[发明专利]金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法

权利要求书

1.一种金属材料加热旋压的精确控温系统，金属材料的毛坯由旋轮进行旋压，其特征在于，所述精确控温系统包括测温装置、控制装置、加热控温装置，其中，

所述控制装置储存有标准热源模型、加热控温系统，所述标准热源模型内包含设定温度，设定温度包括给定的理想加热温度曲线，温度上限不超过金属材料的退火温度，

所述加热控温装置用于对所述毛坯进行加热，所述加热控温装置由所述加热控温系统控制，

利用所述测温装置采集所述毛坯的温度信号并上传至控制装置，

当所述毛坯的温度达到所述设定温度时，所述控制装置能够控制所述旋轮对所述毛坯进行旋压；

所述加热控温装置包括加热炬、气路、机械臂和控制柜，所述机械臂和所述控制柜均由所述控制装置控制，

所述控制柜用于向所述气路控制输送燃气，所述气路用于向所述加热炬输送燃气，所述燃气在所述加热炬处点燃并用于加热所述毛坯，

所述加热炬与所述机械臂连接，所述机械臂能够控制所述加热炬靠近或者远离所述毛坯；

所述机械臂具有三自由度，所述控制柜设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述气路中燃气的流量；

所述测温装置和所述控制装置能够对金属材料毛坯的加热温度进行监测并将采集的温度信号与给定金属材料预置的标准热源模型进行比对，分别对温度正负偏离程度进行分析，发出对所述加热炬的加热位置和燃气出口流量的控制信号，调整所述加热炬的位置和控制气路的流量，有效控制加热旋压过程中金属材料毛坯变形区域的加热温度；

所述控制装置包括计算机，所述计算机还储存有热旋工艺参数数据库和分析评价模块；所述计算机能够根据所述热旋工艺参数数据库控制所述旋轮的旋压轨迹；所述分析评价模块能够对比实际加热温度与给定的理想加热温度曲线的差异，根据正负偏离程度予以所述加热炬的位置和燃气出口流量进行补偿。

2.根据权利要求1所述的金属材料加热旋压的精确控温系统，其特征在于，

所述加热炬设置有两个或多个，两个或多个所述加热炬能够同时加热所述毛坯上的两个或多个相对的位置；

所述气路设置有两条或多个，每条所述气路连通一个所述加热炬。

3.利用权利要求1至2中任一项的所述精确控温系统对金属材料进行加热旋压的方法，包括以下步骤：

1）在控制装置中建立金属材料的标准热源模型和热旋工艺参数数据库；

2）安装芯模，固定毛坯，开启测温装置，接通并点燃加热炬对毛坯进行预热；

3）采集、上传毛坯的温度数据

测温装置实时采集毛坯的旋压变形区域和预成型区域的温度数据并上传至控制装置，毛坯达到预定温度后启动旋轮对所述毛坯进行旋压成型；

4）温度数据与标准热源模型进行对比

由控制装置根据热旋工艺参数数据库设定的旋压轨迹控制旋轮运动，控制装置将毛坯的实时温度数据与标准热源模型进行对比，根据对比结果向机械臂发出加热炬空间位置调整信号并向控制柜发出燃气流量控制信号；

5）金属材料旋压变形区域、预成型区域的智能加热控制

机械臂根据接收到的加热炬空间位置调整信号对每个加热炬的空间位置进行自动控制、控制柜根据接收到的燃气流量控制信号对每个加热炬燃气的流量进行自动控制，控制装置根据热旋工艺参数数据库控制旋轮对毛坯进行旋压，直至全部毛坯贴合芯模；

6）加热效果分析和评价

控制装置将动态的加热温度和加热效果与热旋工艺参数数据库进行比对和分析，对加热效果进行评价并完善热旋工艺参数数据库。