一種感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及表面強(qiáng)化領(lǐng)域，特別是涉及一種感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在熱噴涂領(lǐng)域中，感應(yīng)加熱技術(shù)用于自熔性合金熔涂，是熔涂工藝的一大進(jìn)展。眾所周知，感應(yīng)加熱具有集膚效應(yīng)，加熱速率快，功率密度高，時(shí)間和加熱深度易于控制，工作環(huán)境清潔等特點(diǎn)，因此，感應(yīng)加熱特別適用于自熔性合金的熔涂，在提高生產(chǎn)效率和涂層質(zhì)量，減少工件的熱損傷和變形，改善操作者的勞動(dòng)環(huán)境等方面，都優(yōu)于傳統(tǒng)的火焰重熔和爐熔。對(duì)于大面積涂層和厚涂層的重熔優(yōu)于激光重熔。然而，實(shí)際上，感應(yīng)熔涂是一種比較復(fù)雜的工藝，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)和工藝控制的要求很高。設(shè)備不合理，同樣會(huì)造成工件變形、涂層剝落等問(wèn)題。同時(shí)，目前，大部分的感應(yīng)熔涂主要用于小型工件的表面強(qiáng)化，而對(duì)于大型工件的表面感應(yīng)熔涂在生產(chǎn)實(shí)踐中尚未成功，對(duì)于感應(yīng)熔涂設(shè)備整體系統(tǒng)的研制與應(yīng)用還缺少相關(guān)的報(bào)道，極大地影響了感應(yīng)熔涂技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)對(duì)話，以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成設(shè)備的智能化和自動(dòng)化控制，滿足基于感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的智能控制工藝過(guò)程要求，確保感應(yīng)預(yù)熱熔涂產(chǎn)品質(zhì)量一致性和成品率，顯著提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)行成本。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括PLC主控單元、人機(jī)界面單元、功率設(shè)備單元、紅外測(cè)溫與溫控單元、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元五個(gè)部分;所述的PLC主控單元由PLC主機(jī)、DA模塊、AD模塊、中間繼電器組元、開關(guān)信號(hào)組元組成;所述的功率設(shè)備單元包括感應(yīng)預(yù)熱機(jī)和感應(yīng)熔涂機(jī);所述的人機(jī)界面單元為兩臺(tái)，同時(shí)與所述PLC主控單元通信，分別用于感應(yīng)預(yù)熱和感應(yīng)熔涂的工藝操作;所述人機(jī)界面單元包括電阻式觸摸屏、報(bào)警器、指示燈和急停按鈕;所述紅外測(cè)溫與溫控單元含有溫控儀和紅外測(cè)溫儀;所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元包括工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、頂尖機(jī)構(gòu)、感應(yīng)預(yù)熱機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)及平移機(jī)構(gòu)、感應(yīng)熔涂機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)及平移機(jī)構(gòu)；
[0006]所述PLC主控單元的PLC主機(jī)通過(guò)DA模塊及中間繼電器組元實(shí)現(xiàn)對(duì)功率設(shè)備單元、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元的數(shù)字量向模擬量的信號(hào)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量控制，通過(guò)AD模塊與紅外測(cè)溫與溫控單元實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的信號(hào)轉(zhuǎn)換;PLC主機(jī)通過(guò)控制開關(guān)信號(hào)組元實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元的感應(yīng)預(yù)熱機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)和感應(yīng)熔涂機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)的限位、超限位功能；
[0007]所述PLC主控單元的PLC主機(jī)通過(guò)電纜分別與人機(jī)界面單元的電阻式觸摸屏、報(bào)警器、指示燈和急停按鈕相連接，實(shí)現(xiàn)電阻式觸摸屏與PLC主機(jī)的交互通信、設(shè)備的急停功能、設(shè)備運(yùn)行指示和故障報(bào)警;所述感應(yīng)預(yù)熱機(jī)和感應(yīng)熔涂機(jī)均采用感應(yīng)加熱機(jī)。
[0008]所述電阻式觸摸屏主界面設(shè)置有初始模式、定速模式和定功模式;二級(jí)界面包括初始模式界面、定速模式界面和定功模式界面。
[0009]所述初始模式是整個(gè)感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作，所述初始模式界面設(shè)置有:工件定位控制、線圈對(duì)中調(diào)整、工件旋轉(zhuǎn)控制三個(gè)操作框，初始模式界面設(shè)有切換到定速模式、切換到定功模式和切換到主界面三個(gè)功能按鈕。
[0010]所述定速模式界面包括:感應(yīng)預(yù)熱熔涂機(jī)構(gòu)行為控制、雙金屬預(yù)熱熔涂參數(shù)顯示、行走參數(shù)設(shè)置、感應(yīng)加熱機(jī)控制、實(shí)時(shí)顯示五個(gè)操作框，定速模式界面設(shè)有切換到初始模式、切換到定功模式和切換到主界面三個(gè)功能按鈕。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:本感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)對(duì)話，以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成設(shè)備的智能化和自動(dòng)化控制，滿足基于感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的智能控制工藝過(guò)程要求，確保感應(yīng)預(yù)熱熔涂產(chǎn)品質(zhì)量一致性和成品率，顯著提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)行成本。人機(jī)界面設(shè)置有初始模式、定速模式和定功模式，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)初始參數(shù)的設(shè)置與初始運(yùn)行的控制，又克服了傳統(tǒng)的操作模式，通過(guò)“溫度_功率”或“溫度-速率”的反饋控制，實(shí)現(xiàn)基于設(shè)定熔涂溫度的功率或速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到工件表面重熔溫度的相對(duì)不變性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1.本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖示意圖；
[0013]圖2.本實(shí)用新型的人機(jī)交互的主界面；
[0014]圖3.本實(shí)用新型的人機(jī)交互的初始模式界面；
[0015]圖4.本實(shí)用新型的人機(jī)交互的定速模式界面；
[0016]圖5.定速模式的PID控制程序結(jié)構(gòu)流程圖；
[0017]圖6.本實(shí)用新型的人機(jī)交互的定功模式界面；
[0018]圖7.定功運(yùn)行模式的PID控制程序結(jié)構(gòu)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0020]如圖1，一種感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)，主要包括:PLC主控單元1、人機(jī)界面單元2、功率設(shè)備單元3、紅外測(cè)溫與溫控單元4、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元5五個(gè)部分。所述的PLC主控單元I由PLC主機(jī)6、DA模塊7、AD模塊8、中間繼電器組元9、開關(guān)信號(hào)組元10組成。所述的功率設(shè)備單元3包括感應(yīng)預(yù)熱機(jī)17和感應(yīng)熔涂機(jī)18兩套設(shè)備。所述的人機(jī)界面單元2為兩臺(tái)，同時(shí)與一臺(tái)PLC主控單元I通信，分別用于感應(yīng)預(yù)熱和感應(yīng)熔涂的工藝操作。人機(jī)界面單元2包括電阻式觸摸屏11、報(bào)警器12、指示燈13和急停按鈕14。紅外測(cè)溫與溫控單元4含有溫控儀15和紅外測(cè)溫儀16。所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元5包括工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)19、頂尖機(jī)構(gòu)20、感應(yīng)預(yù)熱機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)21及平移機(jī)構(gòu)22、感應(yīng)熔涂機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)23及平移機(jī)構(gòu)24。
[0021]PLC主控單元I的PLC主機(jī)6通過(guò)DA模塊7及中間繼電器9組元實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元
2、功率設(shè)備單元3的數(shù)字量向模擬量的信號(hào)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量控制，通過(guò)AD模塊8與紅外測(cè)溫與溫控單元4實(shí)現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的信號(hào)轉(zhuǎn)換。PLC主機(jī)6通過(guò)控制開關(guān)信號(hào)組元10實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元5的感應(yīng)預(yù)熱機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)21和感應(yīng)熔涂機(jī)淬火器升降機(jī)構(gòu)23的限位、超限位功能。
[0022]PLC主控單元I的PLC主機(jī)6通過(guò)電纜分別與人機(jī)界面單元2的電阻式觸摸屏11、報(bào)警器12、指示燈13和急停按鈕14相連接，實(shí)現(xiàn)電阻式觸摸屏11與PLC主機(jī)6的交互通信、設(shè)備的急停功能、設(shè)備運(yùn)行指示和故障報(bào)警。感應(yīng)預(yù)熱機(jī)和感應(yīng)熔涂機(jī)均采用感應(yīng)加熱機(jī)，任何一臺(tái)感應(yīng)加熱機(jī)既可作感應(yīng)預(yù)熱機(jī)，也可作為感應(yīng)熔涂機(jī)實(shí)施。
[0023]如圖2，電阻式觸摸屏11主界面設(shè)置有初始模式25、定速模式26和定功模式27。二級(jí)界面包括初始模式25界面、定速模式26界面和定功模式27界面。
[0024]如圖3，初始模式25是整個(gè)感應(yīng)預(yù)熱熔涂集成裝置運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作，初始模式界面設(shè)置有:工件定位控制28、線圈對(duì)中調(diào)整29、工件旋轉(zhuǎn)控制30三個(gè)操作框，初始模式界面設(shè)有切換到定速模式、切換到定功模式和切換到主界面三個(gè)功能按鈕。
[0025]初始模式25界面通過(guò)電工件定位控制28框中行走速率與運(yùn)行方向的設(shè)置，以及啟動(dòng)/停止操作，控制頂尖機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的緊固與松開;通過(guò)線圈對(duì)中調(diào)整29框中的參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行操作實(shí)現(xiàn)對(duì)感應(yīng)預(yù)熱機(jī)淬火器平移機(jī)構(gòu)22及感應(yīng)熔涂機(jī)淬火器平移機(jī)構(gòu)(感應(yīng)線圈)24的控制，以滿足感應(yīng)預(yù)熱熔涂對(duì)線圈的位置要求。通過(guò)工件旋轉(zhuǎn)控制30框中的行走速率、運(yùn)行方向設(shè)置與啟動(dòng)/停止操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件運(yùn)行參數(shù)及動(dòng)作的控制。
[0026]如圖4，定速模式26界面設(shè)有感應(yīng)預(yù)熱熔涂機(jī)構(gòu)行為控制31、雙金屬預(yù)熱熔涂參數(shù)顯示32、行走參數(shù)設(shè)置33、感應(yīng)加熱機(jī)控制34、實(shí)時(shí)顯示35五個(gè)操作框，定速模式26界面設(shè)有切換到初始模式、切換到定功模式和切換到主界面三個(gè)功能按鈕。“溫度一功率” PID閉環(huán)控制，需固化于內(nèi)部程序，在“定速模式”的界面操作中，只需設(shè)定溫度值，就可以通過(guò)內(nèi)部的PID閉環(huán)程序運(yùn)行，達(dá)到預(yù)熱或重熔溫度的不變性。
[0027]感應(yīng)預(yù)熱熔涂機(jī)構(gòu)行為控制31包括單機(jī)運(yùn)行36和聯(lián)機(jī)運(yùn)行37兩種模式，設(shè)置有啟動(dòng)、停止和運(yùn)行指示，