全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，主要由上料部分、熱處理部分、取料部分和控制部分組成，上料部分和取料部分分別位于熱處理部分的左右兩側(cè)；熱處理部分包括退火爐；退火爐內(nèi)設(shè)置一根橫向貫穿并伸出爐外的金屬棒，退火爐外至少設(shè)置用于固定金屬棒的四個(gè)閥門(mén)；上料部分用于將非晶帶材套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，熱處理部分用于對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，取料部分用于將非晶帶材從退火爐內(nèi)取出并脫離金屬棒，控制部分用于控制各部分操作；本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)送料、取料、無(wú)超調(diào)自動(dòng)控溫且具有造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)環(huán)狀非晶帶材進(jìn)行連續(xù)退火的全自動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在非晶帶材的生產(chǎn)和檢測(cè)過(guò)程中，往往需要對(duì)環(huán)狀的非晶帶材進(jìn)行退火處理，如在制造環(huán)狀非晶電感鐵芯過(guò)程中，在對(duì)環(huán)狀非晶帶材進(jìn)行性能檢測(cè)前需要對(duì)其進(jìn)行退火處理，即對(duì)其進(jìn)行規(guī)定的加熱、冷卻和加磁場(chǎng)處理。
[0003]傳統(tǒng)的退火工藝是依靠人手動(dòng)將帶材送入退火爐、手動(dòng)控制退火爐內(nèi)溫度、手動(dòng)收集退火后的帶材，現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)具有以下缺點(diǎn):1、需要占用人工來(lái)實(shí)現(xiàn)送入和收集的工作，不但消耗人力、效率低，更重要的是人工操作手法不穩(wěn)定、一致性差、特別是在徒手接觸帶材時(shí)會(huì)對(duì)帶材的性能產(chǎn)生影響，直接影響帶材檢測(cè)結(jié)果的可信度；2、手動(dòng)控溫需時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)控退火爐內(nèi)溫度狀況，由于溫度傳遞的滯后性，退火過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)在指定溫度時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定升到某一溫度，造成溫度控制不穩(wěn)定、一致性差，直接影響檢測(cè)結(jié)果的可信度；3、由于人工來(lái)實(shí)現(xiàn)送入和收集的工作，工作效率低，造成退火爐內(nèi)的氣密性較差、不能維持高度的無(wú)氧環(huán)境，造成帶材氧化，影響非晶帶材的質(zhì)量和性能。
[0004]綜上所述，如何實(shí)現(xiàn)非晶帶材全自動(dòng)連續(xù)退火，使其能夠按照規(guī)定的溫度曲線完成穩(wěn)定、無(wú)氧、無(wú)差別的退火是非晶檢測(cè)過(guò)程的核心環(huán)節(jié)，對(duì)非晶帶材質(zhì)量及性能的檢測(cè)具有重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)送料、取料、無(wú)超調(diào)自動(dòng)控溫且造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、性能穩(wěn)定的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，主要由上料部分、熱處理部分、取料部分和控制部分組成，上料部分和取料部分分別位于熱處理部分的左右兩側(cè)；熱處理部分包括退火爐；退火爐內(nèi)設(shè)置一根橫向貫穿并伸出爐外的金屬棒，退火爐外至少設(shè)置用于固定金屬棒的四個(gè)閥門(mén)；上料部分用于將非晶帶材套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，熱處理部分用于對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，取料部分用于將非晶帶材從退火爐內(nèi)取出并脫離金屬棒，控制部分用于控制各部分操作。
[0007]優(yōu)化的，金屬棒左端設(shè)置第一閥門(mén)和第二閥門(mén)、右端設(shè)置第三閥門(mén)和第四閥門(mén)；第二閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，與退火爐左端開(kāi)口形成密封連接；第三閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，與退火爐右端開(kāi)口形成密封連接。
[0008]優(yōu)化的，上料部分包括加料箱、托料氣缸、第一進(jìn)料氣缸、第二進(jìn)料氣缸和擋板；加料箱位于金屬棒的左端，第二進(jìn)料氣缸位于金屬棒的上方，擋板位于加料箱的下方，第一閥門(mén)位于加料箱的右側(cè)，托料氣缸和第一進(jìn)料氣缸依次從上到下位于加料箱的左側(cè)；托料氣缸能夠托住位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材，第一進(jìn)料氣缸能夠推動(dòng)位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，將其套在金屬棒上，第二進(jìn)料氣缸能夠?qū)⒔饘侔羯系姆蔷Р耐迫胪嘶馉t內(nèi)。
[0009]優(yōu)化的，金屬棒兩端與四個(gè)閥門(mén)連接處采用黃銅，金屬棒中間由不銹鋼管制成。
[0010]優(yōu)化的，熱處理部分從左到右依次包括預(yù)加熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)，其左端設(shè)置保護(hù)氣體的出氣管，右端設(shè)置保護(hù)氣體的進(jìn)氣管；退火爐爐體采用無(wú)磁鋼，外圈用電阻絲加熱，爐體內(nèi)設(shè)置四組熱電偶。
[0011]優(yōu)化的，取料部分主要由第一出料氣缸、第二出料氣缸和接料箱組成；接料箱位于金屬棒右側(cè)末端的下方；在第一出料氣缸上設(shè)置電磁線圈和套在電磁線圈外的彈簧；第一出料氣缸抓取非晶帶材并帶動(dòng)帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第三閥門(mén)，第二出料氣缸推動(dòng)非晶帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第四閥門(mén)，直至推動(dòng)非晶帶材脫離金屬棒落入金屬棒下方的接料箱中。
[0012]優(yōu)化的，在彈簧上從下到上依次設(shè)置鐵板和橡膠墊。
[0013]優(yōu)化的，控制部分包括輸入輸出結(jié)構(gòu)、PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)、PLC控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件；在輸入輸出機(jī)構(gòu)中對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置；PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)將各項(xiàng)設(shè)置記錄在軟件控制程序中，并與PLC控制機(jī)構(gòu)通信；PLC控制機(jī)構(gòu)接收到PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)信號(hào)后控制執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件動(dòng)作并把動(dòng)作完成情況或報(bào)警信息發(fā)送至PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)。
[0014]優(yōu)化的，執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件主要由實(shí)現(xiàn)上電斷電功能的接觸器、自動(dòng)上料 接料的氣動(dòng)電磁閥、可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊、縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊、及縱磁電流、電壓顯示部件組成。
[0015]優(yōu)化的，熱處理部分的加熱程序采用PID無(wú)超調(diào)控制。
[0016]本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的控制部分的工作過(guò)程為:首先在輸入輸出機(jī)構(gòu)中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置操作，PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)中的軟件控制系統(tǒng)采用VB編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)、工藝曲線記錄及故障報(bào)警記錄等，是操作員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作的紐帶。PLC控制機(jī)構(gòu)采用RS232通信協(xié)議與PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)通信，例如當(dāng)操作員按下加熱按鈕后，軟件自動(dòng)把加熱按鈕對(duì)應(yīng)在PLC程序里的狀態(tài)寄存器調(diào)出，PLC接收到加熱信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算后控制可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊從而控制可控硅的占空比，即控制了加熱的功率。
[0017]在設(shè)置工藝曲線時(shí)，軟件會(huì)把操作員在編輯框里所填的數(shù)據(jù)賦值到PLC里指定的寄存器里，PLC控制程序部分中采用RS232通信協(xié)議與PC機(jī)通信，操作員在PC機(jī)設(shè)定好工藝曲線后，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行工藝曲線時(shí)，PLC接收到PC機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)后運(yùn)行PLC程序控制設(shè)備動(dòng)作并把動(dòng)作完成情況或報(bào)警信息發(fā)送至PC機(jī)系統(tǒng)。加熱部分采用PID無(wú)超調(diào)控制保障系統(tǒng)加熱可靠、穩(wěn)定。
[0018]執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件由實(shí)現(xiàn)上電斷電功能的接觸器、自動(dòng)上料接料的各氣動(dòng)電磁閥、可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊、縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊、及縱磁電流、電壓等顯示部件組成?？紤]到手動(dòng)運(yùn)行設(shè)備時(shí)，添加了各動(dòng)作的啟動(dòng)、停止按鈕和縱磁電流旋鈕等。
[0019]在控制部分的控制下，上料部分的工作過(guò)程為:當(dāng)需要上料時(shí)，托料氣缸向左收回，位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材落至加料箱和擋板之間，位于加料箱內(nèi)上部的非晶帶材落至加料箱的下部；此時(shí)擋板接住位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，托料氣缸動(dòng)作托住位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材；在第二閥門(mén)關(guān)閉狀態(tài)下，第一閥門(mén)打開(kāi)，第一進(jìn)料氣缸推動(dòng)位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，將其套在金屬棒上；然后第一進(jìn)料氣缸收回，第一閥門(mén)關(guān)閉卡住銅棒，第二閥門(mén)打開(kāi)，第二進(jìn)料氣缸將銅棒上的非晶帶材推入退火爐內(nèi)；第二閥門(mén)關(guān)閉，進(jìn)料過(guò)程完成。[0020]在控制部分的控制下，帶材在退火爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱、加熱、冷卻和加磁場(chǎng)的處理。爐體采用無(wú)磁鋼，外圈用電阻絲加熱，爐室內(nèi)溫度由四組熱電偶及時(shí)反饋給PLC的AD轉(zhuǎn)換模塊，爐室內(nèi)各部分的溫度信號(hào)在PLC程序中采用PID無(wú)超調(diào)控制，確保溫度穩(wěn)定。加熱處理的同時(shí)，根據(jù)工藝要求需要加縱磁。具體方式為在金屬棒上通有IOV 200A左右的電流，根據(jù)左手定則爐室內(nèi)在金屬棒周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)?？筛鶕?jù)工藝的需求調(diào)節(jié)縱磁電流旋鈕，旋鈕信號(hào)控制給縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊使加在金屬棒上的電流改變從而改變?cè)跔t室的磁場(chǎng)大小。
[0021]用氬氣對(duì)爐室內(nèi)的帶材進(jìn)行保護(hù)，防止氧化，同時(shí)在冷卻區(qū)為爐室散熱。氬氣從尾端的進(jìn)氣管進(jìn)入，充滿爐室再?gòu)臓t室前端的出氣管排出?？紤]到保護(hù)氣體從爐室的尾端進(jìn)入是因?yàn)榭梢詾槲捕死鋮s區(qū)帶材進(jìn)行降溫，同時(shí)也是對(duì)氣體的預(yù)熱，防止低溫氣體影響加熱區(qū)溫度。 [0022]在控制部分的控制下，取料部分的工作過(guò)程為:當(dāng)需要取料時(shí)，第三閥門(mén)打開(kāi)，金屬棒靠第四閥門(mén)固定，電磁線圈處于上電狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，第一出料氣缸運(yùn)動(dòng)到退火爐內(nèi)欲收取帶材下端，然后電磁線圈斷電，彈簧把非晶帶材壓在金屬棒上，第一出料氣缸收回并帶動(dòng)帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第三閥門(mén)，電磁線圈上電，彈簧被壓縮。第三閥門(mén)關(guān)閉，第四閥門(mén)打開(kāi)，第二出料氣缸推動(dòng)非晶帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第四閥門(mén)，直至推動(dòng)非晶帶材脫離金屬棒落入金屬棒下方的接料箱中，第四閥門(mén)關(guān)閉，退火過(guò)程完成。
[0023]取料部分通過(guò)設(shè)置第一出料氣缸、電磁線圈和套在電磁線圈外的彈簧，形成了可以抓取非晶帶材并帶動(dòng)其在金屬棒上滑行的結(jié)構(gòu)，通過(guò)在彈簧上從下到上依次設(shè)置鐵板和橡膠墊，加強(qiáng)了非晶帶材滑行中的穩(wěn)定性并保護(hù)了非晶帶材。
[0024]本發(fā)明由四個(gè)閥門(mén)固定一根金屬棒，金屬棒兩端連接閥門(mén)處采用黃銅，考慮到由于金屬棒兩端受力，金屬棒中間由撓度較好的不銹鋼管制成。在上料和取料的過(guò)程中金屬棒的一端至少有一個(gè)閥門(mén)關(guān)閉，用于固定金屬棒。
[0025]在控制系統(tǒng)的控制下，上料部分將待處理非晶帶材從左端逐個(gè)套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，退火爐內(nèi)的金屬棒上套滿非晶帶材后，熱處理部分對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，處理完成的非晶帶材由取料部分從退火爐內(nèi)右端逐個(gè)取出并脫離金屬棒，同時(shí)退火爐內(nèi)的金屬棒上有了空位，上料部分將待處理的非晶帶材從左端逐個(gè)套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，當(dāng)處理完成的非晶帶材全部取出時(shí)，退火爐內(nèi)的金屬棒上也全部套上了待處理的非晶帶材，熱處理部分對(duì)其進(jìn)行處理，如此循環(huán)，即實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火處理。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，在對(duì)帶材退火時(shí)，通過(guò)上料部分將待退火的非晶帶材送入退火爐內(nèi)，在爐室內(nèi)進(jìn)行熱處理后，由取料部分取出帶材，并采用PLC控制各部分按邏輯功能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)熱處理。
[0027]2、本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，采用了氣缸傳動(dòng)，控制自動(dòng)送料，采用電磁鐵擠壓及氣缸傳動(dòng)控制自動(dòng)取料，不需要占用人工就可以實(shí)現(xiàn)送入和收集的工作，解放了人力、生產(chǎn)效率高，提高了送料和取料動(dòng)作的穩(wěn)定性、一致性，避免了徒手接觸帶材對(duì)帶材性能產(chǎn)生的影響，提高了帶材檢測(cè)結(jié)果的可信度。
[0028]3、本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)運(yùn)用PID算法控制可控硅導(dǎo)通角從而控制溫度絕對(duì)穩(wěn)定無(wú)超調(diào)，能精確控制帶材退火工藝，使其在指定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定升到指定一溫度，不僅在檢測(cè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)退火，而且在非晶帶材熱處理過(guò)程中保證了溫度的穩(wěn)定性、超調(diào)溫度次數(shù)減少99%，實(shí)現(xiàn)了退火工藝的一致性差，保證了檢測(cè)結(jié)果的可信度。
[0029]4、本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，采用了氣缸傳動(dòng)，控制自動(dòng)送料，采用電磁鐵擠壓及氣缸傳動(dòng)控制自動(dòng)取料，工作效率高，保證了退火爐內(nèi)的氣密性，能維持高度的無(wú)氧環(huán)境，防止了帶材氧化，保證了非晶帶材的質(zhì)量和性能。
[0030]綜上所述，本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)非晶帶材全自動(dòng)連續(xù)退火，使其能夠按照規(guī)定的溫度曲線完成穩(wěn)定、無(wú)氧、無(wú)差別的退火，對(duì)非晶帶材質(zhì)量及性能的檢測(cè)起到了重要的作用。本發(fā)明的推廣使用不但對(duì)實(shí)現(xiàn)非晶帶材的連續(xù)熱處理、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度方面具有積極的意義，而且在也可以應(yīng)用在其它磁性材料熱處理行業(yè)，如對(duì)硅鋼片或磁粉芯的熱處理等。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)上料部分、熱處理部分和取料部分整體示意圖；
圖2為本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的上料部分局部放大圖；
圖3為本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的取料部分局部放大圖；
圖4為本發(fā)明第一出料氣缸取出非晶帶材的工作狀態(tài)圖；
圖5為本發(fā)明提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的控制部分的示意圖。
[0032]1、上料部分；2、熱處理部分；3、取料部分；4、退火爐；5、金屬棒；6、第一閥門(mén)；7、第二閥門(mén)；8、第三閥門(mén)；9、第四閥門(mén)；10、加料箱；11、托料氣缸；12、第一進(jìn)料氣缸；13、第二進(jìn)料氣缸；14、擋板；15、位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材；16、位于加料箱和擋板之間的非晶帶材；17、預(yù)加熱區(qū)；18、加熱區(qū)；19、冷卻區(qū)；20、出氣管；21、進(jìn)氣管；22、第一出料氣缸；23、第二出料氣缸；24、接料箱；25、電磁線圈；26、彈簧；27、鐵板；28、橡膠墊；29、輸入輸出結(jié)構(gòu)；30、PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)；31、PLC控制機(jī)構(gòu)；32、執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件；33、處理后的非晶帶材。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明。
[0034]本實(shí)施方式的技術(shù)方案為:一種全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng),主要由上料部分1、熱處理部分2、取料部分3和控制部分組成，上料部分I和取料部分3分別位于熱處理部分2的左右兩側(cè)；熱處 理部分2包括退火爐4 ;退火爐4內(nèi)設(shè)置一根橫向貫穿并伸出爐外的金屬棒5，退火爐4外設(shè)置用于固定金屬棒5的四個(gè)閥門(mén)；上料部分I用于將非晶帶材套在金屬棒5上并送入退火爐4內(nèi)，熱處理部分2用于對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，取料部分3用于將非晶帶材從退火爐4內(nèi)取出并脫離金屬棒5，控制部分用于控制各部分操作。
[0035]金屬棒5左端設(shè)置第一閥門(mén)6和第二閥門(mén)7、右端設(shè)置第三閥門(mén)8和第四閥門(mén)9 ；第二閥門(mén)7關(guān)閉時(shí)，與退火爐4左端開(kāi)口形成密封連接；第三閥門(mén)8關(guān)閉時(shí)，與退火爐4右端開(kāi)口形成密封連接。[0036]上料部分I包括加料箱10、托料氣缸11、第一進(jìn)料氣缸12、第二進(jìn)料氣缸13和擋板14 ;加料箱10位于金屬棒5的左端,第二進(jìn)料氣缸13位于金屬棒5的上方,擋板14位于加料箱10的下方，第一閥門(mén)6位于加料箱10的右側(cè),托料氣缸11和第一進(jìn)料氣缸12依次從上到下位于加料箱10的左側(cè)；托料氣缸11能夠托住位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材15，第一進(jìn)料氣缸12能夠推動(dòng)位于加料箱和擋板之間的非晶帶材16，將其套在金屬棒5上，第二進(jìn)料氣缸13能夠?qū)⒔饘侔?上的非晶帶材推入退火爐4內(nèi)。
[0037]金屬棒5兩端與四個(gè)閥門(mén)連接處采用黃銅，金屬棒5中間由不銹鋼管制成。
[0038]熱處理部分2從左到右依次包括預(yù)加熱區(qū)17、加熱區(qū)18和冷卻區(qū)19，其左端設(shè)置保護(hù)氣體的出氣管20，右端設(shè)置保護(hù)氣體的進(jìn)氣管21 ;退火爐4爐體采用無(wú)磁鋼，外圈用電阻絲加熱，爐體內(nèi)設(shè)置四組熱電偶。
[0039]取料部分3主要由第一出料氣缸22、第二出料氣缸23和接料箱24組成；接料箱24位于金屬棒5右側(cè)末端的下方；在第一出料氣缸22上設(shè)置電磁線圈25和套在電磁線圈25外的彈簧26 ;第一出料氣缸22抓取非晶帶材并帶動(dòng)帶材在金屬棒5上滑行跨過(guò)第三閥門(mén)，第二出料氣缸23推動(dòng)非晶帶材在金屬棒5上滑行跨過(guò)第四閥門(mén)，直至推動(dòng)非晶帶材脫離金屬棒5落入金屬棒5下方的接料箱24中。
[0040]在彈簧26上從下到上依次設(shè)置鐵板27和橡膠墊28。
[0041 ] 控制部分包括輸入輸出結(jié)構(gòu)29、PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)30、PLC控制機(jī)構(gòu)31、執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件32 ;在輸入輸出機(jī)構(gòu)中對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置；PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)將各項(xiàng)設(shè)置記錄在軟件控制程序中，并與PLC控制機(jī)構(gòu)通信；PLC控制機(jī)構(gòu)接收到PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)信號(hào)后控制執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件動(dòng)作并把動(dòng)作完成情況或報(bào)警信息發(fā)送至PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)。
[0042]執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件主要由實(shí)現(xiàn)上電斷電功能的接觸器、自動(dòng)上料接料的氣動(dòng)電磁閥、可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊、縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊、及縱磁電流、電壓顯示部件組成。
[0043]熱處理部分2的加熱程序采用PID無(wú)超調(diào)控制。
[0044]本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)的控制部分的工作過(guò)程為:首先在輸入輸出機(jī)構(gòu)中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置操作，PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)中的軟件控制系統(tǒng)采用VB編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)、工藝曲線記錄及故障報(bào)警記錄等，是操作員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作的紐帶。PLC控制機(jī)構(gòu)采用RS232通信協(xié)議與PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)通信，例如當(dāng)操作員按下加熱按鈕后，軟件自動(dòng)把加熱按鈕對(duì)應(yīng)在PLC程序里的狀態(tài)寄存器調(diào)出，PLC接收到加熱信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算后控制可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊從而控制可控硅的占空比，即控制了加熱的功率。
[0045]在設(shè)置工藝曲線時(shí)，軟件會(huì)把操作員在編輯框里所填的數(shù)據(jù)賦值到PLC里指定的寄存器里，PLC控制程序部分中采用RS232通信協(xié)議與PC機(jī)通信，操作員在PC機(jī)設(shè)定好工藝曲線后，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行工藝曲線時(shí)，PLC接收到PC機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)后運(yùn)行PLC程序控制設(shè)備動(dòng)作并把動(dòng)作完成情況或報(bào)警信息發(fā)送至PC機(jī)系統(tǒng)。加熱部分采用PID無(wú)超調(diào)控制保障系統(tǒng)加熱可靠、穩(wěn)定。
[0046]執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件由實(shí)現(xiàn)上電斷電功能的接觸器、自動(dòng)上料接料的各氣動(dòng)電磁閥、可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊、縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊、及縱磁電流、電壓等顯示部件組成。考慮到手動(dòng)運(yùn)行設(shè)備時(shí)，添加了各動(dòng)作的啟動(dòng)、停止按鈕和縱磁電流旋鈕等。
[0047]在控制部分的控制下，上料部分的工作過(guò)程為:當(dāng)需要上料時(shí)，托料氣缸向左收回，位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材落至加料箱和擋板之間，位于加料箱內(nèi)上部的非晶帶材落至加料箱的下部；此時(shí)擋板接住位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，托料氣缸動(dòng)作托住位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材；在第二閥門(mén)關(guān)閉狀態(tài)下，第一閥門(mén)打開(kāi)，第一進(jìn)料氣缸推動(dòng)位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，將其套在金屬棒上；然后第一進(jìn)料氣缸收回，第一閥門(mén)關(guān)閉卡住銅棒，第二閥門(mén)打開(kāi)，第二進(jìn)料氣缸將銅棒上的非晶帶材推入退火爐內(nèi)；第二閥門(mén)關(guān)閉，進(jìn)料過(guò)程完成。
[0048]在控制部分的控制下，帶材在退火爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱、加熱、冷卻和加磁場(chǎng)的處理。爐體采用無(wú)磁鋼，外圈用電阻絲加熱，爐室內(nèi)溫度由四組熱電偶及時(shí)反饋給PLC的AD轉(zhuǎn)換模塊，爐室內(nèi)各部分的溫度信號(hào)在PLC程序中采用PID無(wú)超調(diào)控制，確保溫度穩(wěn)定。加熱處理的同時(shí)，根據(jù)工藝要求需要加縱磁。具體方式為在金屬棒上通有IOV 200A左右的電流，根據(jù)左手定則爐室內(nèi)在金屬棒周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)?？筛鶕?jù)工藝的需求調(diào)節(jié)縱磁電流旋鈕，旋鈕信號(hào)控制給縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊使加在金屬棒上的電流改變從而改變?cè)跔t室的磁場(chǎng)大小。
[0049]用氬氣對(duì)爐室內(nèi)的帶材進(jìn)行保護(hù)，防止氧化，同時(shí)在冷卻區(qū)為爐室散熱。氬氣從尾端的進(jìn)氣管進(jìn)入，充滿爐室再?gòu)臓t室前端的出氣管排出?？紤]到保護(hù)氣體從爐室的尾端進(jìn)入是因?yàn)榭梢詾槲捕死鋮s區(qū)帶材進(jìn)行降溫，同時(shí)也是對(duì)氣體的預(yù)熱，防止低溫氣體影響加熱區(qū)溫度。
[0050]在控制部分的控制下，取料部分的工作過(guò)程為:當(dāng)需要取料時(shí)，第三閥門(mén)打開(kāi)，金屬棒靠第四閥門(mén)固定，電磁線圈處于上電狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，第一出料氣缸運(yùn)動(dòng)到退火爐內(nèi)欲收取的處理后的非晶帶材33下端，然后電磁線圈斷電，彈簧把非晶帶材壓在金屬棒上，第一出料氣缸收回并帶動(dòng)帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第三閥門(mén)，電磁線圈上電，彈簧被壓縮。第三閥門(mén)關(guān)閉，第四閥門(mén)打開(kāi)，第二出料氣缸推動(dòng)非晶帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第四閥門(mén)，直至推動(dòng)非晶帶材脫離金屬棒落入金屬棒下方的接料箱中，第四閥門(mén)關(guān)閉，退火過(guò)程完成。
[0051]取料部分通過(guò)設(shè)置第一出料氣缸、電磁線圈和套在電磁線圈外的彈簧，形成了可以抓取非晶帶材并帶動(dòng)其在金屬棒上滑行的結(jié)構(gòu)，通過(guò)在彈簧上從下到上依次設(shè)置鐵板和橡膠墊，加強(qiáng)了非晶帶材滑行中的穩(wěn)定性并保護(hù)了非晶帶材。
[0052]本實(shí)施方式由四個(gè)閥門(mén)固定一根金屬棒，金屬棒兩端連接閥門(mén)處采用黃銅，考慮到由于金屬棒兩端受力，金屬棒中間由撓度較好的不銹鋼管制成。在上料和取料的過(guò)程中金屬棒的一端至少有一個(gè)閥門(mén)關(guān)閉，用于固定金屬棒。
[0053]在控制系統(tǒng)的控制下，上料部分將待處理非晶帶材從左端逐個(gè)套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，退火爐內(nèi)的金屬棒上套滿非晶帶材后，熱處理部分對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，處理完成的非晶帶材由取料部分從退火爐內(nèi)右端逐個(gè)取出并脫離金屬棒，同時(shí)退火爐內(nèi)的金屬棒上有了空位，上料部分將待處理的非晶帶材從左端逐個(gè)套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，當(dāng)處理完成的非晶帶材全部取出時(shí)，退火爐內(nèi)的金屬棒上也全部套上了待處理的非晶帶材，熱處理部分對(duì)其進(jìn)行處理，如此循環(huán)，即實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火處理。
[0054]本實(shí)施方式的特點(diǎn)在于:
1、本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，在對(duì)帶材退火時(shí)，通過(guò)上料部分將待退火的非晶帶材送入退火爐內(nèi)，在爐室內(nèi)進(jìn)行熱處理后，由取料部分取出帶材，并采用PLC控制各部分按邏輯功能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)熱處理。[0055]2、本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，采用了氣缸傳動(dòng)，控制自動(dòng)送料，采用電磁鐵擠壓及氣缸傳動(dòng)控制自動(dòng)取料，不需要占用人工就可以實(shí)現(xiàn)送入和收集的工作，解放了人力、生產(chǎn)效率高，提高了送料和取料動(dòng)作的穩(wěn)定性、一致性，避免了徒手接觸帶材對(duì)帶材性能產(chǎn)生的影響，提高了帶材檢測(cè)結(jié)果的可信度。
[0056]3、本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)運(yùn)用PID算法控制可控硅導(dǎo)通角從而控制溫度絕對(duì)穩(wěn)定無(wú)超調(diào)，能精確控制帶材退火工藝，使其在指定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定升到指定一溫度，不僅在檢測(cè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)退火，而且在非晶帶材熱處理過(guò)程中保證了溫度的穩(wěn)定性、超調(diào)溫度次數(shù)減少99%，實(shí)現(xiàn)了退火工藝的一致性差，保證了檢測(cè)結(jié)果的可信度。
[0057]4、本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，采用了氣缸傳動(dòng)，控制自動(dòng)送料，采用電磁鐵擠壓及氣缸傳動(dòng)控制自動(dòng)取料，工作效率高，保證了退火爐內(nèi)的氣密性，能維持高度的無(wú)氧環(huán)境，防止了帶材氧化，保證了非晶帶材的質(zhì)量和性能。
[0058]綜上所述，本實(shí)施方式提供的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)非晶帶材全自動(dòng)連續(xù)退火，使其能夠按照規(guī)定的溫度曲線完成穩(wěn)定、無(wú)氧、無(wú)差別的退火，對(duì)非晶帶材質(zhì)量及性能的檢測(cè)起到了重要的作用。本實(shí)施方式的推廣使用不但對(duì)實(shí)現(xiàn)非晶帶材的連續(xù)熱處理、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度方面具有積極的意義，而且在也可以應(yīng)用在其它磁性材料熱處理行業(yè)，如對(duì)硅鋼片或磁粉芯的熱處理等。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:主要由上料部分、熱處理部分、取料部分和控制部分組成，上料部分和取料部分分別位于熱處理部分的左右兩側(cè)；熱處理部分包括退火爐；退火爐內(nèi)設(shè)置一根橫向貫穿并伸出爐外的金屬棒，退火爐外至少設(shè)置用于固定金屬棒的四個(gè)閥門(mén)；上料部分用于將非晶帶材套在金屬棒上并送入退火爐內(nèi)，熱處理部分用于對(duì)非晶帶材進(jìn)行加熱、加磁場(chǎng)和冷卻處理，取料部分用于將非晶帶材從退火爐內(nèi)取出并脫離金屬棒，控制部分用于控制各部分操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:金屬棒左端設(shè)置第一閥門(mén)和第二閥門(mén)、右端設(shè)置第三閥門(mén)和第四閥門(mén)；第二閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，與退火爐左端開(kāi)口形成密封連接；第三閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，與退火爐右端開(kāi)口形成密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:上料部分包括加料箱、托料氣缸、第一進(jìn)料氣缸、第二進(jìn)料氣缸和擋板；加料箱位于金屬棒的左端，第二進(jìn)料氣缸位于金屬棒的上方，擋板位于加料箱的下方，第一閥門(mén)位于加料箱的右側(cè)，托料氣缸和第一進(jìn)料氣缸依次從上到下位于加料箱的左側(cè)；托料氣缸能夠托住位于加料箱內(nèi)最下端的非晶帶材，第一進(jìn)料氣缸能夠推動(dòng)位于加料箱和擋板之間的非晶帶材，將其套在金屬棒上，第二進(jìn)料氣缸能夠?qū)⒔饘侔羯系姆蔷Р耐迫胪嘶馉t內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:金屬棒兩端與四個(gè)閥門(mén)連接處采用黃銅，金屬棒中間由不銹鋼管制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:熱處理部分從左到右依次包括預(yù)加熱區(qū)、加熱區(qū)和冷卻區(qū)，其左端設(shè)置保護(hù)氣體的出氣管，右端設(shè)置保護(hù)氣體的進(jìn)氣管；退火爐爐體采用無(wú)磁鋼，外圈用電阻絲加熱，爐體內(nèi)設(shè)置四組熱電偶。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:取料部分主要由第一出料氣缸、第二出料氣缸和接料箱組成；接料箱位于金屬棒右側(cè)末端的下方；在第一出料氣缸上設(shè)置電磁線圈和套在電磁線圈外的彈簧；第一出料氣缸抓取非晶帶材并帶動(dòng)帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第三閥門(mén)，第二出料氣缸推動(dòng)非晶帶材在金屬棒上滑行跨過(guò)第四閥門(mén)，直至推動(dòng)非晶帶材脫離金屬棒`落入金屬棒下方的接料箱中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:在彈簧上從下到上依次設(shè)置鐵板和橡膠墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:控制部分包括輸入輸出結(jié)構(gòu)、PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)、PLC控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件；在輸入輸出機(jī)構(gòu)中對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置；PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)將各項(xiàng)設(shè)置記錄在軟件控制程序中，并與PLC控制機(jī)構(gòu)通信；PLC控制機(jī)構(gòu)接收到PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)信號(hào)后控制執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件動(dòng)作并把動(dòng)作完成情況或報(bào)警信息發(fā)送至PC機(jī)控制機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:執(zhí)行單位及啟動(dòng)部件主要由實(shí)現(xiàn)上電斷電功能的接觸器、自動(dòng)上料接料的氣動(dòng)電磁閥、可控硅調(diào)功觸發(fā)模塊、縱磁調(diào)功觸發(fā)模塊、及縱磁電流、電壓顯示部件組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全自動(dòng)非晶帶材連續(xù)退火系統(tǒng)，其特征在于:熱處理部分的加熱程序采用PID無(wú)超調(diào)控制。
【文檔編號(hào)】C21D9/56GK103667671SQ201310588488
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】康博強(qiáng), 王安慶 申請(qǐng)人:青島云路新能源科技有限公司