一种可回转链板式加热炉

文档序号:1829025 发布日期:2021-11-12 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种可回转链板式加热炉 (Rotatable chain plate type heating furnace ) 是由 王勇 周皓 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种可回转链板式加热炉,包括:上料机器人、集气罩、加热炉、循环风机、加热系统、工件、出料门、激光定位检测机构、出料机器人、链板涨紧装置、链板装置、电器控制系统和链板驱动机构,上料机器人设置于加热炉的上料端,集气罩设置于加热炉的进口上方,循环风机安装在加热炉的顶部,加热系统安装在加热炉的侧面,并伸入加热炉的内部,出料门安装在加热炉的出料端,电器控制系统设置在加热炉的侧面,链板装置的数量为若干个,若干个链板装置排列安装在加热炉内,链板装置的两端均伸出加热炉,链板涨紧装置安装在加热炉的上料端端部。本发明在同等工位数时可缩短炉长,有效降低能源消耗,同时降低投资成本。(The invention discloses a rotary chain plate type heating furnace, which comprises: the material loading robot, the gas collecting channel, the heating furnace, circulating fan, heating system, the work piece, the discharge door, laser location detection mechanism, ejection of compact robot, the link joint rises and tightly installs, the link joint device, electrical apparatus control system and link joint actuating mechanism, the material loading robot sets up in the material loading end of heating furnace, the gas collecting channel sets up in the import top of heating furnace, circulating fan installs the top at the heating furnace, heating system installs the side at the heating furnace, and stretch into the inside of heating furnace, the discharge end at the heating furnace is installed to the discharge door, electrical apparatus control system sets up the side at the heating furnace, the quantity of link joint device is a plurality of, a plurality of link joint device is arranged and is installed in the heating furnace, the heating furnace is all stretched out at the both ends of link joint device, the link joint rises and tightly installs the material loading end tip at the heating furnace. The invention can shorten the furnace length with the same work station number, effectively reduce the energy consumption and simultaneously reduce the investment cost.)

一种可回转链板式加热炉

技术领域

本发明涉及热处理技术领域,具体为一种可回转链板式加热炉。

背景技术

目前国内的铝合金件锻前加热炉主要有周期式加热炉、网带式加热炉、链条式加热炉和辊底式加热炉。相对于本发明装置,原来的两种方式主要的缺点有以下几个方面:

1)周期式加热炉上下料均需人工操作,智能化程度很低,一般产量较小,无法满足批量稳定生产的需求;

2)网带式加热炉由于网带的固有特性,承载量较低,容易变形、一般都是采取人工上下料,无法实现满足自动化生产的需求,同时出料后温度较高;

3)链条式加热炉和辊底式加热炉对于工件的形状要求有特殊要求,只能运载外形比较规则的工件(比如平板、圆棒等),无法满足异形件的使用要求;

4)常规的网带炉、链条炉和辊底炉均是向前单向输送工件,每次的步进距离固定,如果相邻工件距离较近,则出炉时易将紧邻出料的那组工件暴露在炉外,从而导致工件温度降低,到下一节拍时工件温度无法满足锻造前要求。如果相邻工件距离较远,则会使每次步进距离加大,导致加热炉变长,增加设备成本,同时占地面积较大,影响车间布局。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可回转链板式加热炉,解决目前几种炉型无法满足大批量,自动化生产的问题,同时降低了人工工作的危险,节省了成本,提高了效率;加热炉内可放置多排链板,且每排链板独立驱动,可同时或依次转动传送多组工件,提高生产效率;采用机器人进行上下料,出料口利用激光测距进行自动定位,进出料均可实现无人化操作;同时链板可实现正反转,前进后退步距可调,在同等工位数时可缩短炉长,有效降低能源消耗,同时降低投资成本。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可回转链板式加热炉,包括:

加热炉;

上料机器人,设置于所述加热炉的上料端;

集气罩,设置于加热炉的进口上方;

循环风机,安装在加热炉的顶部;

加热系统,安装在加热炉的侧面,并伸入加热炉的内部;

出料门,安装在加热炉的出料端;

电器控制系统,设置在所述加热炉的侧面;

链板装置,所述链板装置的数量为若干个,若干个所述链板装置排列安装在加热炉内,所述链板装置的两端均伸出加热炉,所述工件放置在链板装置上,便于取放工件;

链板涨紧装置,安装在所述加热炉的上料端端部;

链板驱动机构,安装在所述加热炉的出料端端部;

激光定位检测机构,设置于所述链板驱动机构的后方;

出料机器人,放置在所述链板驱动机构的侧面。

优选的,所述加热炉包括导流板、保温材料、链条支撑柱、炉壳和风机蜗壳;

所述加热炉炉壳采用钢结构焊接制作,内部填充保温材料,所述循环风机安装于炉壳的顶部,所述加热系统安装在炉壳的侧面外部,并位于循环风机下部进风口附近,所述风机蜗壳设置在炉壳内上部,并将循环风机的叶轮包裹住,在拐角处设置圆弧形,形成可向下导流的循环风道;

所述链板装置位于炉壳横截面的中部,并依靠两边所述链条支撑柱进行支撑,所述导流板安装于链板装置上方。

优选的,所述激光定位检测机构包括防护罩、激光测距仪、连接电缆、支撑立柱和测距仪支架;

所述支撑立柱采用膨胀螺栓固定在链板装置端部前方的地面上,所述激光测距仪安装在测距仪支架上,所述测距仪支架通过螺栓固定在支撑立柱上端部,所述防护罩通过螺栓固定在支撑立柱上,并且将激光测距仪罩住,所述连接电缆的一端与激光测距仪连接,另一端与电器控制系统相连。

优选的,所述链条涨紧装置包括涨紧气缸、涨紧支架、被动链轮、轴承、涨紧轴、滑块轴承、同步齿条、同步齿轮、滑块轨道和金属软管;

所述涨紧支架成对设置,分别固定于加热炉上料端的钢结构架体上,所述滑块轨道位于涨紧支架内部,且上下对称安装,所述滑块轴承的滑槽卡在两个滑块轨道之间,并能前后滑动,所述涨紧气缸安装在涨紧支架的端部,并且所述涨紧气缸活塞杆与滑块轴承之间采用螺母连接固定,所述涨紧轴左右两端穿插于滑块轴承的孔洞中,且两端伸出,所述同步齿条采用螺栓分别固定在滑块轨道上,所述同步齿轮通过标准方键固定在涨紧轴的端部,同时所述同步齿轮与同步齿条进行齿合,所述金属软管的一端与涨紧气缸连接,另外一端与压缩空气管路连接。

优选的,所述链板装置包括链条、链板和轨道;

所述轨道固定在加热炉内支撑立柱上,所述链条和链板之间通过螺栓进行连接固定。

优选的,所述链板驱动机构包括:驱动机构支架、轴承、驱动链轮、驱动轴、散热盘、空心轴减速机、编码器安装支架、旋转编码器、电缆线、联轴器和减速机安装板;

所述驱动机构支架为钢结构焊接件,并与加热炉采用螺栓连接固定,所述轴承通过螺栓安装固定在驱动机构支架两端的安装板上,所述驱动链轮通过方键固定在驱动轴上,所述驱动轴穿插固定在轴承中心孔中,所述散热盘通过标准卡箍固定在驱动轴上,并靠近轴承外侧,所述减速机安装板通过焊接固定在驱动机构支架上,所述空心轴减速机通过螺栓固定在减速机安装板上,并且驱动轴穿过空心轴减速机,轴端超出所述空心轴减速机,所述编码器安装支架通过螺栓固定在空心轴减速机端面法兰盘上,所述旋转编码器通过螺栓固定在编码器安装支架上,采用联轴器将驱动轴和旋转编码器连接。

本发明提出的一种可回转链板式加热炉,有益效果在于:本发明可以解决目前几种炉型无法满足大批量,自动化生产的问题,同时降低了人工工作的危险,节省了成本,提高了效率,加热炉内可放置多排链板,且每排链板独立驱动,可同时或依次转动传送多组工件,提高生产效率,采用机器人进行上下料,出料口利用激光测距进行自动定位,进出料均可实现无人化操作,同时链板可实现正反转,前进后退步距可调,在同等工位数时可缩短炉长,有效降低能源消耗,同时降低投资成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的加热炉结构示意图;

图3为本发明的激光定位检测机构结构示意图;

图4为本发明的链条涨紧装置结构示意图;

图5为本发明的链板装置结构示意图;

图6为本发明的链条结构示意图;

图7为本发明的链板结构示意图;

图8为本发明的链板驱动机构结构示意图。

图中:1、上料机器人;2、集气罩;3、加热炉;4、循环风机;5、加热系统;6、工件;7、出料门;8、激光定位检测机构;9、出料机器人;10、链板涨紧装置;11、链板装置;12、电器控制系统;13、链板驱动机构。

具体实施方式

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他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:一种可回转链板式加热炉,包括:上料机器人1、集气罩2、加热炉3、循环风机4、加热系统5、工件6、出料门7、激光定位检测机构8、出料机器人9、链板涨紧装置10、链板装置11、电器控制系统12和链板驱动机构13,上料机器人1设置于加热炉3的上料端,集气罩2设置于加热炉3的进口上方,循环风机4安装在加热炉3的顶部,加热系统5安装在加热炉3的侧面,并伸入加热炉3的内部,出料门7安装在加热炉3的出料端,电器控制系统12设置在加热炉3的侧面,链板装置11的数量为若干个,若干个链板装置11排列安装在加热炉3内,链板装置11的两端均伸出加热炉3,工件6放置在链板装置上11,便于取放工件6,链板涨紧装置10安装在加热炉3的上料端端部,链板驱动机构13安装在加热炉3的出料端端部,激光定位检测机构8设置于链板驱动机构13的后方,出料机器人9放置在链板驱动机构13的侧面;

出料口利用激光测距进行自动定位,进出料均可实现无人化操作,同时链板可实现正反转,前进后退步距可调,在同等工位数时可缩短炉长,有效降低能源消耗,同时降低投资成本。

更具体的,如图2所示,加热炉3包括导流板3-1、保温材料3-2、链条支撑柱3-3、炉壳3-4和风机蜗壳3-5;

加热炉炉壳3-4采用钢结构焊接制作,内部填充保温材料3-2,循环风机4安装于炉壳3-4的顶部,加热系统5安装在炉壳3-4的侧面外部,并位于循环风机4下部进风口附近,可根据实际需要采用两侧布置,也可单侧布置,风机蜗壳3-5设置在炉壳3-4内上部,并将循环风机4的叶轮包裹住,在拐角处设置圆弧形,形成可向下导流的循环风道,链板装置11位于炉壳3-4横截面的中部,并依靠两边链条支撑柱3-3进行支撑,导流板3-1安装于链板装置11上方;

循环风机4置于加热炉3顶部,可根据炉长分成多组;加热系统5放置于循环风机叶轮下部,加热系统5可采用燃气、燃油和电能等多种加热能源方式,加热炉3内采取独特的风道方式使工件快速升温,加热方式为直接加热,达到能源最大化利用。

更具体的,如图3所示,激光定位检测机构8包括防护罩8-1、激光测距仪8-2、连接电缆8-3、支撑立柱8-4和测距仪支架8-5;

支撑立柱8-4采用膨胀螺栓固定在链板装置11端部前方的地面上,激光测距仪8-2安装在测距仪支架8-5上,测距仪支架8-5通过螺栓固定在支撑立柱8-4上端部,防护罩8-1通过螺栓固定在支撑立柱8-4上,并且将激光测距仪8-2罩住,连接电缆8-3的一端与激光测距仪8-2连接,另一端与电器控制系统12相连。

更具体的,如图4所示,链条涨紧装置10包括涨紧气缸10-1、涨紧支架10-2、被动链轮10-3、轴承10-4、涨紧轴10-5、滑块轴承10-6、同步齿条10-7、同步齿轮10-8、滑块轨道10-9和金属软管10-10;

涨紧支架10-2成对设置,分别固定于加热炉3上料端的钢结构架体上,滑块轨道10-9位于涨紧支架10-2内部,且上下对称安装,滑块轴承10-6的滑槽卡在两个滑块轨道10-9之间,并能前后滑动,涨紧气缸10-1安装在涨紧支架10-2的端部,并且涨紧气缸10-1活塞杆与滑块轴承10-6之间采用螺母连接固定,涨紧轴10-5左右两端穿插于滑块轴承10-6的孔洞中,且两端伸出,同步齿条10-7采用螺栓分别固定在滑块轨道10-9上,同步齿轮10-8通过标准方键固定在涨紧轴10-5的端部,同时同步齿轮10-8与同步齿条10-7进行齿合,金属软管10-10的一端与涨紧气缸10-1连接,另外一端与压缩空气管路连接。

更具体的,如图5所示,链板装置11包括链条11-1、链板10-2和轨道10-3;

轨道10-3固定在加热炉3内支撑立柱上,链条11-1和链板10-2之间通过螺栓进行连接固定;

加热炉3内可放置多排链板10-2,且每排链板10-2独立驱动,可同时或依次转动,达到传送多组工件的能力,由于链带具有正反转功能,正转时出料定位依靠激光定位器,反转时依靠驱动轴上的旋转编码器,可将工件每次出料时的定位精度控制在≤±3mm内,保证自动出料时机器人顺利夹取工件,加热炉3全程自动化,避免了繁杂的人工操作,减少了人工的消耗,由于加热后工件处于高温状态,避免了因人工操作而产生的危险事件的发生;

链板10-2采用特殊结构,两边采用大规格输送链条,中间采用孔板,孔板下部进行加强,该结构具有承载能力强,不易变形的特点,同时链板上面为非常平整,可适用于各种异形、非标工件的摆放。

更具体的,如图8所示,链板驱动机构13包括:驱动机构支架13-1、轴承13-2、驱动链轮13-3、驱动轴13-4、散热盘13-5、空心轴减速机13-6、编码器安装支架13-7、旋转编码器13-8、电缆线13-9、联轴器13-10和减速机安装板13-11;

驱动机构支架13-1为钢结构焊接件,并与加热炉3采用螺栓连接固定,轴承13-2通过螺栓安装固定在驱动机构支架13-1两端的安装板上,驱动链轮13-3通过方键固定在驱动轴13-4上,驱动轴13-4穿插固定在轴承13-2中心孔中,散热盘13-5通过标准卡箍固定在驱动轴13-4上,并靠近轴承13-2外侧,减速机安装板13-11通过焊接固定在驱动机构支架13-1上,空心轴减速机13-6通过螺栓固定在减速机安装板13-11上,并且驱动轴13-4穿过空心轴减速机13-6,轴端超出空心轴减速机13-6,编码器安装支架13-7通过螺栓固定在空心轴减速机13-6端面法兰盘上,旋转编码器13-8通过螺栓固定在编码器安装支架13-7上,采用联轴器13-10将驱动轴13-4和旋转编码器13-8连接。

实施例:首先在控制系统12上设定好所需要的加热温度、生产节拍、夹取等待时间、步进行程和后退行程等参数,启动循环风机4,然后启动加热系统5,待炉内温度达到设定值时,由上料机器人1根据节拍时间夹取工件6依次放置在上、中、下链板装置11上,待生产节拍时间到,出料门7自动打开,链板装置11在链板驱动机构13驱动下根据控制系统12设定好的节拍,先向前移动至步进行程,夹取等待时间到后再向后运行至后退行程,出料门7自动关闭,由此一次出料动作全部完成;待工件6步进运行至出料口时,出料门7打开,链板装置11在链板驱动机构13驱动下向前移动,激光定位检测8检测到工件后,驱动停止,出料机器人9快速夹取工件6放置到锻机或者其他指定位置,该节拍完成,三个通道依据设定的节拍时间依次循环完成上述动作,实现连续生产。

本实施例中,结合图2进一步说明快速加热工件及炉炉内循环风原理:

当人工在电器控制系统12上设定好各项参数后,启动循环风机4,循环风机4工作正常后,启动加热装置5,加热系统5可根据实际需要的热量和热源自主选型,直接在市场采购回安装好即可,加热系统5可释放大量热量,通过循环风机4吸风口吸入,并进行高速搅拌后,从两侧吹出,在风机蜗壳3-5的导向向逐渐向下转向吹入炉膛内,上部的导流板3-1与炉内中间的链板装置11形成一个平行空间,同时作为工件6的通过区域和循环风流通的空间,携带热量的循环风机从两侧快速吹向工件,对工件进行快速加热;导流板3-1在中间时,采用一定的下压弧度,可以保证循环风必须经过中间通道后再进入上部的循环风机4吸风口,保证中间通道的工件6也能均匀快速受热,循环风机4可根据炉膛的大小选取不的同型号。

本实施例中,结合图3进一步说明激光定位检测机构的工作方式:

当电器控制系统12输出出料信号后,链板驱动机构13驱动链板装置11向前移动,工件6随着链板装置11从炉内向外移动时,电器控制系统12输出信号给激光测距仪8-2,激光测距仪8-2向着工件发射信号,在接触到工件6后信号即可返回被激光测距仪8-2接收,激光测距仪8-2接收到信号后内部进行处理,同时输出数据通过电缆线8-3传送给电器控制系统12进行处理,当激光测距仪8-2输出数据与电器控制系统12内部的设定值匹配一致时,电器控制系统12输出停止信号给链板驱动机构13,保证工件6每次停止到固定的位置上,采用此种方式,工件的重复定位精度可达≤±3mm,保证机器人能顺利取放工件,由于支撑立柱8-4采用膨胀螺栓固定在链板装置11端部前方的地面上;激光测距仪可不受加热炉可能产生震动的影响。

本实施例中,结合图4进一步说明链条涨紧装置的工作方式:

当需要生产时,打开压缩空气管路上的阀门,两支涨紧气缸10-2的活塞杆在压缩空气的压力下均开始回缩,并对链板装置11提供一个持续并且恒定的拉紧力,当链板装置11受热膨胀和长期使用导致链条延伸变成后,在同步齿条10-7和同步齿轮10-8的约束下,链板装置11两边的链条将同步被拉紧,在链条涨紧装置10的作用下链板装置始终保持着绷紧的状态,保证链板装置10不论在正转还是反转过程中都能平稳运转,不会出现淤积的情况。

本实施例中,结合图5、图6、图7进一步说明链板装置的结构和制作方式:

链板装置主要由链条11-1、链板10-2、轨道10-3组成;轨道11-3采用标准角钢制作,该角钢选用锰钢材料,保证强度和耐磨性,该轨道被固定在炉内支撑架上,链条11-1选用大节距带附板输送链,规格和材料应保证其具有较高的耐高温性能和抗拉强度,长期在高温大拉力下不变形;链板11-2采用普通钢板制作,并在表面上均匀密集排布小孔,便于通风的同时减轻重量,防止热膨胀变形,钢板下部采用钢格板进行加强,防止钢板下垂变形,链板11-2和两边的链条11-1采用螺栓连接在一起,便于更换,这种结构对工件外形的兼容性很好,可满足各种异形工件的生产需求。

本实施例中,结合图8进一步说明链板驱动机构的工作原理和过程:

当电器控制系统12内设定的步进节拍到时,电器控制系统12将接通空心轴减速机13-6电源,空心轴减速机13-6将自动旋转,并同带动驱动轴13-4旋转,驱动轴13-4旋转时通过方键的作用带动驱动链轮13-3旋转,驱动链轮13-3将带动链板装置11旋转,从而实现链板装置的移动,同时驱动轴13-4旋转的同时,通过联轴器13-10驱动旋转编码器13-8旋转,从而实现旋转角度的测量,通过对旋转编码器13-8旋转时的脉冲数和驱动链轮的外径等参数的组合计算,可以计算出旋转编码器13-8每个脉冲对应的链板装置11移动的距离,这样就可以直接在电器控制系统12上设置所需的移动行程。

最后,激光定位检测装置主要是控制链板装置11前进过程中工件6的准确位置,链板驱动机构13的主要功能是驱动链板装置11实现正反转,也可同步测量链板装置11前进和后退过程中的行程距离,这两套机构组合使用,就能有效消除单靠旋转编码器13-8控制行程时的累积误差,实现工件精准定位的目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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