热处理炉自动化智能控制关键技术研究

随着科学技术的不断发展,我国工业发展能力逐渐提升,能源的开发以及可持续利用取得了较大的进步。热处理工艺是支持钢铁以及机械制造等行业正常运行的基础性环节。通过热处理工艺能够改变金属等工料的组织结构,提升工料的韧性以及耐磨性等。热处理炉的自动化智能控制技术直接关系到工业热处理能力。热处理炉对炉温的控制要求比较严格,在压力加工前的加热温度稍有偏差一般对质量没有太大影响,但是热处理工艺所要求的温度必须满足。随着信息技术的不断应用,工艺升级为热处理炉自动化智能控制提供了可能。以台车式热处理炉为例,分析其构造以及工作原理,探析热处理炉自动化智能控制的意义,并综合探讨了热处理炉自动化智能控制的关键技术,从而实现炉温精准控制的目标。

热处理设备自动化控制系统的设计与改进

设计和改进热处理设备的自动化控制系统,以满足热处理工艺的要求,并提高系统的性能和可靠性。通过分析热处理工艺流程,确定系统的功能和组成,并选择合适的控制器和传感器进行配置。设计了数据采集与通信系统,以实现对关键参数的实时监测和数据传输。针对现有控制系统存在的问题,提出相应的改进措施。

基于C#的热处理炉上位机控制系统设计

针对热处理炉控制面板存在的操作不便和数据采集困难等问题,提出一种可以远程操作并且实时监控的上位机控制系统。在不改变热处理炉原有控制系统的情况下,通过其温控器的RS485串口通讯建立上位机控制系统;通过增加无线通信模块,使热处理炉的控制不受空间和距离的限制,在无线网络覆盖下均可操作;通过建立上位机软件界面,使热处理炉的控制具有良好的可视化和灵活的操作性。实际测试结果表明:建立的热处理炉上位机控制系统结构简单、操作方便、安全可靠,对实验室多种设备的集中管控具有参考意义。

多功能上下料用机械手液压系统

介绍了用于齿轮热处理生产线上淬火压床上下料机械手的液压系统的组成、工作原理 。

淬火过程计算机模拟研究的若干进展

采用非线性等参元三维有限元算法（ＦＥＭ）成功地模拟了形状复杂的零件淬火过程中瞬态温度场、相变、应力和应变，获得直观的立体图象。在预冷淬火、控时浸淬、双液淬火、淬火－自回火等复杂的淬火过程的模拟计算中用增量法处理非线性问题，并采用变时间步长算法，有助于取得较好的结果。借助计算机模拟制订出锚环淬火工艺规程，已在大批量生产中应用，收到了消除淬火裂纹和保证淬硬层深度的效果。

界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟

用有限单元法建立界面条件剧变的淬火过程三维瞬态温度场的计算机计算数学模型，并用Ｔ１０钢作为试验材料进行冷却曲线测试以验证数学模型。该模型较全面地考虑了淬火过程中界面换热系数剧烈变化及各种物性参数随温度而变化的非线性问题，包括了相变的计算及相变潜热与温度场变化的耦合计算。冷却曲线的计算结果与实测结果吻合较好，表明本数学模型和计算程序能正确预测复杂形状物体的非线性三维瞬态温度场变化。

计算机模拟与热处理智能化

概述了气体渗碳及渗氮的计算机模拟、加热淬火、激光热处理的计算机模拟、流场动力学模拟和原子层次计算机模拟等方面的新进展。计算机模拟是研究工件内扩散、导热、相变和应力应变等现象及它们之间的耦合的有力工具，流场动力学模拟的引入有望将模拟范围拓展到工艺过程影响所及的整个空间，而原子尺度模拟将有助于更深入研究各种微观机制。看来以数学模型为知识表达方式、以计算机模拟为决策依据的智能热处理技术，不失为实现热处理智能化的合理途径。

人工神经网络在金属热处理中的应用

人工神经网络是一种能获得输入和输出之间相互关系的信息处理技术。在金属热处理中 ,人工神经网络已用于预测钢的TTT曲线、CCT曲线、Ms点、淬透性曲线等方面。

淬冷热应力场研究和应用进展

综合评述国内外淬冷热应力场研究和应用的发展概况和近期动态,从实际应用角度对技术和理论上的一些关键问题予以分析讨论,探讨解决问题的基本方法与途径。

基于并行工程的热处理工艺设计

分析了现行热处理工艺设计的弊端。为了提高产品的设计效率 ,提出在设计早期就应考虑热处理工艺设计。阐述了热处理 CAD/ CAE集成在并行工程中的研究路线 ,并建立了相关模型 。

五轴联动激光淬火路径规划

研究了基于五轴多功能激光加工机床激光淬火的工艺特点,提出了用于复杂型面五轴联动激光淬火路径规划的方法,实现了针对于五轴多功能激光加工机床激光淬火的前计算,为使五轴联动激光淬火应用于实践奠定了一定的基础。该方法主要是在考虑了以下3个约束条件的基础上提出的:(1)在淬火的过程中要保证激光光斑相对于工件表面的扫描速度恒定;(2)在激光淬火过程中要保证工件表面激光光斑的大小不变;(3)在进行激光扫描时要使插补时产生的弦误差最小。通过保证这3个约束条件,进而保证工件表面淬火质量。

铜带气垫炉生产线小张力控制的研究

对铜带气垫炉生产线的设备配置和生产线上的张力分段进行了简单的介绍,特别是对小张力控制的多种形式进行了分析论述。并结合某企业的气垫炉生产线上小张力控制的实际情况,介绍了其硬件配置和控制策略框图。本文对生产线上小张力控制的设计与应用有很好的借鉴作用。

热镀锌退火炉的计算机混合控制系统开发

针对大型冷轧带钢连续热镀锌退火过程模型化及控制这一实际工业难题，以及目前国内最先进的宝钢热镀锌退火生产线中存在的大量实际问题，开发了一种计算机混合智能控制系统，实现了生产过程的多级递阶计算机控制，工业运行效果良好。

热处理炉温度智能测控专家系统的设计与实现

介绍了一种热处理炉温度智能测量控制专家系统，提出了温度测量数据融合技术和Ｆｕｚｚｙ＋ ＰＩＤ 控制技术相结合的设计方法。讨论了系统结构、知识表示、推理机、温度数据融合算法和智能控制方法。

热处理工艺智能控制

从介绍智能控制的概念和特点出发，论述了发展热处理工艺智能控制的必然性和可能性，同时简要评述了热处理工艺智能控制的发展现状和发展趋势。

热处理过程计算机控制策略

针对目前国内外热处理计算机控制系统的控制策略模型，讨论了改进型的ＰＩＤ控制算法、模糊ＰＩＤ控制算法。

记录仪常见问题与发展趋势

每台热处理设备均要配置1台或多台记录仪用于记录加工过程数据,目前记录仪主要分为有纸记录仪与无纸记录仪两大类。主要阐述有纸记录仪在使用过程存在的问题、常见维护方法,以及无纸记录仪的应用情况。

球墨铸铁管连续式退火炉温度控制

针对基于蓄热式燃烧系统的球墨铸铁管连续式退火炉,结合工程实践,介绍了集双交叉限幅控制、温度-流量串级控制、三通阀换向控制及排烟温度控制于一体的退火炉温度控制系统。该系统可有效提高燃烧效率,保证动态条件下空燃比及空气过剩系数稳定,有着广阔的应用前景。

热处理机器人数字控制器的设计

本文介绍了以8751单片微计算机为点位控制型热处理机器人的数字控制器的设计方法。文中对利用单片机实现定位系统的双模控制,以及引用控制字的概念实现机器人顺序控制的方法作了较为详细的讨论,并给出了控制软件的流程图和实验结果。文章表明,用单片微机来作为点位控制型机器人的数字控制器,是一种较为理想的选择,可得到较好的控制效果。