[发明专利]一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统，其特征在于：所述电控系统包括：人机界面（3）、可编程控制器（4）、位置检测单元（5）、开关量输入单元（6）、开关量输出单元（7）、回转控制单元（8）；所述可编程控制器（4），安装在电控柜（19）内部且为主控制器；所述人机界面（3），安装在电控柜（19）上部的操作台面上，且为人机之间传递、交换信息的对话接口，并与可编程控制器（4）相连；所述位置检测单元（5），包括：与可编程控制器（4）上高速计数模块相连的增量式编码器（9）以及所配置的电控线路，其中，增量式编码器（9）安装在旋转执行器件（17）的电机（M1）尾部电机轴上。

2.按照权利要求1所述的一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统，其特征在于：所述开关量输入单元（6），包括：与可编程控制器（4）上的开关量输入端相连的工作模式选择开关（10）、系统自动启停开关（11）、系统手动启停开关（12）、系统急停开关（13）；其中，所述工作模式选择开关（10），包括：手动/自动选择旋钮SA1以及所配置的电控线路；所述系统自动启停开关（11），包括：自动运行按钮SB1、停止运行按钮SB2以及所配置的电控线路；所述系统手动启停开关（12），包括：旋转启动按钮SB3、旋转停止按钮SB4、加热启动按钮SB5、加热停止按钮SB6、喷水启动按钮SB7、喷水停止按钮SB8以及所配置的电控线路；所述系统急停开关（13），包括：系统急停按钮SBJ1以及所配置的电控线路；在上述开关量输入单元（6）中，所涉及的旋钮及按钮均设置在电控柜（19）上部的操作台面上。

3.按照权利要求1所述的一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统，其特征在于：所述开关量输出单元（7），包括：与可编程控制器（4）上的开关量输出端相连的状态指示组件（14）、淬火喷水组件（15）和感应加热组件（16）；其中，所述状态指示组件（14），包括：手动选择指示灯HL1、自动选择指示灯HL2、自动运行指示灯HL3、旋转指示灯HL4、加热指示灯HL5、喷水指示灯HL6以及所配置的电控线路；上述状态指示组件（14）中，所涉及的指示灯均设置在电控柜（19）上部的操作台面上；与感应淬火装置配套使用的所述淬火喷水组件（15），包括：水泵M2、喷射阀CT、喷液开启用中间继电器KA2、水泵启动用中间继电器KA4、水泵用接触器KM2及所配置的电控线路；与感应淬火装置配套使用的所述感应加热组件（16），包括：电源设备（27）、加热启动用中间继电器KA3、加热组件用接触器KM1及所配置的电控线路。

4.按照权利要求1所述的一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统，其特征在于：所述回转控制单元（8），包括：旋转执行器件（17）、变频器（18）及所配置的电控线路；所述变频器（18），通过其所配置的电控线路，一端与可编程控制器（4）上模拟量输出端相连，另一端与电机M1相连；所述旋转执行器件（17），包括：电机M1、旋转启动用中间继电器KA1，其中，中间继电器KA1与可编程控制器（4）上的开关量输出端相连，其电机M1旋转不仅受到变频器（18）的调速控制，而且还受到中间继电器KA1的启停控制。

5.权利要求1所述一种用于铲刀连接座感应淬火装置的电控系统的控制，其特征在于：所述控制方法的步骤如下：

1）接通感应淬火装置用电源：使一种用于铲刀连接座感应淬火装置处于可工作状态； 

2）选择自动控制模式：在电控柜（19）上部的操作台面上，选择自动工作模式，即，将手动/自动选择旋钮SA1旋至自动位置上，自动选择指示灯HL2亮；

3）检查上次设置的参数是否可续用：依据淬火工艺要求，在人机界面（3）上检查上次使用感应淬火装置时设置的参数是否可续用；所述设置参数，包括：预加热时间t0、回转组件所需的多种转速及相对应的运转时间； 

3-1）经检查，如果上次设置的参数可续用，则直接进入下一步骤4）；

3-2）经检查，如果上次设置的参数不可续用或上次没有设置参数，则应在人机界面（3）上新设置所需的参数，即新设置预加热时间t0、回转组件（21）所需的多种转速及相对应的运转时间，随后，进入下一步骤4）； 

4）放置上盖（1）或下座（2）和半圆带台阶屏蔽环（23）：在感应淬火“起点”位置处，首先，将铲刀连接座的上盖（1）或下座（2）放置在已位于回转组件（21）上的全圆带台阶屏蔽环（22）上，并使其上盖连接面（1b）或下座连接面（2b）与俯视水平中心线δx间夹角，符合感应淬火“起点”位置转角θ'的要求；随后，将半圆带台阶屏蔽环（23）放置在铲刀连接座的上盖（1）或下座（2）上；

5）启动自动运行按钮：按下电控柜（19）上的自动运行按钮SB1，自动运行指示灯HL3亮，一种用于铲刀连接座感应淬火装置进入自动运行状态，即，依序自动完成如下的控制过程： 

5-1）预加热开始：与感应淬火装置配套使用的感应加热组件（16）首先开始工作，即，加热启动用中间继电器KA3 得电吸合，感应加热组件（16）中的电源设备（27）、变压器（27e）及其上的变压器二次线圈（27f）通过淬火感应器（25），在感应淬火“起点”位置处，开始对处于非旋转状态下的上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）进行预加热，直至设置的预加热时间t0到；

5-2）设置的预加热时间到：预加热时间t0到，预加热结束，此时，一方面，加热启动用中间继电器KA3 仍处于得电吸合状态，即，上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）仍处于被加热状态；另一方面，旋转启动用中间继电器KA1得电吸合，电机M1启动并驱动减速机（20）旋转，且使得回转组件（21）及其上的上盖（1）或下座（2），按照设定的第一转速n1由感应淬火“起点”位置向感应淬火“终点”位置即开始沿运转方向ω旋转，直至设置的第一运转时间t1到； 

5-3）设置的第一转速运转结束：第一运转时间t1到，第一转速n1运转结束，此时，一方面，旋转启动用中间继电器KA1仍处于得电吸合状态，回转组件（21）及其上的上盖（1）或下座（2），按照设置的且经变频调速后的第二转速n2沿运转方向ω继续旋转，直至设置的第二运转时间t2到；另一方面，喷水开启用中间继电器KA2得电吸合，喷射阀CT开启，与感应淬火装置配套使用的淬火喷水组件（15）开始工作，即，淬火冷却介质开始通过淬火感应器（25）上的淬火水孔ζ，喷射到正在实施感应加热的上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）上；除此之外，加热启动用中间继电器KA3 仍处于得电吸合状态，仍在对正在旋转过程中的上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）实施感应加热；

5-4）设置的第二转速运转结束：第二运转时间到t2，第二转速n2运转结束，此时，一方面，旋转启动用中间继电器KA1仍处于得电吸合状态，回转组件（21）及其上的上盖（1）或下座（2），按照设置的且经变频调速后的第三转速n3继续沿运转方向ω旋转，直至设置的第三运转时间t3到；另一方面，加热启动用中间继电器KA3和喷水开启用中间继电器KA2，二者仍处于得电吸合状态，且分别对旋转过程中的上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）继续实施感应加热和淬火冷却；

5-5）设置的第三转速运转结束：第三运转时间t3到，第三转速n3运转结束，即，当第三转速n3将要运转结束时，电控系统借助设置的增量式编码器（9）将上盖（1）或下座（2）运转至感应淬火“终点”位置时的旋转位移，转换成周期性的电信号继而转变成计数脉冲，且通过可编程控制器（4）的实时分析处理，告知电控系统实施下一控制步骤； 

此时，一方面，旋转启动用中间继电器KA1仍处于得电吸合状态，与上所不同的是，回转组件（21）及其上的上盖（1）或下座（2），按照设置的且经变频调速后的第四转速n4，开始由感应淬火“终点”位置向感应淬火“起点”位置即沿着运转方向ω继续旋转，直至设置的第四运转时间t4到；另一方面，加热启动用中间继电器KA3断电释放，停止感应加热，而喷水开启用中间继电器KA2仍处于得电吸合状态，仍在对旋转过程中的上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）继续实施淬火冷却；

5-6）设置的第四转速运转结束：第四运转时间t4到，第四转速n4运转结束，此时，一方面，旋转启动用中间继电器KA1仍处于得电吸合状态，与上所不同的是，回转组件（21）及其上的上盖（1）或下座（2），按照设置的且经变频调速后的第五转速n5沿着运转方向ω继续旋转，直至设置的第五运转时间t5到；另一方面，水开启用中间继电器KA2断电释放，喷射阀CT关闭，停止对上盖凹球面（1a）或下座凹球面（2a）实施淬火冷却；

5-7）设置的第五转速运转结束：第五运转时间t5到，第五转速n5运转结束，即，当第五转速n5将要运转结束时，电控系统借助设置的增量式编码器将上盖（1）或下座（2）运转至感应淬火“起点”位置时的旋转位移，转换成周期性的电信号继而转变成计数脉冲，且通过可编程控制器（4）的实时分析处理，使得旋转启动用中间继电器KA1断电释放，电机M1、减速机、回转组件及其上的上盖（1）或下座（2）停止运转，且上盖（1）或下座（2）停留在感应淬火“起点”位置处，即重回放取上盖（1）或下座（2）的感应淬火“起点”位置处；

6）取下半圆带台阶屏蔽环（23）和上盖（1）或下座（2）：在感应淬火“起点”位置处，首先，将放置在铲刀连接座的上盖（1）或下座（2）上的半圆带台阶屏蔽环（23）取下，随后，将放置在全圆带台阶屏蔽环（22）上的铲刀连接座的上盖（1）或下座（2）取下；

7）确定是否进入下一工作循环：如下：

7-1）经确定，如果需要对下一个铲刀连接座的凹球面继续实施感应淬火，则返回步骤3），并重复其后的步骤，进入下一工作循环，直至不再需要为止；

7-2）经确定，如果不需要对下一个铲刀连接座的凹球面实施继续感应淬火，则按以下步骤实施：

7-2-1）按下电控柜（19）上的停止运行按钮SB2，自动运行指示灯HL3灭，即不再显示；

7-2-2）断开感应淬火装置用电源，使一种用于铲刀连接座的感应淬火装置处于非工作状态，即结束本项工作。