大型輥軸磨損后的二堆焊自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及堆焊領(lǐng)域，尤其是一種堆焊磨損輥軸的自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型輥軸在使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)榫植繌?qiáng)度變化大而造成乳輥出現(xiàn)磨損、崩坑、乳輥表面出現(xiàn)裂紋、乳輥斷裂、乳輥硬度不均勻等損壞現(xiàn)象，從而導(dǎo)致乳輥報(bào)廢，特別是在冷乳鋼廠和連鑄鋼廠中經(jīng)常出現(xiàn)此類現(xiàn)象。由于輥軸均采用特種鋼材，而特種鋼材都是經(jīng)過(guò)鍛造和復(fù)雜的熱處理過(guò)程制造而成，價(jià)格較高，每年鋼廠中的輥軸損耗量巨大，之后又因不能修復(fù)或者修復(fù)后達(dá)不到原有性能而報(bào)廢，這給我國(guó)冶金行業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)有施焊大多通過(guò)人工操作，容易出現(xiàn)控制失誤導(dǎo)致處理不善的情況，而且通過(guò)人工判斷和控制該磨損輥軸的堆焊，對(duì)操作人員的技術(shù)要求高，效率低，且精確度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種堆焊磨損輥軸的自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，該自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法通過(guò)對(duì)其各個(gè)參數(shù)的精確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨損輥軸進(jìn)行自動(dòng)打磨、清潔、施焊、探傷和加熱，精確度高，效率高；高度自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了在盡量少的操作工人以及高度安全操作的前提下，創(chuàng)造出最大的利益經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種堆焊磨損輥軸的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、齒輪模塊、堆焊模塊、探傷模塊、加熱模塊、輸入模塊和PLC;
分別在所述輸入模塊輸入第一施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第一起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0011和第一終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0012傳遞至PLC;輸入第二施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第二起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0021和第二終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0022傳遞至PLC;……；輸入第N施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第二起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)00N1和第二終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)00N2傳遞至PLC；
所述PLC分別與滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、齒輪模塊、堆焊模塊、探傷模塊、加熱模塊和輸入模塊相連;用于接收各起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)和終點(diǎn)數(shù)字信號(hào);接收數(shù)字信號(hào)301和302;計(jì)算兩相鄰施焊點(diǎn)的圓周距，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)角度;計(jì)算滑塊的滑移距離，連桿的伸縮長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度，T形桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)的角度;并向齒輪模塊、滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、加熱模塊、堆焊模塊和探傷模塊分別傳遞執(zhí)行信號(hào)101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;
所述齒輪模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)101，控制轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至指定位置；
所述滑移模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)102，先將置于清潔機(jī)構(gòu)中的滑塊滑移至預(yù)定位置201，待到清潔機(jī)構(gòu)復(fù)位后，再按要求滑移置于機(jī)械臂中的滑塊；
T形桿、打磨輪、錘頭及與T形桿相連的連桿，與該連桿相連的滑塊組成清潔機(jī)構(gòu);所述連桿與T形桿連接處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，所述轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕用于在YZ平面360度旋轉(zhuǎn)T形桿;所述伸縮模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1031，將清潔機(jī)構(gòu)連桿按要求伸縮，待到清潔機(jī)構(gòu)復(fù)位后，再將置于機(jī)械臂中的連桿伸縮至預(yù)定位置202;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1032，將連桿收縮復(fù)位；
所述打磨模塊，接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1041，將打磨輪旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，配合伸縮模塊和齒輪模塊對(duì)輥軸進(jìn)行打磨;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)301;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1042，將錘頭旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，控制T形桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)，用于對(duì)輥軸去除焊渣;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)302;
所述加熱模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)下方的氧-乙炔槍頭及其點(diǎn)火器;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)105，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置206，打開(kāi)點(diǎn)火器，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對(duì)輥軸進(jìn)行加熱；所述堆焊模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)下方的焊槍;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)106，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置207，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對(duì)輥軸施焊；
所述探傷模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)下方的超聲波探傷儀探頭;用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)107，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置208，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對(duì)輥軸進(jìn)行探傷。
[0006]進(jìn)一步地，所述T形桿設(shè)有位移傳感器1，用于感應(yīng)T形桿與旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)距離是否小于或等于預(yù)定距離值，若小于或等于預(yù)定距離值，則向PLC傳遞預(yù)警數(shù)字信號(hào)，所述PLC控制滑移豐旲塊將滑塊上移。
[0007]進(jìn)一步地，所述支架上端設(shè)有位移傳感器2，用于當(dāng)打磨輪將一施焊點(diǎn)打磨4mm時(shí)，向PLC傳遞完成信號(hào);所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，直到輥軸到達(dá)下一施焊位點(diǎn)。
[0008]進(jìn)一步地，T形桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)5次，S卩:所述錘頭對(duì)一施焊位點(diǎn)敲打5次，則向PLC傳遞完成信號(hào);所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，直到輥軸到達(dá)下一施焊位點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述探傷模塊探測(cè)到輥軸有缺陷，則向PLC傳遞缺陷數(shù)字信號(hào);所述PLC向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞缺陷信號(hào)進(jìn)行顯示;同時(shí)控制堆焊模塊，對(duì)缺陷位點(diǎn)進(jìn)行重焊。
[0010]—種堆焊磨損輥軸的自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，它包括:
步驟1:分別在所述輸入模塊輸入第一施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第一起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0011和第一終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0012傳遞至PLC;輸入第二施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第二起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0021和第二終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)0022傳遞至PLC;……；輸入第N施焊點(diǎn)在輥軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為第二起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)00N1和第二終點(diǎn)數(shù)字信號(hào)00N2傳遞至PLC;
步驟2:所述PLC接收各起點(diǎn)數(shù)字信號(hào)和終點(diǎn)數(shù)字信號(hào);接收數(shù)字信號(hào)301和302;計(jì)算相鄰兩施焊點(diǎn)的圓周距，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)角度;計(jì)算滑塊的滑移距離，連桿(11)的伸縮長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度，T形桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)的角度;并向齒輪模塊、滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、加熱模塊、堆焊模塊和探傷模塊分別傳遞執(zhí)行信號(hào)101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;所述PLC接收缺陷數(shù)字信號(hào)，向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞至缺陷信號(hào)進(jìn)行顯示；
步驟3:所述齒輪模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)101，控制轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至指定位置；
所述滑移模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)102，先將置于清潔機(jī)構(gòu)中的滑塊滑移至預(yù)定位置201，待到清潔機(jī)構(gòu)復(fù)位后，再按要求滑移置于機(jī)械臂中的滑塊；當(dāng)T形桿與旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)距離小于或等于預(yù)定距離值，則向PLC傳遞預(yù)警數(shù)字信號(hào)，并將滑塊上移。
[0011]所述伸縮模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1031，將清潔機(jī)構(gòu)連桿按要求伸縮，待到清潔機(jī)構(gòu)復(fù)位后，再將置于機(jī)械臂中的連桿伸縮至預(yù)定位置202;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1032，將連桿收縮復(fù)位； 所述打磨模塊，接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1041，將打磨輪旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，配合伸縮模塊和齒輪模塊對(duì)輥軸進(jìn)行打磨;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)301;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)1042，將錘頭旋轉(zhuǎn)至Τ形桿的下方，控制Τ形桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)，用于對(duì)輥軸去除焊渣;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)302;當(dāng)打磨輪將一施焊點(diǎn)打磨4mm時(shí)，向PLC傳遞完成信號(hào);轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，直到輥軸到達(dá)下一施焊位點(diǎn)；錘頭對(duì)一施焊位點(diǎn)敲打5次，則向PLC傳遞完成信號(hào);所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，直到輥軸到達(dá)下一施焊位點(diǎn)。
[0012]步驟4:加熱模塊接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)105，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置206，打開(kāi)點(diǎn)火器，與齒輪模塊配合，對(duì)輥軸進(jìn)行加熱；
所述堆焊模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)下方的焊槍;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)106，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置207，與齒輪模塊配合，對(duì)輥軸施焊;及對(duì)缺陷位點(diǎn)進(jìn)行重焊；
所述探傷模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)下方的超聲波探傷儀探頭;用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)107，控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)至預(yù)定位置208，與齒輪模塊配合，對(duì)輥軸進(jìn)行探傷；當(dāng)探測(cè)到輥軸有缺陷，則向PLC傳遞缺陷數(shù)字信號(hào);所述PLC向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞缺陷信號(hào)進(jìn)行顯示。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、采用自動(dòng)化控制不容易出現(xiàn)控制失誤；
通過(guò)自動(dòng)控制滑塊的滑移、連桿的伸縮和T形桿的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)磨損輥軸的自動(dòng)打磨和清潔;使得清潔過(guò)程更加縝密，不容易出現(xiàn)遺漏對(duì)磨損輥軸的打磨和清潔，由于焊槍、超聲波探傷儀探頭、和氧-乙炔槍頭形狀相差不大，人工操作容易混淆，通過(guò)自動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨損輥軸的施焊、探傷和加熱，不容易出現(xiàn)弄錯(cuò)的情況。
[0014]2、對(duì)磨損輥軸施焊的效果高，堆焊層缺陷少，焊道成形質(zhì)量好，節(jié)約了能源；
由于采用的是埋弧自動(dòng)堆焊