專利名稱：一種快速通電加熱彎曲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高溫塑性加工領域，具體地，涉及一種快速通電加熱彎曲裝置。
背景技術：
MoSi2發(fā)熱體在冶金、玻璃、陶瓷等行業(yè)中有著廣泛的應用，一般情況下，MoSi2發(fā)熱體元件熱端部分呈U形、W形及其它更復雜的形狀，這樣有利于增大元件發(fā)熱表面積，提高發(fā)熱功率；或者根據發(fā)熱體元件安裝的需要，熱端或冷端需要彎成90°或45°等角度，這其中必然涉及到了 MoSi2棒材彎曲問題，一般彎曲部位呈半圓形為最佳形狀，這樣有利于減小加熱、冷卻過程中彎曲部位的應力集中問題，從而有利于提高發(fā)熱體的使用壽命。但是，目前常采用的制備彎曲形發(fā)熱體的方法是:(1)在棒材擠出過程中直接將棒材冷彎曲成型；(2)將棒材通電加熱后用手工方法進行彎曲。上述制備工藝普遍存在可控性差和工藝重現(xiàn)性低以及外觀質量低劣的問題，從而降低了發(fā)熱體的使用壽命和外觀質量。經檢索，已有的通電加熱彎曲裝置中，比如公開號為202089905U (申請?zhí)枮?01120143133.6)，該實用新型公開了一種通電加熱彎曲裝置，包括通電加熱裝置、夾具彎曲機構、控制單元、溫度測量裝置，加熱棒材用于放置在夾具彎曲機構內，通電加熱裝置用于加熱二硅化鑰棒材，溫度測量裝置用來測量加熱棒材表面的溫度，溫度測量裝置的信號輸出端與控制單元內設置的溫度曲線控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，控制單元的信號輸出端與夾具彎曲機構的信號輸入端連接。該發(fā)明雖然解決了產品加熱彎曲的問題，但在實際使用過程中由于夾具的壓力和移動不可實時調整，容易一方面導致夾具夾持部位由于夾持壓力過大導致產品內部產生微裂紋影響產品使用壽命或者斷裂而報廢；另一方面由于產品溫度升高膨脹而導致最終彎曲形狀難以控制，產品成品率低。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種快速通電加熱彎曲裝置，通過本裝置能使發(fā)熱體棒材可以實現(xiàn)又好又快的自動化彎曲控制，在提高產品成品率的同時又確保了發(fā)熱體使用壽命。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種快速通電加熱彎曲裝置，包括控制單元、機械運動單元、溫控單元、測溫單元和冷卻水單元，其中:控制單元，用于設置所述溫控單元的控制程序和所述機械運動單元的控制程序；機械運動單元，連接所述控制單元，用于夾緊待彎曲的產品，并對其進行加熱彎曲；溫控單元，連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元進行溫度調控；測溫單元，連接所述控制單元，用于檢測待彎曲的產品的實時溫度；以及冷卻水單元，連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元實施冷卻；
所述機械運動單元用于夾緊待彎曲并對其進行加熱彎曲，包括兩可轉動的彎曲臂，所述彎曲臂連接所述控制單元，所述彎曲臂上設置有可沿所述彎曲臂可控滑動的活動臂，所述活動臂上設置有夾緊裝置；所述夾緊裝置包括電極、夾緊所述電極的氣缸、壓力傳感器以及用于驅動所述氣缸的壓縮空氣單元，所述壓力傳感器和所述壓縮空氣單元連接所述控制單元。優(yōu)選的，兩所述彎曲臂通過伺服電機連接所述控制系統(tǒng)，兩所述彎曲臂由同步轉向機構連接，在所述伺服電機的控制下實現(xiàn)無級調速的同時相向轉動，所述活動臂能在無工作期間自由往復滑動，又能在工作期間可控移動，當兩所述彎曲臂相向轉動時，兩所述活動臂能在各自的所述彎曲臂的方向上實現(xiàn)直線運動。優(yōu)選的，所述溫控單元用于對所述機械運動單元進行溫度控制，控制快速加熱的電流曲線共分為4段，分為預熱階段、升溫階段、保溫階段和降溫階段，不同段的加熱溫度、加熱速率和時間通過程序預先設定，并且根據實際情況進行修正。優(yōu)選的，所述測溫單元為一紅外測溫探頭，其對待彎曲工件的加熱、彎曲過程進行全程監(jiān)控，通過測定待 彎曲工件的表面溫度并適時地反饋到所述溫控單元，由PID嚴格控制電流輸出以保證待彎曲工件的運行溫度與設定溫度的偏差在允許的范圍之內。更優(yōu)選的，所述電極連接所述冷卻水單元，所述冷卻水單元連接所述控制單元，用于對所述電極實施冷卻。本發(fā)明裝置在對待彎曲產品進行加熱彎曲時，首先通過所述控制單元設置所述溫控單元的控制程序和所述機械運動單元的控制程序，通過所述氣缸驅動所述電極夾緊待彎曲產品；啟動所述溫控單元的加熱電源通過所述電極對待彎曲產品進行加熱；當溫度穩(wěn)定后，啟動伺服電機驅動兩所述彎曲臂相向轉動，通過所述溫控單元和所述壓力傳感器實時反饋待彎曲產品的彎曲信號至所述控制單元，所述控制單元輸出信號控制所述活動臂以及所述夾緊裝置的運動和夾持壓力，彎曲過程開始；當待彎曲產品達到彎曲角度要求時，所述機械運動單元系統(tǒng)將會自動停止，所述溫控單元也將自動降溫，所述冷卻水單元啟動，對所述電極開始冷卻；關閉所述溫控單元的加熱電源。當進行大批量連續(xù)生產時，只需操作所述電極將待彎曲產品放入和取下，而不需重新對所述溫控單元的控制程序及所述機械運動單元的控制程序進行調整。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:1、通過壓力傳感器的實時信號反饋，根據每一階段的特點，控制單元能夠精確控制彎曲過程工件的夾持壓力，保證了工件彎曲過程受力的均勻性，從而確保了產品不會因壓力過大而產生內部缺陷；2、機械運動單元中在彎曲臂上設有活動臂，根據待彎曲的工件直徑尺寸不同，通過預先計算輸入活動臂可控移動距離，在自動彎曲過程中不僅保證了工件不會由于溫度變化導致尺寸的變化而被破壞，同時也確保了彎曲形狀的均勻性，從而有效提高工件的外觀
質量;3、可以對發(fā)熱體熱端或冷端部分進行不同角度、不同尺寸規(guī)格和不同間距的彎曲成型，成品率高。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1為本發(fā)明一實施例結構示意圖。圖中:控制單元10、機械運動單元20、溫控單元30、測溫單元40、冷卻水單元50、產品60、彎曲臂21、活動臂22、電極和壓力傳感器23、氣缸24、壓縮空氣單元25、伺服電機26。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本實施例提供一種快速通電加熱彎曲裝置，包括控制單元10、機械運動單元20、溫控單元30、測溫單元40和冷卻水單元50，其中:本實施例所 述機械運動單元20連接所述控制單元10，所述機械運動單元20包括兩可轉動的彎曲臂21，兩所述彎曲臂21上均設置有可沿所述彎曲臂21可控滑動的活動臂22 ;所述活動臂22上設置有電極和壓力傳感器23、用于夾緊所述電極和壓力傳感器23的氣缸24以及用于驅動所述氣缸24的壓縮空氣單元25，所述氣缸24連接所述壓縮空氣單元25 ;兩所述彎曲臂21通過伺服電機26連接所述控制系統(tǒng)10，兩所述彎曲臂21由同步轉向機構連接，在所述伺服電機26的控制下實現(xiàn)無級調速的同時相向轉動，從而保證待彎曲工件60在彎曲過程中兩端受力可控并且均勻，彎曲形狀規(guī)則，夾持部位無內部缺陷或斷裂。由于待彎曲工件60在由直線狀態(tài)轉變?yōu)榘雸A形狀態(tài)的彎曲過程中，要求夾持待彎曲工件60的電極之間距離必須縮短，否則待彎曲工件60將被拉斷，因此在所述彎曲臂21上設置了可沿所述彎曲臂21可控滑動的所述活動臂22，而所述電極和壓力傳感器23與所述氣缸24設置在所述活動臂22上，所述活動臂22即可以在無工作期間自由往復滑動，又可以在工作期間可控移動，這樣，當兩所述彎曲臂21相向轉動時，兩所述活動臂22可以在各自的所述彎曲臂21的方向上實現(xiàn)直線運動，從而保證了待彎曲工件60由直線形狀轉變?yōu)榘雸A形時不會由于所述電極和壓力傳感器23之間距離發(fā)生變化而受到破壞；每只所述活動臂22在所述彎曲臂21上的可控移動距離可用下式表示:I = 0.285*a式中:1-活動臂有效移動距離，mm ；a_產品熱端間距，mm。本實施例所述溫控單元30連接所述控制單元10，用于對所述電極和壓力傳感器23進行溫度調控；通過所述溫控單元30控制快速加熱的電流曲線共分為4段，分為預熱階段、升溫階段、保溫階段和降溫階段，預熱階段和降溫階段都采用小電流方法，避免因電流過大或過小導致待彎曲工件60溫度過高或過低所受應力過大而破壞，不同段的加熱溫度、加熱速率和時間可以通過程序預先設定，并且根據實際情況可以進行修正。本實施例所述測溫單元40連接所述控制單元10，用于檢測待彎曲工件60的溫度；所述測溫單元40為一紅外測溫探頭，其對待彎曲工件60的加熱、彎曲過程進行全程溫度監(jiān)控，通過測定待彎曲工件60的表面溫度并實時地反饋到所述控制單元10，由所述控制單元10再將溫度信號輸送到所述溫控單元30，由所述溫控單元30根據控制信號嚴格控制電流輸出以保證待彎曲工件60的運行溫度與設定溫度的偏差在允許的范圍之內。本實施例所述冷卻水單元50連接所述控制單元10，用于對所述電極和壓力傳感器23實施冷卻。本實施例上述裝置具體工作時，首先通過所述控制單元10設置所述溫控單元30的控制程序和所述機械運動單元20的控制程序，通過所述壓縮空氣單元25驅動所述氣缸24使所述電極和壓力傳感器23夾緊待彎曲工件60 ;啟動所述溫控單元30的加熱電源通過所述電極和壓力傳感器23的電極對待彎曲工件60進行加熱，加熱過程中的夾持壓力曲線和電流曲線共分為4段，分為預熱階段、升溫階段、保溫階段和降溫階段，預熱階段和降溫階段都采用小電流方法，避免因電流過大或過小導致待彎曲工件60溫度過高或過低所受應力過大而破壞；在預熱階段和升溫階段采用較大夾持壓力，避免待彎曲工件60因受熱膨脹發(fā)生滑動；當溫度穩(wěn)定后，啟動所述伺服電機26驅動兩所述彎曲臂21相向轉動，彎曲過程開始，此階段采用較小夾持壓力，避免夾持壓力過大導致待彎曲工件60內部出現(xiàn)缺陷；當待彎曲工件60達到彎曲角度要求時，所述機械運動單元20系統(tǒng)將會自動停止，所述溫控單元30也將自動降溫，所述冷卻水單元50啟動，對所述電極和壓力傳感器23開始冷卻；關閉所述溫控單元30的加熱電源。本實施例上述裝置具體工作時，所述壓力傳感器23在操作過程中所檢測出的每一階段不同的實時夾持壓力值將直接顯示在液晶顯示屏上，并最終形成一條實時夾持壓力曲線，從而可定量的確定不同的產品在不同階段的不同的夾持壓力，提高了大批量生產時產品質量的可靠性和成品率。當進行大批量連續(xù)生產時，只需操作所述電極和壓力傳感器23將待彎曲工件60放入和取下，而不需重新對所述溫控單元30的電流溫度控制程序和所述機械運動單元20的機械運動控制程序進行調整，操作簡單，穩(wěn)定性和可重復性高。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
權利要求
1.一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于包括控制單元、機械運動單元、溫控單元、測溫單元和冷卻水單元，其中: 控制單元，用于設置所述溫控單元的控制程序和所述機械運動單元的控制程序； 機械運動單元，連接所述控制單元，用于夾緊待彎曲工件，并對其進行加熱彎曲； 溫控單元，連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元進行溫度調控； 測溫單元，連接所述控制單元，用于檢測待彎曲工件的實時溫度； 以及冷卻水單元，連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元實施冷卻； 所述機械運動單元包括兩可轉動的彎曲臂，所述彎曲臂連接所述控制單元，所述彎曲臂上設置有可沿所述彎曲臂可控滑動的活動臂，所述活動臂上設置有夾緊裝置； 所述夾緊裝置包括電極、夾緊所述電極的氣缸、壓力傳感器以及用于驅動所述氣缸的壓縮空氣單元，所述壓力傳感器和所述壓縮空氣單元連接所述控制單元。
2.根據權利要求1所述的一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于，兩所述彎曲臂通過伺服電機連接所述控制系統(tǒng)，兩所述彎曲臂由同步轉向機構連接，在所述伺服電機的控制下實現(xiàn)無級調速的同時相向轉動，所述活動臂能在無工作期間自由往復滑動，又能在工作期間可控移動，當兩所述彎曲臂相向轉動時，兩所述活動臂能在各自的所述彎曲臂的方向上實現(xiàn)可控直線運動。
3.根據權利要求2所述的一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于，每只所述活動臂在所述彎曲臂上的可控移動距離為:1 = 0.285*a，式中:1-活動臂有效移動距離，mm ;a-產品熱端間距，mm。
4.根據權利要求1-3任一項所 述的一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于，所述溫控單元控制快速加熱的電流曲線共分為4段，分為預熱階段、升溫階段、保溫階段和降溫階段，預熱階段和降溫階段都采用小電流方法，不同段的加熱溫度、加熱速率和時間通過程序預先設定，并且根據實際情況進行修正。
5.根據權利要求1-3任一項所述的一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于，所述測溫單元為一紅外測溫探頭，其對待彎曲工件的加熱、彎曲過程進行全程監(jiān)控，通過測定待彎曲工件的表面溫度并適時地反饋到所述溫控單元，由PID嚴格控制電流輸出以保證待彎曲工件的運行溫度與設定溫度的偏差在允許的范圍之內。
6.根據權利要求1-3任一項所述的一種快速通電加熱彎曲裝置，其特征在于，所述電極連接所述冷卻水單元，所述冷卻水單元連接所述控制單元，用于對所述電極實施冷卻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種快速通電加熱彎曲裝置，包括控制單元、機械運動單元、溫控單元、測溫單元和冷卻水單元，其中所述機械運動單元連接所述控制單元，用于夾緊待彎曲產品并對其進行加熱彎曲；所述溫控單元連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元進行溫度控制；所述測溫單元連接所述控制單元，用于監(jiān)測待彎曲產品的溫度；所述冷卻水單元連接所述控制單元，用于對所述機械運動單元實施冷卻。通過本發(fā)明提供的一種快速通電加熱彎曲裝置可以使發(fā)熱體棒材可以實現(xiàn)又好又快的自動化彎曲控制，在提高生產效率的同時又確保了發(fā)熱體使用壽命。
文檔編號B28B21/52GK103231449SQ20131011810
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權日2013年4月7日
發(fā)明者何樹先, 王俊 申請人:上海交通大學