一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统的制作方法

本技术涉及有色金属铸造，特别是涉及一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统。

背景技术：

1、有色金属锭的预热装置是一种在熔化有色金属零件铸造原料前进行预热的装置，可进行自动拆垛输送、预热、投料。

2、汽车用有色金属零件，尤其是发动机缸盖、缸体等，是采用铸造工艺制成的，铸造前述零件需要大量的铝液，铝液是通过熔化原料铝锭制成的，铝锭是最小单位的原料块，多块多层铝锭被包装成规定好尺寸的铝锭垛。为了生产铝液，当前铸造厂都设置有熔化车间，车间内部安装多台熔化炉，熔化时先将铝锭垛投入熔化炉中，炉中采用大量天然气进行燃烧加热使固态铝锭熔化成铝液。熔化炉中的铝液后续再用转运包转运到铸造车间，倒入进铸造机旁边的保温炉中，后续再进行铸造零件。

3、当前，熔铝锭的熔化炉都配置在单独的车间，需要单独的场地，熔化时采用大量天然气加热熔化铝锭，这种工艺，需要消耗大量的天然气，产生很高的碳排放，大量的热量和燃烧产物直接排入大气环境中，也恶化了作业环境，同时天然气需要单独的输运、监管，天然气的泄露、失火等安全隐患也一直存在。

4、有鉴于此，针对现有技术的不足予以研究改良，本申请提供了一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统。

技术实现思路

1、因此，针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统，实现了提前预热，可同时进行自动拆垛输送、预热、投料，以解决现有生产效率低、对环境不友好的问题。

2、第一方面，本实用新型的实施例提出了一种有色金属锭的预热装置，该装置包括拆垛部、输送部、预热部和投入部，所述拆垛部包括机械手单元，用于将金属锭搬运到所述输送部，所述机械手单元包括x向移动轴、y向移动轴、z向移动轴的三维移动轴和旋转轴；所述输送部包括用于将金属锭输送到所述预热部的自动输送机构；所述预热部为两端设有升降门的箱体，所述箱体两端通过升降门分别与输送部和投入部连通，所述箱体内设有用于对金属锭加热的加热元件；所述投入部的一端通过所述预热部的升降门与预热部的出口端连通，另一端连通保温炉的投料口，所述投入部设有保温板，用于对预热后的金属锭保温。

3、进一步地，所述拆垛部还包括框架、放置台和机械手控制器，所述放置台设在框架下方，用于放置金属锭垛，所述y向移动轴沿y向可移动的架设在所述框架顶部两根平行梁上，所述x向移动轴沿x向可移动的设在所述y向移动轴上，所述z向移动轴沿z向可移动的设在所述x向移动轴上，所述z向移动轴的底端设有机械手抓取部，用于抓取金属锭，所述机械手控制器控制x、y、z向的三维移动轴、旋转轴的运动以及机械手抓取部的开合动作。

4、进一步地，所述拆垛部还包括视觉相机，所述视觉相机设在z向移动轴的底部、或者设在所述y向移动轴的中部，且朝向金属锭垛，所述视觉相机用于采集并计算金属锭的水平和垂直位置误差并负反馈到机械手控制器。

5、进一步地，所述输送部还包括第一支撑座，所述自动输送机构包括输送槽、输送轨和推入机构，所述输送轨设在所述第一支撑座顶部，所述输送槽设在所述输送轨上，所述推入机构包括伸缩执行器和推头，所述伸缩执行器设在输送轨进入端的第一支撑座上，所述伸缩执行器的伸缩杆朝向所述输送槽，所述推头设在所述伸缩执行器的端头朝向金属锭输送方向，所述推头的数量与输送槽的数量适配。

6、进一步地，所述伸缩执行器采用链式执行器，所述输送槽内设有光电感应开关，所述光电感应开关通过电连接并控制链式执行器电的伸缩运动。

7、进一步地，所述预热部还包括第二支撑座、上箱体、下箱体、第一升降门、第二升降门、第一升降气缸、第二升降气缸，所述第二支撑座不高于所述第一支撑座，所述下箱体设置在所述第二支撑座的顶部，所述上箱体设在所述下箱体上，两者对合形成具有容纳金属锭的空腔，上箱体可旋转打开，所上箱体内、下箱体内均设置有加热元件和断热板，所述断热板安装在箱体的壳体上，用于隔热，所述加热元件通过断热板固定在壳体上，用于对箱体内的金属锭加热，所述第一升降门、第二升降门分别安插在所述预热部箱体的进入端、出口端，所述第一升降气缸、第二升降气缸分别连接并驱动所述第一升降门、第二升降门做升降运动，使预热部箱体的两端开启或封闭。

8、进一步地，所述加热元件为辐射管，上、下箱体内的所述辐射管均用于对金属锭表面进行红外线均匀辐射加热，在所述断热板表面还设有反射板，用于反射红外线到金属锭加热，所述上箱体内辐射管的下部装有护栏杆，所述下箱体内还装有滑轨座和滑轨，所述滑轨座安装在所述下箱体的断热板上，所述滑轨安装在所述滑轨座上，所述滑轨用于支撑金属锭并起导向作用，所述上、下箱体内的辐射管距金属锭表面的净距离均为5～50mm。

9、进一步地，所述上箱体内的辐射管为上辐射管，所述下箱体内的辐射管为下辐射管，所述上辐射管、下辐射管的形状可根据被加热金属锭的形状和结构设计成直管状、l形状、u形状、w形状、ω形状、s形状或螺旋形。

10、进一步地，所述上箱体内和下箱体内的加热元件为电磁感应线圈盘，所述电磁感应线圈盘包括电磁感应线圈、陶瓷体、线圈升降气缸和导杆，所述线圈升降气缸设在所述陶瓷体一表面中部，用于推动所述电磁感应线圈盘做升降运动，至少两根用于导向的所述导杆分设在线圈升降气缸两侧的陶瓷体表面，所述电磁感应线圈设在所述陶瓷体的另一表面，所述陶瓷体设置在断热板内表面侧，导杆穿插入断热板与壳体中，电磁感应线圈朝向加热区域，所述电磁感应线圈通电产生高频或中频电流，使金属锭表面至内部出现涡流而使金属锭发热升温，所述上、下箱体内的电磁感应线圈表面与金属锭表面的净距离均为1.5～15mm。

11、进一步地，还包括plc控制单元，所述plc控制单元连接并控制所述拆垛部、输送部、预热部、投入部的工作。

12、第二方面，提供了一种有色金属锭的预热控制系统，所述预热控制系统包括第一方面的预热装置以及plc控制单元，所述plc控制单元连接并控制所述拆垛部、输送部、预热部、投入部的工作。

13、综上，本实用新型提出的一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统，可进行自动拆垛输送、预热、投料。该装置实现提前预热铝锭到一定温度，然后结合铸造机现有的保温炉继续熔化已被预热的铝锭，进而实现摒弃当前需要额外的天然气熔化炉来熔铝的工艺，同时实现节能减排的目的，也为使用者节省下熔铝车间的场地。

技术特征：

1.一种有色金属锭的预热装置，其特征在于，包括拆垛部、输送部、预热部和投入部，所述拆垛部包括机械手单元，用于将金属锭搬运到所述输送部，所述机械手单元包括x向移动轴、y向移动轴、z向移动轴的三维移动轴和旋转轴；所述输送部包括用于将金属锭输送到所述预热部的自动输送机构；所述预热部为两端设有升降门的箱体，所述箱体两端通过升降门分别与输送部和投入部连通，所述箱体内设有用于对金属锭加热的加热元件；所述投入部的一端通过所述预热部的升降门与预热部的出口端连通，另一端连通保温炉的投料口，所述投入部设有保温板，用于对预热后的金属锭保温。

2.根据权利要求1所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述拆垛部还包括框架、放置台和机械手控制器，所述放置台设在框架下方，用于放置金属锭垛，所述y向移动轴沿y向可移动的架设在所述框架顶部两根平行梁上，所述x向移动轴沿x向可移动的设在所述y向移动轴上，所述z向移动轴沿z向可移动的设在所述x向移动轴上，所述z向移动轴的底端设有机械手抓取部，用于抓取金属锭，所述机械手控制器控制x、y、z向的三维移动轴、旋转轴的运动以及机械手抓取部的开合动作。

3.根据权利要求2所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述拆垛部还包括视觉相机，所述视觉相机设在z向移动轴的底部、或者设在所述y向移动轴的中部，且朝向金属锭垛，所述视觉相机用于采集并计算金属锭的水平和垂直位置误差并负反馈到机械手控制器。

4.根据权利要求1所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述输送部还包括第一支撑座，所述自动输送机构包括输送槽、输送轨和推入机构，所述输送轨设在所述第一支撑座顶部，所述输送槽设在所述输送轨上，所述推入机构包括伸缩执行器和推头，所述伸缩执行器设在输送轨进入端的第一支撑座上，所述伸缩执行器的伸缩杆朝向所述输送槽，所述推头设在所述伸缩执行器的端头朝向金属锭输送方向，所述推头的数量与输送槽的数量适配。

5.根据权利要求4所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述伸缩执行器采用链式执行器，所述输送槽内设有光电感应开关，所述光电感应开关通过电连接并控制链式执行器电的伸缩运动。

6.根据权利要求4所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述预热部还包括第二支撑座、上箱体、下箱体、第一升降门、第二升降门、第一升降气缸、第二升降气缸，所述第二支撑座不高于所述第一支撑座，所述下箱体设置在所述第二支撑座的顶部，所述上箱体设在所述下箱体上，两者对合形成具有容纳金属锭的空腔，上箱体可旋转打开，所上箱体内、下箱体内均设置有加热元件和断热板，所述断热板安装在箱体的壳体上，用于隔热，所述加热元件通过断热板固定在壳体上，用于对箱体内的金属锭加热，所述第一升降门、第二升降门分别安插在所述预热部箱体的进入端、出口端，所述第一升降气缸、第二升降气缸分别连接并驱动所述第一升降门、第二升降门做升降运动，使预热部箱体的两端开启或封闭。

7.根据权利要求6所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述加热元件为辐射管，上、下箱体内的所述辐射管均用于对金属锭表面进行红外线均匀辐射加热，在所述断热板表面还设有反射板，用于反射红外线到金属锭加热，所述上箱体内辐射管的下部装有护栏杆，所述下箱体内还装有滑轨座和滑轨，所述滑轨座安装在所述下箱体的断热板上，所述滑轨安装在所述滑轨座上，所述滑轨用于支撑金属锭并起导向作用，所述上、下箱体内的辐射管距金属锭表面的净距离均为5～50mm。

8.根据权利要求7所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述上箱体内的辐射管为上辐射管，所述下箱体内的辐射管为下辐射管，所述上辐射管、下辐射管的形状根据被加热金属锭的形状和结构设计成直管状、l形状、u形状、w形状、ω形状、s形状或螺旋形。

9.根据权利要求6所述的有色金属锭的预热装置，其特征在于，所述上箱体内和下箱体内的加热元件为电磁感应线圈盘，所述电磁感应线圈盘包括电磁感应线圈、陶瓷体、线圈升降气缸和导杆，所述线圈升降气缸设在所述陶瓷体一表面中部，用于推动所述电磁感应线圈盘做升降运动，至少两根用于导向的所述导杆分设在线圈升降气缸两侧的陶瓷体表面，所述电磁感应线圈设在所述陶瓷体的另一表面，所述陶瓷体设置在断热板内表面侧，导杆穿插入断热板与壳体中，电磁感应线圈朝向加热区域，所述电磁感应线圈通电产生高频或中频电流，使金属锭表面至内部出现涡流而使金属锭发热升温，所述上、下箱体内的电磁感应线圈表面与金属锭表面的净距离均为1.5～15mm。

10.一种有色金属锭的预热控制系统，其特征在于，所述预热控制系统包括如权利要求1-9任一项所述的预热装置以及plc控制单元，所述plc控制单元连接并控制所述拆垛部、输送部、预热部、投入部的工作。

技术总结
本技术涉及一种有色金属锭的预热装置及预热控制系统。该预热装置包括拆垛部、输送部、预热部和投入部，所述拆垛部包括机械手单元，用于将金属锭搬运到所述输送部，所述机械手单元包括X向移动轴、Y向移动轴、Z向移动轴的三维移动轴和旋转轴；所述输送部包括用于将金属锭输送到所述预热部的自动输送机构；所述预热部为两端设有升降门的箱体，所述箱体两端通过升降门分别与输送部和投入部连通，所述箱体内设有用于对金属锭加热的加热元件；所述投入部的一端通过所述预热部的升降门与预热部的出口端连通，另一端连通保温炉的投料口，所述投入部设有保温板，用于对预热后的金属锭保温。

技术研发人员：蒋靓彦
受保护的技术使用者：人维自动化（北京）有限公司
技术研发日：20230303
技术公布日：2024/1/13