[发明专利]一种自由锻造智能生产系统及方法

权利要求书

1.一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，所述系统包括：工控机（1)，主控 PLC(3)，监控设备（4)，传送设备（5)，锻压机器人（6)，快锻机（8)，操作机（9)，测量机器人（10)，加热炉（11)，温度检测仪（12)，拖车（13)；

其中，工控机（1）通过以太网与主控 PLC (3）相连接，主控 PLC (3)通过 ProfiNet 总线分别与快锻机（8)、操作机（9)、锻压机器人（6)、测量机器人（10)、加热炉（11）的控制端相连接，通过 Ethernet 提供的现场 I / O 模块与传送设备（5)、监控设备（4)、温度检测仪（12）的 IO 端相连接：

快锻机（8)、操作机（9)、锻压机器人（6)、测量机

器人（10)、加热炉（11)与拖车（13）组成自由锻造生产模块；

主控 PLC ，用于根据工控机下发的控制指令，对应控制锻压机器人、快锻机、操作机的工作；

加热炉，用于给棒料加热；

拖车，用于运输棒料；

快锻机，用于实施自由锻工艺；

操作机，用于抓取大于150kg的大件棒料，实现大锻件在锻压过程中的进给翻转动作；

锻压机器人，用于抓取小于150kg的小件棒料，实现小锻件在锻压过程中的进给翻转动作；

传送设备，用于输送锻件至后续工序；

测量机器人，用于检测锻压过程中锻件的尺寸形态变化；

温度检测仪，用于检测锻件在锻压过程中的实时温度变化；

监控设备，用于对现场进行全面监控；

采用所述的智能生产系统实现一种自由锻造智能生产方法，包括：

加热炉将棒料加热以后由拖车进行抓取；

拖车夹爪伸入加热炉夹取锻件，复位后转向快锻机方向，拖车沿地面轨道向快锻机行进，将锻件放到快锻机砧板上，拖车复位；

对于大于150kg的锻件，操作机沿其轨道进给抓取锻件，配合快锻机对锻件进行锻压；

对于小于150kg的锻件，由人工吊装、安装在操作机轨道上的锻压机器人抓取锻件，进行翻转、进给锻件任务；

温度检测仪监测锻件在锻压过程中的温度变化；

测量机器人实时检测锻件形态；

监控设备对整体操作进行实时动态监控。

2.根据权利要求1所述的一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，所述生产系统在实际中的布置按照从右至左的顺序依次为：加热炉、拖车、快锻机、测量机器人、温度检测仪、锻压机器人、传送设备、操作机；

其中温度检测仪与测量机器人分别位于快锻机的两侧；

所述操作机、锻压机器人、快锻机、拖车依次分布于产线的中轴位置上，多个加热炉分别安装在中轴两侧，监控设备分布在产线的各个位置。

3.根据权利要求1所述的一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，所述系统还包括：快锻机操作机控制器；

所述主控 PLC 通过 ProfiNet 总线与快锻机操作机控制器连接，所述快锻机操作机控制器分别与快锻机的控制端和操作机的控制端连接。

4.根据权利要求1所述的一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，所述测量机器人，对快锻机上的锻件进行扫描，将锻件的实时形态反馈给主站 PLC ，直到该锻件结束加工；

主站 PLC 将测量机器人反馈的锻件的实时形态传输给工控机，工控机根据工艺所设定的锻件最终形态进行对比，确定锻件是否要继续加工，并将指令通过主站 PLC 发送给锻压机器人、快锻机、操作机。

5.根据权利要求4所述的一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，主站 PLC 发送给快锻机的控制指令用于指示快锻机的下压量以及下压速度，从而对锻件实施不同的锻压力度。

6.根据权利要求5所述的一种自由锻造智能生产系统，其特征在于，

所述温度检测仪监测锻件在锻压过程中的温度变化，并将监测到的温度数据反馈给主站 PLC ，主站 PLC读取温度变化数据后，依据工艺所设定的始锻温度、终锻温度决定锻压过程的起始与结束时刻。