[發(fā)明專利]一種用于中厚板矯直的裝置及矯直方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010015530.9
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111167884B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于恩林;盧軒
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: B21D1/00
• 分類號: B21D1/00;B21B15/00;B21D37/16;B21C51/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種用于中厚板矯直的裝置，其特征在于：其包括測距模塊、加熱模塊以及冷卻模塊；

所述測距模塊包括測距儀支架以及多個高精度的測距儀，所述測距儀連接控制模塊，

所述加熱模塊包括機架以及在設(shè)置在所述機架上部的第一加熱模塊和位于機架下部的第二加熱模塊，第一加熱模塊和第二加熱模塊均設(shè)置有多個加熱單元，第一加熱模塊和第二加熱模塊相對于板材厚度方向中間位置理想平面對稱設(shè)置，板材厚度方向中間位置理想平面為面P，

每一個加熱單元均包括感應(yīng)線圈、正極接線板、負極接線板、絕緣隔板、導軌、支架、滑板、絲杠、電機座和電機，所述電機借助于電機座固定在機架上，所述電機座的一端與所述機架固定連接，所述電機座的另一端與所述支架固定連接，所述絲杠的第一端連接所述電機，所述絲杠的第二端固定在所述支架上，所述感應(yīng)線圈分別與正、負極接線板固定連接后與導軌的第一端固定連接，所述正、負極接線板與所述導軌之間設(shè)置所述絕緣隔板，所述導軌的第二端和滑板固定連接為一整體結(jié)構(gòu)，所述滑板與所述絲杠能移動連接，所述電機通過絲杠傳遞動力使感應(yīng)線圈能夠上下移動；

所述感應(yīng)線圈為空心結(jié)構(gòu)，所述感應(yīng)線圈的兩端分別設(shè)置有用于通入冷卻水的進水口和出水口；

所述冷卻模塊包括冷卻支架、上噴淋管和下噴淋管，噴淋管有效噴淋長度應(yīng)能覆蓋整個板材寬度，上噴淋管和下噴淋管相對于面P對稱設(shè)置；

所述測距模塊的每一個測距儀與第一加熱模塊和第二加熱模塊上相對應(yīng)位置的加熱單元之間的水平距離相等，

多個測距儀的布置方式與多個加熱單元的布置方式相對應(yīng)，所述測距儀的測量基準面為面P，測距模塊利用高精度的測距儀測距并通過控制模塊實時調(diào)整加熱器高度，精確控制板材的加熱溫度，并通過板材本身的熱變形完成矯直過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中厚板矯直的裝置，其特征在于：所述滑板上固定絲杠螺母使得滑板與所述絲杠能移動連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中厚板矯直的裝置，其特征在于：第一加熱模塊和第二加熱模塊中多個加熱單元的布置方式如下：位于加熱模塊兩端邊緣位置的加熱單元與板材移動方向垂直，位于加熱模塊中間位置的加熱單元與板材移動方向平行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中厚板矯直的裝置，其特征在于：所述噴淋管有效噴淋長度應(yīng)能覆蓋整個被加工板材寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中厚板矯直的裝置對板材矯直的方法，其特征在于：其包括以下步驟：

S1、將每一個加熱單元的正、負極接線板分別與外部電源連接，感應(yīng)線圈進水口通入冷卻水，高精度測距儀通電并與控制模塊連接，冷卻模塊中通入冷卻液；

S2、被加工板材通入測距模塊，板材移動速度為v，板厚D，板材厚度方向中間位置理想平面為面P，實際中間位置平面記作面P₁，測距儀與面P的距離H，測距儀以頻率f測量豎直方向板材投影位置的距離H₁，則與面P₁距離為(H₁+D/2)，板材被測點位置相對于基準面P的浪高為H-(H₁+D/2)；

S3、設(shè)定板材允許最大浪高為H_f，判斷與被測位置相對應(yīng)的加熱單元是否需要移動，若|H-(H₁+D/2)|≤H_f，該加熱單元的感應(yīng)線圈不需要移動，等待下一次判斷結(jié)果，若|H-(H₁+D/2)|＞H_f，該加熱單元的感應(yīng)線圈需要移動，執(zhí)行步驟S4；

S4、根據(jù)板材被測位置不平整度百分比值μ選取合適的加熱距離d，其中，

μ越大，表示板材變形量越大，則在合理的加熱溫度范圍內(nèi)選取較大的加熱溫度，具體選取方法如下：

若μ≤μ₁，選取加熱距離d＝d₁，

若μ₁＜μ≤μ₂，選取加熱距離d＝d₂，

若μ₂μ，選取加熱距離d＝d₃，

以上μ₁、μ₂均為μ的一系列優(yōu)選值，其中μ₁μ₂；d₁、d₂、d₃均為感應(yīng)線圈與被加工板材間距d的一系列優(yōu)選值，且有d₃d₂d₁；

S5、測距儀和與之匹配的加熱單元的水平距離L，機架上部和下部加熱單元的感應(yīng)線圈初始時刻與面P距離均為H₀，

若HH₁+D/2，則板帶在該位置處下凹，在延時L/v后，與測距儀對應(yīng)的位于下端的第二加熱模塊的加熱單元所在的感應(yīng)線圈向板材方向移動，移動距離S為(H+H₀-H₁-D-d)，工作過程中，以感應(yīng)線圈底面中心位置為原點，豎直向下為y軸正方向建立直角坐標系，加熱單元以頻率f上下移動，故其實際運動為以前一次位置起始，運動至(0，-H-H₀+H₁+D+d)位置結(jié)束，

若HH₁+D/2，則板帶在該位置處上凸，在延時L/v后，與測距儀對應(yīng)的位于上端的第一加熱模塊的加熱單元所在的感應(yīng)線圈向板材方向移動，移動距離S為(H₁-H+H₀-d)，工作過程中，以感應(yīng)線圈底面中心位置為原點，豎直向上為y軸正方向建立直角坐標系，加熱單元移動的終點位置坐標為(0，-H₁+H-H₀+d)；

S6、被加工板材在加熱模塊加熱完成后進入冷卻模塊，上噴淋管和下噴淋管同時對板材進行噴淋冷卻；

S7、加工完成后，被加工板材離開加工區(qū)域入庫，關(guān)閉系統(tǒng)完成整個加工過程。