[發明專利]真空電子束爐用自動鑄錠控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201711439234.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109954855A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 張睿;李勍;戴天舒;王宏斌;黃蓉;孫照富;寧堃;王熺煒;張延賓;劉鵬華
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D11/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

本發明公開了一種真空電子束爐用自動鑄錠控制系統及其控制方法。自動鑄錠控制系統包括工控機、PLC控制器、伺服電機驅動器、拉錠電機，工控機通過工業以太網總線與PLC控制器連接，PLC控制器的伺服控制通訊端口通過工業以太網總線與伺服電機驅動器的通訊端口連接，伺服電機驅動器的電機動力電源輸入端口通過濾波器、接觸器、空氣開關與三相電網連接，伺服電機驅動器驅動拉錠電機，拉錠電機上安裝的高速編碼器的數據傳輸端口與伺服電機驅動器的反饋信號接收端口連接，錠桿通過軸承與拉錠電機的輸出軸連接。本發明全程自動控制，無需手動干預，確保了鑄錠出來的金屬錠子外表面的光滑性，成品率高，生產效率高，大大延長了坩堝的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種用于真空電子束爐上的自動鑄錠控制系統及其控制方法，屬于真空熔煉自動鑄錠控制技術領域。

背景技術

電子束爐是一種在真空環境下運用一個或多個陰極電子槍通過發射高能的電子束，將熔物料轟擊，以使電子動能快速轉化為熱能，進而熔化物料，且滴入冷水銅坩堝內，從而凝固鑄錠的熔煉設備，其控制系統主要由三個部分組成：第一部分是真空機組控制系統，第二部分是電子槍高壓及線圈電源控制系統，第三部分是進料及鑄錠拖控系統。在生產過程中，金屬棒料通過進料電機推桿推至坩堝正上方，此時電子束由爐體頂部射出，打在金屬物料上，加熱至液體狀態，滴熔進水冷無底坩堝內，當液態金屬匯集在水冷坩堝中等待冷卻時，坩堝內部的錠桿向下運動將坩堝內的物料向下拉進行熔鑄。從實際實施中可以發現，錠桿的上下運動是由操作人員進行直接控制的，這種手動控制方式會受操作人員的工作經驗、工作態度等人為因素的影響，從而導致鑄錠出來的金屬錠子外表面的光滑性能無法得到保障，成品率不高，且坩堝內壁通常會受到磨損，大大縮短了坩堝的使用壽命，導致生產效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種真空電子束爐用自動鑄錠控制系統及其控制方法，其全程自動控制，無需手動干預，確保了鑄錠出來的金屬錠子外表面的光滑性，成品率高，生產效率高，大大延長了坩堝的使用壽命。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種真空電子束爐用自動鑄錠控制系統，其特征在于：它包括工控機、PLC控制器、伺服電機驅動器、拉錠電機，工控機通過工業以太網總線與PLC控制器連接，PLC控制器的伺服控制通訊端口通過工業以太網總線與伺服電機驅動器的通訊端口連接，伺服電機驅動器的電機動力電源輸入端口通過濾波器、接觸器、空氣開關與三相電網連接，伺服電機驅動器的電機動力電源輸出端口連接有拉錠電機，拉錠電機上安裝的高速編碼器的數據傳輸端口與伺服電機驅動器的反饋信號接收端口連接，錠桿通過軸承與拉錠電機的輸出軸連接。

一種所述的真空電子束爐用自動鑄錠控制系統的控制方法，其特征在于，它包括步驟：

1)操作人員向所述工控機輸入控制參數，控制參數包括所述錠桿下降的速度和位移、所述錠桿上升的速度和位移、以及所述錠桿下降與上升之間的間隔時間；

2)所述工控機將控制參數傳輸給所述PLC控制器；

3)所述PLC控制器啟動所述伺服電機驅動器，所述伺服電機驅動器向所述PLC控制器調取控制參數；

4)當真空電子束爐的坩堝內形成熔池后，所述伺服電機驅動器按照控制參數來控制所述拉錠電機運轉，所述拉錠電機帶動所述錠桿進行往復上下運動，直至所述錠桿下降至設定的下限位時停止，一根錠子鑄錠完成，其中：所述錠桿向下運動用來將坩堝內熔池中熔化的物料拉伸熔鑄，所述錠桿快速回頂向上運動用來保證坩堝內的熔池液位平整而不塌陷且半冷卻的物料外緣不粘在坩堝上，所述錠桿每次往復運動中的向下位移大于向上位移。

本發明的優點是：