[發明專利]一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統及控制方法

有效

• 申請號: 201310053863.0
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103146909A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 尹德秀;劉文化;段華榮;孔春花;馬肖洪;張雷雷;丁芳;李超;曹耕原
• 申請（專利權）人: 中國一拖集團有限公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D9/22;C21D1/62;C21D1/667;C21D1/42
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統，其特征在于：所述電控系統包括：人機界面（3）、可編程控制器（4）、位置檢測單元（5）、開關量輸入單元（6）、開關量輸出單元（7）、回轉控制單元（8）；所述可編程控制器（4），安裝在電控柜（19）內部且為主控制器；所述人機界面（3），安裝在電控柜（19）上部的操作臺面上，且為人機之間傳遞、交換信息的對話接口，并與可編程控制器（4）相連；所述位置檢測單元（5），包括：與可編程控制器（4）上高速計數模塊相連的增量式編碼器（9）以及所配置的電控線路，其中，增量式編碼器（9）安裝在旋轉執行器件（17）的電機（M1）尾部電機軸上。

2.按照權利要求1所述的一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統，其特征在于：所述開關量輸入單元（6），包括：與可編程控制器（4）上的開關量輸入端相連的工作模式選擇開關（10）、系統自動啟停開關（11）、系統手動啟停開關（12）、系統急停開關（13）；其中，所述工作模式選擇開關（10），包括：手動/自動選擇旋鈕SA1以及所配置的電控線路；所述系統自動啟停開關（11），包括：自動運行按鈕SB1、停止運行按鈕SB2以及所配置的電控線路；所述系統手動啟停開關（12），包括：旋轉啟動按鈕SB3、旋轉停止按鈕SB4、加熱啟動按鈕SB5、加熱停止按鈕SB6、噴水啟動按鈕SB7、噴水停止按鈕SB8以及所配置的電控線路；所述系統急停開關（13），包括：系統急停按鈕SBJ1以及所配置的電控線路；在上述開關量輸入單元（6）中，所涉及的旋鈕及按鈕均設置在電控柜（19）上部的操作臺面上。

3.按照權利要求1所述的一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統，其特征在于：所述開關量輸出單元（7），包括：與可編程控制器（4）上的開關量輸出端相連的狀態指示組件（14）、淬火噴水組件（15）和感應加熱組件（16）；其中，所述狀態指示組件（14），包括：手動選擇指示燈HL1、自動選擇指示燈HL2、自動運行指示燈HL3、旋轉指示燈HL4、加熱指示燈HL5、噴水指示燈HL6以及所配置的電控線路；上述狀態指示組件（14）中，所涉及的指示燈均設置在電控柜（19）上部的操作臺面上；與感應淬火裝置配套使用的所述淬火噴水組件（15），包括：水泵M2、噴射閥CT、噴液開啟用中間繼電器KA2、水泵啟動用中間繼電器KA4、水泵用接觸器KM2及所配置的電控線路；與感應淬火裝置配套使用的所述感應加熱組件（16），包括：電源設備（27）、加熱啟動用中間繼電器KA3、加熱組件用接觸器KM1及所配置的電控線路。

4.按照權利要求1所述的一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統，其特征在于：所述回轉控制單元（8），包括：旋轉執行器件（17）、變頻器（18）及所配置的電控線路；所述變頻器（18），通過其所配置的電控線路，一端與可編程控制器（4）上模擬量輸出端相連，另一端與電機M1相連；所述旋轉執行器件（17），包括：電機M1、旋轉啟動用中間繼電器KA1，其中，中間繼電器KA1與可編程控制器（4）上的開關量輸出端相連，其電機M1旋轉不僅受到變頻器（18）的調速控制，而且還受到中間繼電器KA1的啟停控制。

5.權利要求1所述一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置的電控系統的控制，其特征在于：所述控制方法的步驟如下：

1）接通感應淬火裝置用電源：使一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置處于可工作狀態；?

2）選擇自動控制模式：在電控柜（19）上部的操作臺面上，選擇自動工作模式，即，將手動/自動選擇旋鈕SA1旋至自動位置上，自動選擇指示燈HL2亮；

3）檢查上次設置的參數是否可續用：依據淬火工藝要求，在人機界面（3）上檢查上次使用感應淬火裝置時設置的參數是否可續用；所述設置參數，包括：預加熱時間t0、回轉組件所需的多種轉速及相對應的運轉時間；?

3-1）經檢查，如果上次設置的參數可續用，則直接進入下一步驟4）；

3-2）經檢查，如果上次設置的參數不可續用或上次沒有設置參數，則應在人機界面（3）上新設置所需的參數，即新設置預加熱時間t0、回轉組件（21）所需的多種轉速及相對應的運轉時間，隨后，進入下一步驟4）；?

4）放置上蓋（1）或下座（2）和半圓帶臺階屏蔽環（23）：在感應淬火“起點”位置處，首先，將鏟刀連接座的上蓋（1）或下座（2）放置在已位于回轉組件（21）上的全圓帶臺階屏蔽環（22）上，并使其上蓋連接面（1b）或下座連接面（2b）與俯視水平中心線δx間夾角，符合感應淬火“起點”位置轉角θ'的要求；隨后，將半圓帶臺階屏蔽環（23）放置在鏟刀連接座的上蓋（1）或下座（2）上；

5）啟動自動運行按鈕：按下電控柜（19）上的自動運行按鈕SB1，自動運行指示燈HL3亮，一種用于鏟刀連接座感應淬火裝置進入自動運行狀態，即，依序自動完成如下的控制過程：?

5-1）預加熱開始：與感應淬火裝置配套使用的感應加熱組件（16）首先開始工作，即，加熱啟動用中間繼電器KA3?得電吸合，感應加熱組件（16）中的電源設備（27）、變壓器（27e）及其上的變壓器二次線圈（27f）通過淬火感應器（25），在感應淬火“起點”位置處，開始對處于非旋轉狀態下的上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）進行預加熱，直至設置的預加熱時間t0到；

5-2）設置的預加熱時間到：預加熱時間t0到，預加熱結束，此時，一方面，加熱啟動用中間繼電器KA3?仍處于得電吸合狀態，即，上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）仍處于被加熱狀態；另一方面，旋轉啟動用中間繼電器KA1得電吸合，電機M1啟動并驅動減速機（20）旋轉，且使得回轉組件（21）及其上的上蓋（1）或下座（2），按照設定的第一轉速n1由感應淬火“起點”位置向感應淬火“終點”位置即開始沿運轉方向ω旋轉，直至設置的第一運轉時間t1到；?

5-3）設置的第一轉速運轉結束：第一運轉時間t1到，第一轉速n1運轉結束，此時，一方面，旋轉啟動用中間繼電器KA1仍處于得電吸合狀態，回轉組件（21）及其上的上蓋（1）或下座（2），按照設置的且經變頻調速后的第二轉速n2沿運轉方向ω繼續旋轉，直至設置的第二運轉時間t2到；另一方面，噴水開啟用中間繼電器KA2得電吸合，噴射閥CT開啟，與感應淬火裝置配套使用的淬火噴水組件（15）開始工作，即，淬火冷卻介質開始通過淬火感應器（25）上的淬火水孔ζ，噴射到正在實施感應加熱的上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）上；除此之外，加熱啟動用中間繼電器KA3?仍處于得電吸合狀態，仍在對正在旋轉過程中的上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）實施感應加熱；

5-4）設置的第二轉速運轉結束：第二運轉時間到t2，第二轉速n2運轉結束，此時，一方面，旋轉啟動用中間繼電器KA1仍處于得電吸合狀態，回轉組件（21）及其上的上蓋（1）或下座（2），按照設置的且經變頻調速后的第三轉速n3繼續沿運轉方向ω旋轉，直至設置的第三運轉時間t3到；另一方面，加熱啟動用中間繼電器KA3和噴水開啟用中間繼電器KA2，二者仍處于得電吸合狀態，且分別對旋轉過程中的上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）繼續實施感應加熱和淬火冷卻；

5-5）設置的第三轉速運轉結束：第三運轉時間t3到，第三轉速n3運轉結束，即，當第三轉速n3將要運轉結束時，電控系統借助設置的增量式編碼器（9）將上蓋（1）或下座（2）運轉至感應淬火“終點”位置時的旋轉位移，轉換成周期性的電信號繼而轉變成計數脈沖，且通過可編程控制器（4）的實時分析處理，告知電控系統實施下一控制步驟；?

此時，一方面，旋轉啟動用中間繼電器KA1仍處于得電吸合狀態，與上所不同的是，回轉組件（21）及其上的上蓋（1）或下座（2），按照設置的且經變頻調速后的第四轉速n4，開始由感應淬火“終點”位置向感應淬火“起點”位置即沿著運轉方向ω繼續旋轉，直至設置的第四運轉時間t4到；另一方面，加熱啟動用中間繼電器KA3斷電釋放，停止感應加熱，而噴水開啟用中間繼電器KA2仍處于得電吸合狀態，仍在對旋轉過程中的上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）繼續實施淬火冷卻；

5-6）設置的第四轉速運轉結束：第四運轉時間t4到，第四轉速n4運轉結束，此時，一方面，旋轉啟動用中間繼電器KA1仍處于得電吸合狀態，與上所不同的是，回轉組件（21）及其上的上蓋（1）或下座（2），按照設置的且經變頻調速后的第五轉速n5沿著運轉方向ω繼續旋轉，直至設置的第五運轉時間t5到；另一方面，水開啟用中間繼電器KA2斷電釋放，噴射閥CT關閉，停止對上蓋凹球面（1a）或下座凹球面（2a）實施淬火冷卻；

5-7）設置的第五轉速運轉結束：第五運轉時間t5到，第五轉速n5運轉結束，即，當第五轉速n5將要運轉結束時，電控系統借助設置的增量式編碼器將上蓋（1）或下座（2）運轉至感應淬火“起點”位置時的旋轉位移，轉換成周期性的電信號繼而轉變成計數脈沖，且通過可編程控制器（4）的實時分析處理，使得旋轉啟動用中間繼電器KA1斷電釋放，電機M1、減速機、回轉組件及其上的上蓋（1）或下座（2）停止運轉，且上蓋（1）或下座（2）停留在感應淬火“起點”位置處，即重回放取上蓋（1）或下座（2）的感應淬火“起點”位置處；

6）取下半圓帶臺階屏蔽環（23）和上蓋（1）或下座（2）：在感應淬火“起點”位置處，首先，將放置在鏟刀連接座的上蓋（1）或下座（2）上的半圓帶臺階屏蔽環（23）取下，隨后，將放置在全圓帶臺階屏蔽環（22）上的鏟刀連接座的上蓋（1）或下座（2）取下；

7）確定是否進入下一工作循環：如下：

7-1）經確定，如果需要對下一個鏟刀連接座的凹球面繼續實施感應淬火，則返回步驟3），并重復其后的步驟，進入下一工作循環，直至不再需要為止；

7-2）經確定，如果不需要對下一個鏟刀連接座的凹球面實施繼續感應淬火，則按以下步驟實施：

7-2-1）按下電控柜（19）上的停止運行按鈕SB2，自動運行指示燈HL3滅，即不再顯示；

7-2-2）斷開感應淬火裝置用電源，使一種用于鏟刀連接座的感應淬火裝置處于非工作狀態，即結束本項工作。