專利名稱：高壓氣瓶旋壓收口工藝及自控裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于高壓氣瓶制作工藝，特別是旋壓收口工藝及自控裝置。
常規高壓氣瓶生產工藝采用刮板式收口機對圓形鋼管收制瓶口。收口過程中，刮板機與鋼管表面呈曲面接觸方式。采用這種工藝，由于受力不均，往往造成瓶脖出現裂紋、扭曲、蹋陷，內部出現金屬疙瘩等缺陷。在瓶身與瓶脖并接部分金屬分布不均勻，有明顯的瓶肩。刮板和鋼管表面摩擦力很大，刮板機的曲面使用幾次后就被磨成不規則曲面，造成瓶子的曲面部分有多道溝紋。
德國萊菲爾德公司提供一種輥輪旋壓收口機進行瓶口收制。其收口工藝是多次旋壓成型。具有點線接觸，并配有高度自動化的數字控制系統。所收制的瓶口外觀幾何形狀、尺寸均勻一致，操作安全可靠，機具使用壽命長。此收口工藝采用13或14個往復。英國曼斯菲爾德氣瓶廠的收口工藝采用12個往復，其具體工藝如下第一往復以99%速度從0°右旋到45.3°，使金屬彎曲外延;再以50%的速度向主軸方向進給26.64mm，往軸向鐓壓;再以99%速度從45.3°左旋到0°，內延旋壓;再以99%速度管壁向向左進給23.643mm。
第二往復以99%速度從0°右旋到66°，彎曲外延;以50%速度向主軸向進給14.652mm，往軸向鐓粗;以99%速度從66°左旋到0°，內延旋壓;以99%速度管壁向向左進給16.317mm。
第三往復以50%速度從0°右旋到74.1°，彎曲外延，形成細頸，這時易在頸根內陷;以50%的速度往主軸向進行3.663mm，向主軸向鐓厚;以99%速度從74.1°左旋到10°，內延旋壓。
第四往復旋軸以99%速度從10°右旋到77°，同時向主軸向輔以9.99mm的內插，強力內延鐓厚旋壓，這時可能造成頸根內生長金屬疙瘩，或成實心體;以50%的速度向主軸向進給18.315mm，軸向鐓壓;以90%的速度從77°左旋至0°，內延旋壓。
第五往復以99%速度從10°右旋到78°;以50%速度向主軸向進給13.32mm，軸向鐓厚;以99%速度從78°左旋到10°，內延旋壓。
第六往復以99%速度右旋到80°，以50%速度向主軸向進給13.32mm，軸向鐓厚，左旋均勻內延。
第七往復以99%速度從10°右旋到80°，彎曲外延;以50%速度向主軸向進給9.99mm，軸向鐓厚;以99%速度從80°左旋到10°，內延旋壓。
第八往復以99%速度從10°右旋到80°，彎曲外延;以50%速度向主軸向進給9.99mm，軸向鐓厚;以99%速度從80°左旋到10°，內延旋壓。
第九往復以99%速度從10°右旋到43.4°，再旋到81.5°，切掉曲面端部小尖頭;以99%速度從81.50°左旋到10°，進行光整。
第十往復以99%速度向右行進9.99mm使輥輪脫離瓶體母線;以99%速度從0°右旋到71.4°;以99%速度向主軸向進給21.645mm;以99%的速度從71.4°左旋到10°。
第十一往復以99%速度脫開瓶體母線，向右行進13.32mm，并從10°不與曲面接觸右旋到比成形角略小1°多的角71.4°;以99%的速度強行向主軸方向拉拔19.98mm-13.32mm，以99%速度從71.4°左旋到10°。
第十二往復以99%速度脫開瓶母線，向右行進7.659mm，瓶體從10°旋到72.3°。
這個工藝存在著有可能產生金屬疙瘩和工藝過程過長的缺點，同時，在更換品種規格時必須更換輥輪。
本發明的目的是提供一種對不同品種不必更換輥輪的七次往復的高壓鋼瓶旋壓收口工藝，以提高勞動生產率和鋼瓶質量。
本發明的另一個目的是提供旋壓收口工藝的自動控制裝置，保證該工藝的準確實施，保證生產出具有優良的綜合機械性能、外觀質量和幾何尺寸的鋼瓶。
按照本發明的高壓氣瓶收口工藝，由七次往復所組成，其工藝過程是1)將圓型鋼管端部220mm長部分加熱到1150～1250℃。
2)將加熱后的鋼管運送到停在滑軌后端的小車上的V型接料托盤架上，此托盤架上有壓點開關感知鋼管是否被推入其上。當感知鋼管已被推到托盤架上時，要判斷收料裝置是否停在底部(如果停在上部，小車前進時會把它撞壞)，還要判斷主軸的卡緊裝置是否處于放松狀態。在回答“是”后，自動令小車前進到滑軌前端。小車上有一開關，當此開頭碰到前支架的臂上時，小車油馬達減速，遇到裝在滑軌前板的小車前極限時，小車停車。
3)處于小車上的圓型推料器，判斷卡爪為打開位置時，向前將鋼管推入主軸內，碰到其前極限即行停止。
4)令卡緊裝置卡緊鋼管，當傳來確切的卡緊信號時，即令小車和小車上推料器返回，返回行程達到1/3時，即可啟動主軸旋轉，令旋壓輥輪向下到位，輪緣與鋼管壁隙在0.1～0.5mm范圍內，同時打開二個輔助加熱噴槍及輥輪的氣水冷卻器。
5)當極限開關感知小車、推料器回程到位，主軸測速裝置測得主軸已達到全速的80%時，即進行七個往復的輥輪旋壓收口。到第七個往復進行一半時，輥輪將按逆時針對近乎橢球表面進行光整，此時關掉右邊噴槍，待光整完以后，再關左邊噴槍，同時關斷對輥輪冷卻介質，輥輪向上回程到位，主軸停轉，卸下收好口的鋼瓶。
所述的七個往復是第一個往復，以80%的速度從0.73°右旋到41.18°，使金屬彎曲外延，再以50%的速度向主軸向進給26.64mm，往軸向鐓壓，再以80%的速度從41.18°左旋到0.73°，內延旋壓，再以80%的速度向管壁向左進給23.65mm。
第二個往復，以80%的速度從0.73°右旋到60.89°，彎曲外延，再以50%的速度向軸向進給14.64mm，往軸向鐓粗，再以80%的速度從60.89°左旋到0.73°，內延旋壓，再以80%的速度回管壁左進給13.97mm。
第三個往復，以52%的速度從0.73°右旋到67.62°彎曲外延，形成較細的頸，旋轉軸以52%的速度從67.62°左旋到0.73°，平移軸配以相輔內插速度往主軸方向進給9.33mm，再以80%的速度在管壁方向向左進給7.02mm。
第四個往復，以80%的速度從0.73°右旋到75.73°，彎曲處延，切掉第三往復形成的小頸，但在頸根留出尖部空腔，向左上方小角度(5°角)往主軸向大位移14.986mm內插，以旋轉軸滿速的12.5%速度行進，用強力使端部小區域斜線方向加厚內延，再以80%的速度從70.93°左旋至0.73°，內延旋壓，平移軸以50%的速度在管壁方向向左進給2.00mm。
第五個往復，以80%的速度從0.73°右旋到75.93°向右金屬流量加速端部加厚，以5°小角及平移延伸長度6.985mm，以旋轉軸全速的25%內插，再以80%速度從70.93°左旋到0.73°，內延旋壓，再以67%速度沿管壁方向進給2.0mm，第六個往復，以旋轉軸最大速度的52%從0.73°右旋到成形角66.70°，輔助向主軸向進給11.81mm內插，形成基本合乎要求的瓶頸，再以80%的速度從形成角66.70°左旋到10°，第七個往復，以52%的速度從10°右旋到成形角66.70°進行光整，輕微彎曲處延，以輥輪圓弧R點對瓶頸外趕，使瓶頸平直，并以較低的30%速度向外趕61.28mm，到瓶頸外端處，再以30%的速度從輥輪圓弧R點向左趕瓶頸，最后對頸根部進行大約12mm的拔頸，總共進給73.93mm，此時關閉右噴槍，再以12.5%的低速從成形角66.70°向左光整曲面到5°角，關閉左噴槍，最后以93.3%的速度從5°角回到0°，平移軸向左走行186.48mm的內插。
采用本發明的收口工藝和控制裝置，可對多品種、多規格的鋼瓶進行收口而不必更換輥輪，亦不必調整偏心旋壓的偏心值，因而也不必在打印機處經常調動偏心。在改變品種和規格及生產工況變化時，容易變更控制曲線。所收制的瓶口剖面厚度增加很自然，過渡圓滑，美觀大方，曲面和瓶頸內剖面經絡線分布規則，表面光滑，偏心球面美觀，收口曲面最大厚度適宜，瓶頸圓環厚度大，內孔小且無金屬息肉，有利于提高后步工序的作業率。
按照本發明的高壓氣瓶旋壓收口工藝的自動控制裝置系統框圖如附圖
所示。該控制系統以主控制計算機(1)，分別和此主控計算機相連的曲線定位控制器(2)，交、直流輸入/輸出組件(3)，液壓潤滑系統在線故障檢測器及彩色CRT畫面顯示器(4)，主軸速度檢測器(5)，高頻接近開關測速脈沖及輸入脈沖整形放大接口線路(6)，與曲線定位控制器相接的電液伺服閥的驅動控制器(7)等所組成。
曲線定位控制器(2)，交、直流輸入/輸出組件(3)，液壓潤滑系統在線故障檢測及彩色CRT畫面顯示系統(4)和主軸速度在線檢測裝置(5)分別和主控計算機相接，曲線定位控制器(2)又與驅動控制器和電液伺服閥(7)相連接，高頻接近開關測速脈沖及輸入脈沖整形放大接口線路(6)則和主軸速度在線檢測裝置相連接。
在本發明的實施方案中，主控計算機(1)采用A2NCPU，曲線定位控制器(2)采用智能組件AD71，直流輸入/輸出組件采用AX71、AY40，交流輸入/輸出組件采用AX20、AY22，液壓、潤滑系統在線故障檢測及彩色CRT顯示系統(4)采用智能組件AD57，主軸速度在線檢測裝置(5)采用智能組件AD61。
按照本發明的自動控制系統以主計算機A2NCPU為中心，主機CPU上配有內裝控制程序的內存盒。控制程序包括運載小車前后控制、推料器前后控制，卡爪卡緊、放松控制，旋輪上下運動控制，頂料器前后控制，卸料器升起降落控制，兩個噴槍點火滅火控制，旋輪風冷水冷控制，與中頻爐的聯鎖控制，液壓泵電機星角啟動控制，抱閘離合器聯鎖控制等收口機順序聯鎖控制程序。
曲線定位控制智能組件AD71與電液伺服閥間設有驅動控制器，負責對來自曲線定位控制智能組件AD71的脈沖按4相，8拍方式進行分配，電液伺服閥驅動滑臺、轉臺，以控制旋輪進行二維運動。
主機CPU通過二個通道與在線測量主軸轉速的脈沖計數的高速計數器組件進行通訊聯系，以確認主軸是零速(停止)還是達到可以旋壓的速度檔次。
采用本發明的收口工藝及控制裝置的生產實踐表明，此項工藝是完全成功的，控制系統的運行是可靠的，所生產的高壓氣瓶瓶頸表面質量和內部質量都很優良。
權利要求
1.一種高壓氣瓶輥輪多次旋壓收口工藝，其特征在于當主軸測速裝置測得主軸已達到全速的80%時，即進行七個往復的輥輪旋壓收口過程來完成收口，所述的七個往復是第一往復，以80%的速度從0.73°右旋到41.18°，使金屬彎曲外延，再以50%的速度向主軸向進給26.64mm，往軸向鐓壓，再以80%的速度從41.18°左旋到0.73°，內延旋壓，再以80%的速度向管壁向左向進給23.65mm，第二往復，以80%的速度從0.73°右旋到60.89°，彎曲外延，再以50%的速度向軸向進給14.64mm，往軸向鐓粗，再以80%的速度從60.89°左旋到0.73°，內延旋壓，再以80%的速度向管壁向向左進給13.97mm，第三往復，以52%的速度從0.73°右旋到67.62°彎曲外延，形成較細的頸，旋轉軸以52%的速度從67.62°左旋到0.73°，平移軸配以相輔內插速度往主軸方向進給9.33mm，再以80%的速度在管壁方向向左進給7.02mm，第四個往復，以80%的速度從0.73°右旋到75.73°，彎曲外延，切掉第三往復形成的小頸，但在頸根留出尖部空腔，向左上方小角度(5°角)往主軸向大位移14.986mm內插，以旋轉軸滿速的12.5%速度行進，用強力使端部小區域斜線方向加厚內延，再以80%的速度從70.93°左旋至0.73°，內延旋壓，平移軸以50%的速度在管壁方向向左進給2.00mm，第五個往復，以80%的速度從0.73°右旋到75.93°向右金屬流量加速端部加厚，以5°小角及平移延伸長度6.985mm，以旋轉軸全速的25%內插，再以80%速度從70.93°左旋到0.73°，內延旋壓，再以67%速度沿管壁方向進給2.0mm，第六往復，以旋轉軸最大速度的52%從0.73°右旋到成形角66.70°，輔助向主軸向進給11.81mm內插，形成基本合乎要求的瓶頸，再以80%的速度從形成角66.70°左旋到10°，第七往復，以52%的速度從10°右旋到成形角66.70°進行光整，輕微彎曲處延，以輥輪圓弧R點對瓶頸外趕，使瓶頸平直，并以較低的30%速度向外趕61.28mm，到瓶頸外端處，再以30%的速度從輥輪圓弧R點向左趕瓶頸，最后對頸根部進行大約12mm的拔頸，總共進給73.93mm，此時關閉右噴槍，再以12.5%的低速從成形角66.70°向左光整曲面到5°角，關閉左噴槍，最后以93.3%的速度從5°角回到0°，平移軸向左走行186.48mm的內插動作。
2.一種高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于此控制系統由主控計算機(1)、分別和此主控計算機相連的曲線定位控制器(2)，交、直流輸入/輸出組件(3)，液壓潤滑系統在線故障檢測及彩色CRT畫面顯示器(4)，主軸速度檢測器(5)，與此主軸速度檢測器相接的高頻接近開關測速脈沖及輸入脈沖整形放大接口線路(6)、與所述的曲線定位控制器(2)相接的電液伺服閥的驅動控制器(7)所組成。
3.根據權利要求2的高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于所述的主控計算機采用A2NCPU。
4.根據權利要求2的高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于所述的曲線定位控制器(2)采用智能組件AD71。
5.根據權利要求2的高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于所述的交、直流輸入/輸出組件為直流輸入/輸出組件采用AX71，AY40，交流輸入/輸出組件采用AX20，AY22。
6.根據權利要求2的高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于所述的液壓潤滑系統在線故障檢測及彩色CRT顯示系統(4)采用智能組件AD57。
7.根據權利要求2的高壓氣瓶旋壓收口工藝的控制系統，其特征在于所述的主軸速度在線檢測裝置(5)采用智能組件AD61。
全文摘要
目前使用的高壓氣瓶旋壓收口工藝過程長，存在可能產生金屬疙瘩、更換品種時必須更換輥輪等缺點。本發明的工藝過程僅用7個往復，而且能生產出具有優良的綜合機械性能、外觀質量和幾何尺寸的鋼瓶，與此同時，發明了一種用于此工藝過程的自動控制系統，由主控計算機，曲線定位控制器，交直流輸入輸出組件，液壓、潤滑系統在線故障檢測及彩色CRT顯示器、主軸速度檢測器、電液伺服閥驅動控制器等部分所組成。
文檔編號B21D41/04GK1093625SQ93104379
公開日1994年10月19日 申請日期1993年4月13日 優先權日1993年4月13日
發明者羅興權, 于紹申, 楊麗賓, 黃晴 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司自動化研究所, 鞍山高壓容器廠