本發(fā)明涉及擠壓機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金擠壓前供錠裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，被譽(yù)為“21世紀(jì)最有前途的金屬結(jié)構(gòu)材料”。具有密度小，比強(qiáng)度和比剛度高，阻尼性、熱性、切削加工性、鑄造性能好，電磁屏蔽能力強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定，資源豐富，容易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)家提出戰(zhàn)略部署，交通運(yùn)輸裝備的輕量化對(duì)鎂合金的需求更加迫切。

2、擠壓作為鎂合金常見(jiàn)的加工方式之一，因其對(duì)性能顯著改善而在鎂合金加工領(lǐng)域備受青睞。在所有的變形加工技術(shù)中，擠壓加工特別適用于生產(chǎn)各類截面形狀復(fù)雜的型材，同時(shí)長(zhǎng)度上幾乎不受限制，可滿足工業(yè)大批量連續(xù)生產(chǎn)的需求。

3、目前國(guó)內(nèi)外所有的鎂合金擠壓機(jī)都是從鋁合金擠壓設(shè)備轉(zhuǎn)化而來(lái)，整個(gè)供錠過(guò)程可以分解為叫棒、轉(zhuǎn)運(yùn)、供錠四個(gè)階段。一般像4500t擠壓機(jī)(前供錠)，擠壓鑄錠從工頻爐放出至進(jìn)入擠壓筒一般在80秒左右；因?yàn)殒V合金的散熱效率比鋁合金高1.2倍，而鎂合金的材料晶體結(jié)構(gòu)決定鎂合金擠壓成型的溫度區(qū)間較窄，并且需要克服更大的變形抗力。所以希望實(shí)現(xiàn)更短的供錠時(shí)間，這樣可以實(shí)現(xiàn)鑄棒的精準(zhǔn)控溫(熱損失少)，也會(huì)間接縮短非擠壓時(shí)間，提高擠壓的效率。

4、現(xiàn)有技術(shù)以及相應(yīng)存在的局限如下：

5、1.目前鋁合金的擠壓供錠過(guò)程采用的是提前叫棒的形式，這樣可以將前三個(gè)階段的動(dòng)作和上一支鑄錠的擠壓過(guò)程重疊，這樣可以縮短整個(gè)供錠過(guò)程的節(jié)拍。但是這種對(duì)鎂合金鑄錠來(lái)說(shuō)的缺點(diǎn)有：①等待時(shí)間太長(zhǎng)就會(huì)增加熱損失，不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，造成擠壓時(shí)的壓力增大，直接影響模具壽命；②鎂合金的鑄錠的使用長(zhǎng)度不像鋁合金的相對(duì)一致，可以通過(guò)提前給擠壓筒一個(gè)相對(duì)固定的打開(kāi)位置，然后再進(jìn)行微調(diào)。鎂合金棒長(zhǎng)的使用區(qū)間更大，基本無(wú)法通過(guò)提前進(jìn)行設(shè)置；

6、2.通過(guò)在進(jìn)工頻爐前的鑄棒進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)，然后將測(cè)量數(shù)據(jù)以及加溫后的膨脹(補(bǔ)償系數(shù))反饋給擠壓機(jī)，直接減掉后續(xù)的測(cè)棒長(zhǎng)過(guò)程。存在的問(wèn)題：①目前的加熱爐和擠壓機(jī)基本不在一家設(shè)備廠家制作，增加設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，出現(xiàn)設(shè)備停電等異常過(guò)程需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行恢復(fù)數(shù)據(jù)，增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定性；②一旦出現(xiàn)換合金生產(chǎn)，需要將爐內(nèi)的鑄錠重新?lián)Q掉，需要將原來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，無(wú)形中會(huì)增加上棒的工作內(nèi)容以及出錯(cuò)概率；

7、3.棒長(zhǎng)測(cè)量的精度較差，誤差在10mm以上。不同牌號(hào)的鎂合金的熱膨脹系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)需要摸索和建立，增加人力、物力的投入；而且會(huì)進(jìn)一步影響到后期擠壓筒打開(kāi)的距離，加劇造成工序的重疊和時(shí)間浪費(fèi)；

8、4.現(xiàn)有的設(shè)備鑄棒從工頻爐放出至供錠器上，全程沒(méi)有溫度的保護(hù)措施，從工頻爐放出至供錠器上鑄棒的表面溫度會(huì)降低20℃左右，如果在環(huán)境溫度較低的北方，溫降更大；

9、5.擠壓筒的打開(kāi)和供錠器活動(dòng)臂伸展位置需要人為干預(yù)從工控機(jī)上進(jìn)行輸入，容易出現(xiàn)操作失誤和誤差；

10、為此，我們提出一種種鎂合金擠壓前供錠裝置及方法以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種鎂合金擠壓前供錠裝置及方法，能夠?qū)⒄麄€(gè)上棒過(guò)程將輔助的工序過(guò)程進(jìn)行疊加，提高上棒的效率，同步測(cè)距測(cè)溫更為高效。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鎂合金擠壓前供錠裝置，包括：

3、鑄棒，為鎂合金材質(zhì)；

4、工頻爐，其一端為以鑄棒軸向運(yùn)行的頂棒裝置，另一端為活動(dòng)開(kāi)合的端蓋且在對(duì)應(yīng)端蓋處固定有測(cè)溫裝置以對(duì)鑄棒測(cè)溫，所述端蓋外側(cè)還固定有以鑄棒軸向設(shè)置的出料輥道，所述出料輥道末端固定有定位塊以對(duì)鑄棒端部限位，所述出料輥道一側(cè)還固定有測(cè)長(zhǎng)裝置以對(duì)鑄棒長(zhǎng)度激光測(cè)距；

5、擠壓機(jī)，包括橫向依次設(shè)置的擠壓桿、擠壓筒、供錠器以及模具組件，所述供錠器內(nèi)部設(shè)有用以配合鑄棒的活動(dòng)臂，其頂部設(shè)置有機(jī)械限位，所述供錠器位于擠壓機(jī)工作位后，擠壓桿前頂帶動(dòng)擠壓筒前進(jìn)，以將鑄棒從供錠器內(nèi)頂出至模具組件上；

6、機(jī)器人手臂，設(shè)置于所述出料軌道上方，其通過(guò)底端的夾手裝置抓取鑄棒并轉(zhuǎn)運(yùn)至供錠裝置的活動(dòng)臂上，同步保證鑄棒前端與供錠裝置端部的機(jī)械限位貼緊，所述夾手裝置內(nèi)部還嵌設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)以對(duì)所述鑄棒進(jìn)行溫度補(bǔ)償；

7、工控機(jī)，電性連接所述擠壓機(jī)、工頻爐以及機(jī)器人手臂，以將鑄棒溫度信息和長(zhǎng)度信息交互并控制擠壓機(jī)、工頻爐以及機(jī)器人手臂伺服對(duì)應(yīng)。

8、進(jìn)一步地，所述夾手裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接部、定位架、驅(qū)動(dòng)件以及夾板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接部底部通過(guò)連接法蘭與所述定位架頂部螺栓固定，其頂部開(kāi)設(shè)有銷孔以連接所述機(jī)器人手臂，所述定位架架設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)件頂部，其底部固定有三角式的連接架，所述夾板包括兩個(gè)并對(duì)稱設(shè)置在所述定位架兩外側(cè)，每一所述夾板在相對(duì)另一夾板的末端固定有夾爪，所述連接架兩端分別鉸接兩所述夾板，所述驅(qū)動(dòng)件位于所述連接架上方，其用以驅(qū)動(dòng)兩夾板上的夾爪相對(duì)咬合或遠(yuǎn)離。

9、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)件為伺服氣缸，其對(duì)應(yīng)輸出軸桿末端通過(guò)第一鉸接套與其中一所述夾板頂部鉸接，所述伺服氣缸背部通過(guò)第二鉸接套與另一夾板頂部鉸接，所述伺服氣缸與所述機(jī)器人手臂電性連接以伺服控制。

10、進(jìn)一步地，每一所述夾板底端開(kāi)設(shè)有豎向式的調(diào)節(jié)孔且在調(diào)節(jié)孔內(nèi)活動(dòng)固定有定位塊，所述定位塊外壁橫向開(kāi)設(shè)有螺紋孔，并在螺紋孔內(nèi)螺紋連接有調(diào)節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)螺栓一端外露定位塊設(shè)置，另一端用以焊接固定所述夾爪背部。

11、進(jìn)一步地，所述加熱結(jié)構(gòu)包括加熱托盤以及壓塊，所述加熱托盤為外開(kāi)口的折彎結(jié)構(gòu)，其兩端折彎以對(duì)稱式傾斜，所述壓塊包括兩個(gè)且分別與每一折彎傾斜處螺栓固定，所述加熱托盤內(nèi)部包括嵌入式的電熱層，所述電熱層導(dǎo)線連通外部機(jī)器人手臂，所述加熱托盤與所述壓塊均為導(dǎo)熱材質(zhì)，每一所述壓塊頂部凸起有蜂窩式的觸點(diǎn)以與所述鑄棒接觸。

12、用于上述一種鎂合金擠壓前供錠裝置的供錠方法，包括如下步驟：

13、s1、叫棒：前一鑄棒擠壓加熱完成后，由工控機(jī)給工頻爐發(fā)送出棒的信號(hào)，端蓋和測(cè)溫裝置打開(kāi)，頂棒裝置前進(jìn)將鑄棒頂出端蓋至出料輥道上，到達(dá)前端定位塊后限位；

14、s2、測(cè)棒長(zhǎng)測(cè)溫：由測(cè)溫裝置以對(duì)鑄棒測(cè)溫，由測(cè)長(zhǎng)裝置對(duì)鑄棒長(zhǎng)度進(jìn)行激光測(cè)距，并將棒長(zhǎng)數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)反饋給工控機(jī)，工控機(jī)將棒長(zhǎng)信息反饋給機(jī)器人手臂、供錠器裝置、擠壓筒、擠壓桿；而后供錠器裝置的供錠器活動(dòng)臂根據(jù)棒長(zhǎng)信息收縮至固定位置；機(jī)器人手臂提前在鑄棒上部等待并按照棒長(zhǎng)信息抓取鑄棒的中間位置；擠壓筒、擠壓桿按照棒長(zhǎng)信息打開(kāi)到合適位置，由加熱機(jī)構(gòu)以對(duì)所述鑄棒進(jìn)行溫度補(bǔ)償；

15、s3、轉(zhuǎn)運(yùn)：機(jī)器人手臂控制夾手裝置抓取鑄棒并轉(zhuǎn)運(yùn)至供錠器的活動(dòng)臂上，并保證鑄棒前端與供錠器端部的機(jī)械限位貼緊；

16、s4、供錠：供錠器前進(jìn)到工作位，擠壓桿前進(jìn)將鑄棒頂在模具端面上，供錠器落下并返回至初始位，擠壓筒前進(jìn)，供錠結(jié)束進(jìn)入擠壓過(guò)程。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：

18、1)將上棒過(guò)程較常規(guī)的供錠方式縮短20秒左右，單支棒的非擠壓時(shí)間縮短20秒，生產(chǎn)效率提高4％左右；

19、2)通過(guò)對(duì)鑄棒進(jìn)行溫度補(bǔ)償以減少鑄棒在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的熱量損失，提高鑄棒溫度控制的精準(zhǔn)度；

20、3)整體結(jié)構(gòu)擠壓效率高、生產(chǎn)效率塊，能夠間接降低模具的報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)，提高模具的使用壽命。