[發(fā)明專利]一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011209782.1
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112275981B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 甘志超;于克勤;黃亞星;袁秀志;陳玉龍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科智能測控有限公司;北京瑞賽長城航空測控技術有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J9/20;B21K1/06;G05B19/418
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

1.一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：工控機（1)，主控?PLC(3)，監(jiān)控設備（4)，傳送設備（5)，鍛壓機器人（6)，快鍛機（8)，操作機（9)，測量機器人（10)，加熱爐（11)，溫度檢測儀（12)，拖車（13)；

其中，工控機（1）通過以太網(wǎng)與主控?PLC?(3）相連接，主控?PLC?(3)通過?ProfiNet?總線分別與快鍛機（8)、操作機（9)、鍛壓機器人（6)、測量機器人（10)、加熱爐（11）的控制端相連接，通過?Ethernet?提供的現(xiàn)場?I?/?O?模塊與傳送設備（5)、監(jiān)控設備（4)、溫度檢測儀（12）的?IO?端相連接：

快鍛機（8)、操作機（9)、鍛壓機器人（6)、測量機

器人（10)、加熱爐（11)與拖車（13）組成自由鍛造生產(chǎn)模塊；

主控?PLC?，用于根據(jù)工控機下發(fā)的控制指令，對應控制鍛壓機器人、快鍛機、操作機的工作；

加熱爐，用于給棒料加熱；

拖車，用于運輸棒料；

快鍛機，用于實施自由鍛工藝；

操作機，用于抓取大于150kg的大件棒料，實現(xiàn)大鍛件在鍛壓過程中的進給翻轉動作；

鍛壓機器人，用于抓取小于150kg的小件棒料，實現(xiàn)小鍛件在鍛壓過程中的進給翻轉動作；

傳送設備，用于輸送鍛件至后續(xù)工序；

測量機器人，用于檢測鍛壓過程中鍛件的尺寸形態(tài)變化；

溫度檢測儀，用于檢測鍛件在鍛壓過程中的實時溫度變化；

監(jiān)控設備，用于對現(xiàn)場進行全面監(jiān)控；

采用所述的智能生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)一種自由鍛造智能生產(chǎn)方法，包括：

加熱爐將棒料加熱以后由拖車進行抓取；

拖車夾爪伸入加熱爐夾取鍛件，復位后轉向快鍛機方向，拖車沿地面軌道向快鍛機行進，將鍛件放到快鍛機砧板上，拖車復位；

對于大于150kg的鍛件，操作機沿其軌道進給抓取鍛件，配合快鍛機對鍛件進行鍛壓；

對于小于150kg的鍛件，由人工吊裝、安裝在操作機軌道上的鍛壓機器人抓取鍛件，進行翻轉、進給鍛件任務；

溫度檢測儀監(jiān)測鍛件在鍛壓過程中的溫度變化；

測量機器人實時檢測鍛件形態(tài)；

監(jiān)控設備對整體操作進行實時動態(tài)監(jiān)控。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述生產(chǎn)系統(tǒng)在實際中的布置按照從右至左的順序依次為：加熱爐、拖車、快鍛機、測量機器人、溫度檢測儀、鍛壓機器人、傳送設備、操作機；

其中溫度檢測儀與測量機器人分別位于快鍛機的兩側；

所述操作機、鍛壓機器人、快鍛機、拖車依次分布于產(chǎn)線的中軸位置上，多個加熱爐分別安裝在中軸兩側，監(jiān)控設備分布在產(chǎn)線的各個位置。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：快鍛機操作機控制器；

所述主控?PLC?通過?ProfiNet?總線與快鍛機操作機控制器連接，所述快鍛機操作機控制器分別與快鍛機的控制端和操作機的控制端連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述測量機器人，對快鍛機上的鍛件進行掃描，將鍛件的實時形態(tài)反饋給主站?PLC?，直到該鍛件結束加工；

主站?PLC?將測量機器人反饋的鍛件的實時形態(tài)傳輸給工控機，工控機根據(jù)工藝所設定的鍛件最終形態(tài)進行對比，確定鍛件是否要繼續(xù)加工，并將指令通過主站?PLC?發(fā)送給鍛壓機器人、快鍛機、操作機。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，主站?PLC?發(fā)送給快鍛機的控制指令用于指示快鍛機的下壓量以及下壓速度，從而對鍛件實施不同的鍛壓力度。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種自由鍛造智能生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，

所述溫度檢測儀監(jiān)測鍛件在鍛壓過程中的溫度變化，并將監(jiān)測到的溫度數(shù)據(jù)反饋給主站?PLC?，主站?PLC讀取溫度變化數(shù)據(jù)后，依據(jù)工藝所設定的始鍛溫度、終鍛溫度決定鍛壓過程的起始與結束時刻。