阅读说明：本技术 挤压生产线及其控制方法 (Extrusion line and control method thereof ) 是由 兰佳文 宋辉 查雨萌 于 2020-03-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种挤压生产线及其控制方法,包括：其内设有加热腔的加热炉,加热腔沿其延伸方向可容置至少两根原材；推料机构及送料机构,推料机构用于推动容置于加热腔内的至少两根原材向靠近送料机构的方向移动,送料机构用于将处于其上的原材送至挤压机；推料机构可推动相对靠近送料机构的第一根原材的第一部分移动至送料机构上,第一根原材的第二部分滞留于加热腔内；下压机构,下压机构可施加朝向送料机构的下压力于第一部分上,且在送料机构的动力作用及下压力作用下将第一根原材完全移出加热腔；送料机构具有用于承载第一部分的第一承载面,加热腔内具有用于承载第二部分的第二承载面,第一承载面的高度高于第二承载面的高度。(The invention relates to an extrusion production line and a control method thereof, wherein the extrusion production line comprises the following steps: the heating furnace is internally provided with a heating cavity, and the heating cavity can contain at least two raw materials along the extending direction of the heating cavity; the pushing mechanism is used for pushing at least two raw materials contained in the heating cavity to move towards the direction close to the feeding mechanism, and the feeding mechanism is used for feeding the raw materials on the feeding mechanism to the extruding machine; the material pushing mechanism can push a first part of a first raw material relatively close to the feeding mechanism to move to the feeding mechanism, and a second part of the first raw material is retained in the heating cavity; the pressing mechanism can apply a pressing force towards the feeding mechanism to the first part, and the first raw material is completely moved out of the heating cavity under the power action and the pressing force action of the feeding mechanism; the feeding mechanism is provided with a first bearing surface for bearing the first part, the heating cavity is provided with a second bearing surface for bearing the second part, and the height of the first bearing surface is higher than that of the second bearing surface.)

挤压生产线及其控制方法

技术领域

本发明涉及生产设备技术领域，特别是涉及一种挤压生产线及其控制方法。

背景技术

在挤压生产线中，挤压机在挤压前需要将原材(如轻合金(铝合金、铜合金和镁合金)管、棒、型材)加热保温到一定的温度，因此，一般在挤压机前设置加热炉以对原材进行加热保温。

传统挤压生产线中，感应加热炉(一般称为短炉)只可以加热一根原材，加热过程中，前端炉门合上，炉门上有行程开关，后端推料机构推料进炉，原材顶到行程开关后，推料机构停止推料，炉内测温针检测温度并开始加热。加热完毕，挤压机挤压完上一根原材后，加热炉的炉门打开，推料机构推料出炉到前端送料机构上，当原材被完全推到送料机构上时，推料机构停止运动，送料机构将原材送入挤压机，推料机构缩回，完成一个循环。但是该种方式，加热炉在加热长度较短的原材时，后端有一半以上的空间未被利用，导致加热炉的加热速度与挤压机的最快挤压速率不匹配，从而造成挤压机的实际挤压速率较慢。

针对上述方式，一种改进方案为：加热炉内同时加热两根原材，加热完毕，推料机构推动第二根原材，第二根原材推动第一根原材出炉。为了保证将第一根原材完全推到送料机构上，靠近推料机构的第二根原材已经出炉端面(加热炉靠近送料机构的端面)一定距离，需要回顶机构将第二根原材重新顶进炉内加热，由于原材与加热炉之间为滑动摩擦，阻力较大，需要回顶机构提供的力较大，需要液压站，从而导致安装空间受限及整个挤压生产线的结构复杂。

发明内容

基于此，有必要针对传统挤压生产线所存在的挤压机挤压速率较慢及挤压生产线的结构复杂的问题，提供一种可提高挤压机挤压速率及结构简单的挤压生产线及其控制方法。

一种挤压生产线，包括：

其内设有加热腔的加热炉，所述加热腔沿其延伸方向可容置至少两根原材；

设于所述加热炉一端的推料机构及设于所述加热炉另一端的送料机构，所述推料机构用于推动容置于所述加热腔内的至少两根原材向靠近所述送料机构的方向移动，所述送料机构用于将处于其上的原材送至挤压机；所述推料机构可推动相对靠近所述送料机构的第一根原材的第一部分移动至所述送料机构上，所述第一根原材的第二部分滞留于所述加热腔内；

下压机构，所述下压机构可施加朝向所述送料机构的下压力于所述第一部分上，且在所述送料机构的动力作用及所述下压力作用下将所述第一根原材完全移出所述加热腔；

其中，所述送料机构具有用于承载所述第一部分的第一承载面，所述加热腔内具有用于承载所述第二部分的第二承载面，所述第一承载面的高度高于所述第二承载面的高度。

在一个实施例中，所述送料机构包括至少两个主动辊，全部所述主动辊沿原材的移动方向依次排布；

其中，所述承载面形成于所述主动辊上。

在一个实施例中，所述下压机构可相对于所述送料机构在下压状态与分离状态之间切换；

其中，在所述下压状态时，所述下压机构可施加所述下压力于所述第一部分上；在所述分离状态时，所述下压机构可与所述第一部分分离。

在一个实施例中，所述下压机构包括第一驱动件与下压件，所述下压件与所述第一驱动件的驱动端连接，所述第一驱动件用于驱动所述下压件在所述下压状态与所述分离状态之间切换；

其中，在所述下压状态时，所述下压件可施加所述下压力于所述第一部分上；在所述分离状态时，所述下压件可与所述第一部分分离。

在一个实施例中，所述下压机构还包括安装座及支撑件，所述第一驱动件的一端与所述安装座铰接，所述支撑件的一端与所述安装座固定连接，所述下压件与所述第一驱动件的另一端及所述支撑件的另一端均铰接；

其中，所述第一驱动件用于驱动所述下压件转动以在所述下压状态与所述分离状态之间切换。

在一个实施例中，所述支撑件设于所述送料机构与所述第一驱动件之间，所述第一驱动件施加于所述下压件向上的推力；

其中，所述第一驱动件为驱动气缸，在所述下压状态时，所述第一驱动件与所述支撑件平行，所述下压件与所述第一驱动件及所述支撑件均垂直。

在一个实施例中，所述下压件包括下压杆及从动辊，所述下压杆与所述第一驱动件的驱动端连接，所述从动辊装配于所述下压杆的下压端用于施加所述下压力于所述第一部分上。

在一个实施例中，所述下压件还包括相对且间隔设置的两个耐高温轴承，所述耐高温轴承均装配于所述下压杆的下压端，所述从动辊的两端分别装配于所述两个耐高温轴承内。

在一个实施例中，所述推料机构包括第二驱动件及推杆，所述推杆与所述第二驱动件的驱动端连接，所述第二驱动件用于提供所述推杆推动原材的驱动力；

其中，所述推料机构还包括位移传感器，所述位移传感器用于控制所述第二驱动件驱动所述推杆的运动行程。

一种挤压生产线的控制方法，包括步骤：

控制推料机构将容置于加热炉内的至少两根原材向靠近送料机构的方向移动；

待相对靠近所述送料机构的第一根原材的第一部分从所述加热炉移动至所述送料机构的第一承载面上时，控制所述推料机构停止动作；其中，所述第一根原材的第二部分滞留于所述加热炉的加热腔内，所述加热腔内具有用于承载所述第二部分的第二承载面，所述第一承载面的高度高于所述第二承载面的高度；

控制下压机构施加下压力于所述第一部分上，所述第一根原材在所述送料机构的动力作用及所述下压机构提供的下压力作用下完全移出所述加热炉。

上述挤压生产线及其控制方法，加热炉可以同时容置至少两根原材以对其加热保温，如此，保证了加热炉的加热速度与挤压机的最快挤压速度相匹配，从而提高了挤压机的实际挤压速率。同时，推料机构将第一根原材的第一部分推送至送料机构的第一承载面上，下压机构施加下压力于第一部分上，由于第一承载面的高度高于第二承载面的高度，此时第一部分与第二部分之间形成类似于杠杆的结构。当下压机构施加下压力于第一部分上时可以抵消第二部分施加于第二承载面上的重力的至少部分，减小了第一根原材与加热腔的腔壁之间的摩擦力，最终第一根原材在送料机构的动力作用及下压机构提供的下压力作用下从加热腔完全拉出。上述方式，推料机构并不会将第二根原材推出炉端面(第二根原材距离炉端面还有一定距离)，不再需要设置结构较复杂的回顶机构，从而简化了挤压生产线的结构。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的挤压生产线的俯视图；

图2为图1中所示的挤压生产线的轴测图；

图3为图1中所示的挤压生产线的加热炉在加热一种规格的原材时的示意图；

图4为图1中所示的挤压生产线的加热炉在加热另一种规格的原材时的示意图；

图5为图1中所示的挤压生产线的下压机构与送料机构的配合图；

图6为图5中所示的下压机构的轴测图；

图7为图6中所示的下压机构的正视图；

图8为本发明一实施例提供的挤压生产线的控制方法的流程图。

100、挤压生产线；10、加热炉；11、加热腔；111、第二承载面；12、测温件；20、推料机构；21、第二驱动件；22、推杆；31、第一承载面；32、主动辊；40、下压机构；41、第一驱动件；42、下压件；421、下压杆；422、从动辊；423、耐高温轴承；43、支撑件；44、安装座；a、第一根铝棒；b、第二根铝棒。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本发明一实施例提供一种挤压生产线100，具体地，该挤压生产线100可以用来挤压铝棒或者其种类的原材，下面以挤压铝棒为例对本发明的技术方案进行详细的说明。本实施例仅用作范例说明，并不会限制本发明的技术范围。再者实施例中的图式亦省略不必要组件，并清楚显示本发明的技术特点。

继续参阅图1，挤压生产线100包括加热炉10，加热炉10具有加热腔11,加热腔11内沿其延伸方向可以容置至少两根铝棒，以用于同时给至少两根铝棒加热。在一个实施例中，加热炉10为感应加热炉10，即通过在加热腔11内设置感应线圈以对铝棒进行加热。可以理解的是，在另一些实施例中，加热炉10还可以采用其他的加热方式加热，在此不作限定。

挤压生产线100还包括推料机构20及送料机构(图未示)，推料机构20设于加热炉10的一端，送料机构设于加热炉10的另一端，推料机构20用于推动容置于加热腔11内的至少两根铝棒向靠近送料机构的方向移动，送料机构用于将铝棒送至挤压机(图未示)进行挤压。本实施例中提供的挤压生产线100，推料机构20在推动容置于加热腔11内的铝棒向靠近送料机构的方向移动时，推料机构20接触远离送料机构一端的铝棒的端面，并施加作用力于铝棒，如此所有铝棒在推料机构20施加的作用力下向靠近送料机构的方向移动。

所有铝棒中相对靠近送料机构的第一根铝棒a具有相互连接的第一部分及第二部分，推料机构20可推动第一根铝棒的第一部分移出加热腔11至送料机构上，第二部分仍滞留于加热腔11内。送料机构具有用于承载第一部分的第一承载面31，加热腔11内具有用于承载第二部分的第二承载面111，第一承载面31的高度高于第二承载面111的高度。挤压生产线100还包括下压机构40(参阅图2)，下压机构40可施加朝向送料机构的下压力Fx于第一根铝棒a的第一部分上，且在送料机构的动力作用及下压机构40的下压力Fx作用下使第一根铝棒完全移出加热腔11。

本发明实施例提供的挤压生产线100，加热炉10可以同时容置至少两根铝棒以对其加热保温，如此，保证了加热炉10的加热速度与挤压机的最快挤压速度较匹配，从而提高了挤压机的实际挤压速率。同时，推料机构20将第一根铝棒a的第一部分推送至送料机构的第一承载面31上，下压机构40施加下压力Fx于第一根铝棒的的第一部分上，由于第一承载面31的高度高于第二承载面111的高度，从而使第二部分的高度高于第一部分的高度(此时第一根铝棒a倾斜设置)，此时第一部分与第二部分之间形成类似于杠杆的结构。当下压机构40施加下压力Fx于第一部分上时会抵消第二部分施加于第二承载面111上的重力的至少部分，减小了第一根铝棒与加热腔11的腔壁之间的摩擦力，最终第一根铝棒a在送料机构的动力作用及下压机构40提供的下压力Fx(由于下压力Fx的作用，第一根铝棒a与送料机构之间的摩擦力增大，易于使第一根铝棒a从加热炉10内完全脱出)作用下从加热腔11完全拉出。上述方式，推料机构20并不会将第二根铝棒b推出炉端面(第二根铝棒b距离炉端面还有一定距离)，不再需要设置结构较复杂的回顶机构，从而简化了挤压生产线100的结构。

在此需要说明的是，为了保证推料机构20可以将第一根铝棒a的第一部分推至送料机构上，第一承载面31只是略高于第二承载面111的高度，即为第一承载面31高于第二承载面111的高度在一定的预设范围内。

在一个实施例中，加热炉10的加热腔11内容置两根相接的铝棒，以用于同时给两根铝棒加热。如设置加热腔11的长度为1600mm，铝棒的长度为650mm-780mm，此时加热腔11内可同时容置两根相接的铝棒。可以理解的是，在另一些实施例中，加热炉10的加热腔11内也可同时容置三根或者多于三根相接的铝棒，以用于同时给三根或者多于三根相接的铝棒加热。具体地，加热腔11的长度可以依据被加热的铝棒而设定。

为了便于说明，下面以加热炉10的加热腔11内可同时容置两根相接的铝棒对本发明的技术方案进行更详细的说明。

在一个实施例中，加热腔11的截面形状为圆形，如此加热腔11内可以容置并加热圆柱状的铝棒。可以想到的是，在另一些实施例中，加热腔11的截面形状还可以为其他可以想到的形状，如正方形或菱形等，在此不作限定。

在一个实施例中，加热炉10包括炉体及炉门，加热腔11形成于炉体内，炉门装配于炉体上并可控地启闭加热腔11，当炉门打开加热腔11时，推料机构20可以将第一根铝棒a的第一部分推出加热腔11，当炉门关闭时，推料机构20不可将第一根铝棒a推出加热腔11。

进一步，加热炉10还包括行程开关及测温件12(参阅图3及图4)，行程开关装配于炉门上，且当炉门关闭时，行程开关面向加热腔11一侧设置，测温件12设于加热腔11内用于检测加热腔11内的温度。具体地，当第一根铝棒a完全出炉后，炉门关闭，此时第二根铝棒b与炉门之间具有一定间距，此时推料机构20可以将新增的第三根铝棒推入加热腔11内。在推料机构20推送第三根铝棒的过程中，第三根铝棒顶住滞留于加热腔11内的第二根铝棒，并在推料机构20的继续推动下，第二根铝棒与第三根铝棒共同向靠近炉门的方向移动，当第二根铝棒顶到行程开关后，推料机构20停止。而后，炉内测温件12开始测温，并根据需要对位于加热腔11内的铝棒进行加热。

在此需要说明的是，在本实施例中，是通过推料机构20将新增的第三根铝棒推入加热腔11内，在其他一些实施例中，也可以通过其他机构将新增的第三根铝棒推入加热腔11内，而推料机构20只是起到将位于加热腔11内的铝棒推出加热腔11的作用。

继续参阅图3及图4，在一个实施例中，加热炉10通过感应线圈加热。具体地，感应线圈包括6卷，每卷中设有感温件，当加热腔11内同时加热两根铝棒时，每3卷感应线圈对应加热其中一根铝棒。

继续参阅图1及图2，在一个实施例中，推料机构20包括第二驱动件21及推杆22，推杆22与第二驱动件21的驱动端连接，第二驱动件21用于提供推杆22推动铝棒的驱动力。具体地，第二驱动件21为伺服电机，通过控制伺服电机的转动来控制推杆22的运动行程，从而控制推杆22推动铝棒的距离。

推料机构20还包括位移传感器(图未示)，位移传感器用于控制第二驱动件21驱动推杆22的运动行程，从而控制推杆22推动铝棒的距离。

送料机构包括至少两个主动辊32，全部主动辊32沿铝棒的移动方向依次排布，送料机构的第一承载面31形成于主动辊32上。当第一根铝棒a的第一部分运动至第一承载面31上时，在主动辊32的动力作用下及下压机构40的下压力Fx作用下使第一根铝棒a完全移出加热腔11，当第一根铝棒a完全移出加热腔11后，主动辊32带动第一根铝棒a运动将其运输至挤压机上进行挤压。

在一个实施例中，下压机构40可相对于送料机构在下压状态与分离状态之间切换。在下压状态时，下压机构40可施加下压力Fx于第一根铝棒a上，在分离状态时，下压机构40可与第一根铝棒a分离。如此，当铝棒未从加热炉10内移出时，控制下压机构40处于分离状态，则下压机构40不会对铝棒从加热炉10内的移出产生干涉；当铝棒的部分从加热炉10内移出到送料机构上时，控制下压机构40处于下压状态以对铝棒施加下压力Fx，保证铝棒最终完全从加热炉10内移出。

参阅图5，下压机构40包括第一驱动件41及下压件42，下压件42与第一驱动件41的驱动端连接，第一驱动件41用于驱动下压件42在下压状态与分离状态之间切换。在下压状态时，下压件42可施加下压力Fx于第一根铝棒a上，在分离状态时，下压件42可与第一根铝棒a分离。具体地，第一驱动件41为驱动气缸，通过驱动气缸的活塞杆的伸缩来驱动下压件42在下压状态与分离状态之间切换。可以理解的是，在另一些实施例中，第一驱动件41还可以选择驱动电机，在此不作限定。

参阅图6及图7，下压件42包括下压杆421及从动辊422，下压杆421与第一驱动件41的驱动端连接，从动辊422装配于下压杆421的下压端用于施加下压力Fx于第一根铝棒a上。如此，在铝棒从加热炉10完全移出的过程中，减少了铝棒与下压机构40之间的摩擦力，便于铝棒从加热炉10中完全移出。

下压件42还包括相对且间隔设置的两个耐高温轴承423，耐高温轴承423均装配于下压杆421的下压端，从动辊422的两端分别装配于两个耐高温轴承423内。由于从动辊422在向铝棒施加下压力Fx的过程中直接与铝棒接触，从动辊422的两端分别装配于两个耐高温轴承423内，耐高温轴承423可以承受从动辊422传递过来的高温，提高了整个下压机构40的使用寿命。

继续参阅图6及图7，下压机构40还包括安装座44及支撑件43，第一驱动件41的一端与安装座44铰接，支撑件43的一端与安装座44固定连接，下压件42与第一驱动件41的另一端及支撑件43的另一端均铰接，第一驱动件41用于驱动下压件42转动以在下压状态与分离状态之间切换。这样，安装座44作为第一驱动件41及支撑件43的安装基础；且由于支撑件43的设置，保证了第一驱动件41可驱动下压件42在下压状态与分离状态之间平稳切换。可以想到的是，在另一些实施例中，下压机构40也可以省略安装座44及支撑件43。

进一步，支撑件43设于送料机构与第一驱动件41之间，第一驱动件41向下压件42施加向上的推力Ft(参阅图5),在下压状态时，第一驱动件41与支撑件43平行，下压件42与第一驱动件41及支撑件43均垂直。

由于第一驱动件41与安装座44之间、第一驱动件41与下压件42、以及下压件42及支撑件43之间均铰接，当第一驱动件41向下压件42施加向上的推力Ft时，第一驱动件41与安装座44之间、下压件42与第一驱动件41、以及下压件42与支撑件43之间均转动，在下压状态时设置第一驱动件41与支撑件43平行，下压件42与第一驱动件41及支撑件43均垂直，从而保证了整个结构的稳定性，便于下压机构40在下压状态施加下压力Fx。

具体地，在下压状态时，驱动气缸的活塞杆伸出极限行程，即为当驱动气缸处于极限行程时，第一驱动件41与支撑件43平行，下压件42与第一驱动件41及支撑件43均垂直，这样，使驱动气缸的极限行程与下压机构40的下压状态相对应，便于控制。

参阅图8，本发明一实施例还提供一种挤压生产线100的控制方法，包括步骤：

S110：控制推料机构20将容置于加热炉10内的至少两根原材向靠近送料机构的方向移动；

具体地，加热炉10容置并加热保温的原材为铝棒。在另一些实施例中，原材也可以为其他种类的轻合金管、棒或型材，在此不作限定。

S120：待相对靠近送料机构的第一根原材的第一部分从加热炉移动至送料机构的第一承载面31上时，控制推料机构20停止动作；其中，第一根原材的第二部分滞留于加热炉10的加热腔11内，加热腔11内具有用于承载第二部分的第二承载面111，第一承载面31的高度高于第二承载面111的高度；

S130：控制下压机构40施加下压力Fx于第一部分上，第一根原材在送料机构的动力作用及下压机构40提供的下压力Fx作用下完全移出加热炉10。

本发明实施例提供的挤压生产线100的控制方法，加热炉10可以同时容置至少两根原材以对其加热保温，如此，保证了加热炉10的加热速度与挤压机的最快挤压速度较匹配，从而提高了挤压机的实际挤压速率。同时，推料机构20将第一根原材的第一部分推送至送料机构的第一承载面31上，下压机构40施加下压力Fx于第一根原材的第一部分上，由于第一承载面31的高度高于第二承载面111的高度，此时第一部分与第二部分之间形成类似于杠杆的结构。当下压机构40施加下压力Fx于第一部分上时可以抵消第二部分施加于第二承载面111上的重力的至少部分，减小了第一根原材与加热腔11的腔壁之间的摩擦力，最终第一根原材在送料机构的动力作用及下压机构40提供的下压力Fx作用下从加热腔11完全拉出。上述方式，推料机构20并不会将第二根原材推出炉端面(第二根原材距离炉端面还有一定距离)，不再需要设置结构较复杂的回顶机构，从而简化了挤压生产线100的结构。

在一些实施例中，在步骤S130之后，还包括步骤：

控制炉门关闭，推料机构20的推杆22缩回，推料机构20将第三根原材推入加热炉10内。在推料机构20的推动下，第三根原材顶住滞留于加热腔11内的第二根原材，第二根原材与第三根原材共同向靠近炉门的方向移动，当第二根原材顶到行程开关后，推料机构20停止。而后，炉内测温件12开始测温，并根据需要对位于加热腔11内的原材进行加热。

在此需要说明的是，在本实施例中，为了便于说明，虽然定义了第一根原材、第二根原材及第三根原材，但是同时容置于加热腔11内被加热的原材只有两根。同时，可以理解的是，在另一些实施例中，加热炉10也可以同时加热三根原材或多于三根原材，在此亦不作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。