng)冷手動運(yùn)行進(jìn)行選擇與檢測，并調(diào)用手動運(yùn)行函數(shù)或自動運(yùn)行函數(shù)。步驟C 當(dāng)選擇手動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟C1、C2。步驟Cl 選擇淬火模式，風(fēng)冷、水冷、霧冷或水/風(fēng)聯(lián)合冷卻，風(fēng)冷量在0-100范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，水冷量在 0-50范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。步驟C2:選定淬火模式后，輸入工藝參數(shù)。若選擇手動運(yùn)行，則輸入工藝參數(shù)風(fēng)冷參數(shù)或水冷參數(shù)。最后由淬火設(shè)備對型材按要求進(jìn)行淬火處理。步驟C中的淬火過程分為三段式進(jìn)行，第一段冷卻溫度為520°C、20°C;第二段冷卻溫度為480°C 300°C; 第三段冷卻溫度為350°C 200°C。步驟D 當(dāng)選擇自動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟Dl、D2。Dl: 在人機(jī)交互界面上輸入模具編號。D2 控制器根據(jù)模具編號調(diào)用工藝參數(shù)。若選擇自動運(yùn)行，則只需輸入模具編號，系統(tǒng)自動根據(jù)模具編號調(diào)用工藝參數(shù)，處理器根據(jù)工藝參數(shù)向執(zhí)行元器件發(fā)出執(zhí)行指令。步驟E 輸出處理。由淬火設(shè)備對型材進(jìn)行淬火處理。如圖3所示在線淬火控制系統(tǒng)的淬火控制流程圖所示，當(dāng)進(jìn)行風(fēng)/水/霧冷運(yùn)行時，檢測元器件檢測到的淬火冷卻介質(zhì)壓力值大于設(shè)定的壓力值時，處理器控制執(zhí)行元器件降低電機(jī)運(yùn)行頻率，持續(xù)時間為30秒，以降低淬火冷卻介質(zhì)壓力。當(dāng)檢測元器件檢測到的淬火冷卻介質(zhì)壓力值小于設(shè)定的壓力值時，處理器控制執(zhí)行元器件增加電機(jī)運(yùn)行頻率， 持續(xù)時間為30秒，以增加淬火冷卻介質(zhì)壓力。當(dāng)檢測元器件檢測到的型材淬火后溫度大于設(shè)定值時，若閥門開度小于100，則增大閥門開度，持續(xù)時間為60秒，以降低型材淬火后的溫度；若閥門開度大于100，增加電機(jī)運(yùn)行頻率，增加水流量，以降低型材淬火后的溫度。當(dāng)檢測元器件檢測到的型材淬火后溫度小于設(shè)定值時，則直接輸出型材。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種型材在線淬火控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、人機(jī)界交互界面、控制按鈕、 壓力及溫度傳感器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥、流量比例閥；所述人機(jī)界交互界面、控制按鈕、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、 風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥分別與控制器電連接；所述壓力及溫度傳感器與模擬量輸入模塊電連接；所述流量比例閥與模擬量輸出模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線淬火控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為可編程控制ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線淬火控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互界面為觸摸屏。
4.一種型材在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以下步驟 A 系統(tǒng)初始化；B 選擇系統(tǒng)運(yùn)行模式，手動運(yùn)行或自動運(yùn)行； C 當(dāng)選擇手動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟C1、C2 Cl 選擇淬火模式風(fēng)冷、水冷、霧冷或水/風(fēng)聯(lián)合冷卻，風(fēng)冷量在0-100范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，水冷量在0-50范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；C2 選定淬火模式后，輸入工藝參數(shù)； D 當(dāng)選擇自動運(yùn)行模式時，執(zhí)行步驟Dl、D2 Dl 在人機(jī)交互界面上輸入模具編號； D2 控制器根據(jù)模具編號調(diào)用工藝參數(shù)； E 輸出處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述步驟A系統(tǒng)初始化為對系統(tǒng)中用戶參數(shù)進(jìn)行清零設(shè)置，所述用戶參數(shù)包括水冷參數(shù)分配的位置、風(fēng)冷參數(shù)分配的位置、水冷參數(shù)存儲個數(shù)、風(fēng)冷參數(shù)存儲個數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述步驟C淬火模式分為三段式進(jìn)行，第一段冷卻溫度為520°C、20°C;第二段冷卻溫度為480°C 300°C; 第三段冷卻溫度為350°C 200°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線淬火控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述步驟E輸出處理為利用淬火設(shè)備對型材進(jìn)行淬火處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種型材在線淬火控制系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，包括控制器、人機(jī)界交互界面、控制按鈕、壓力及溫度傳感器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥、流量比例閥；所述人機(jī)界交互界面、控制按鈕、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、風(fēng)機(jī)及水泵變頻器、執(zhí)行電磁閥及液壓閥分別與控制器電連接；所述壓力及溫度傳感器與模擬量輸入模塊電連接；所述流量比例閥與模擬量輸出模塊電連接。采用本發(fā)明可實現(xiàn)在線淬火系統(tǒng)參數(shù)的自動調(diào)用，從而避免了人工設(shè)置在線淬火系統(tǒng)參數(shù)所導(dǎo)致的諸多弊端，節(jié)約了人工成本，提高了淬火效率和淬火質(zhì)量。
文檔編號C21D1/18GK102517437SQ20111042338
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者農(nóng)登, 劉志銘, 周楠, 戚文軍, 胡權(quán), 蔡暢, 黃志其 申請人:佛山市三水鳳鋁鋁業(yè)有限公司, 廣州有色金屬研究院