工件合金涂层重熔控制系统和控制方法技术方案

本申请涉及一种工件合金涂层重熔控制系统和控制方法，工件合金涂层重熔控制系统包括单片机以及与所述单片机连接的高频炉单元、温度采集单元和步进电机单元；所述单片机控制高频炉单元对工件合金涂层进行加热；所述温度采集单元实时采集工件表层的温度并发送给所述单片机；所述单片机将接收到的温度与预设的工艺温度值进行比较，并根据比较结果控制所述步进电机单元动作，所述步进电机单元通过工作台带动工件实现自转和水平移动。本申请能够完成工件重熔的自动控制，控制精度高，在节省人力资源的前提下，能够提高工件的成品率，能够解决对人工操作的依赖等问题。

Remelting control system and control method for workpiece alloy coating

The application relates to a workpiece alloy coating remelting control system and a control method. The workpiece alloy coating remelting control system comprises a single-chip microcomputer and a high-frequency furnace unit connected with the single-chip microcomputer, a temperature acquisition unit and a stepping motor unit; the single-chip microcomputer controls a high-frequency furnace unit to heat the workpiece alloy coating; The temperature acquisition unit collects the surface temperature of the workpiece in real time and sends it to the microcontroller which compares the received temperature with the preset process temperature value and controls the action of the stepping motor unit according to the comparison result. The stepping motor unit drives the workpiece to realize rotation and horizontal movement through the worktable. . The application can complete the automatic control of workpiece remelting, and has high control precision. On the premise of saving human resources, the application can improve the yield of workpiece and solve the problem of dependence on manual operation.

【技术实现步骤摘要】
工件合金涂层重熔控制系统和控制方法
本申请属于重熔
，具体涉及一种工件合金涂层重熔控制系统和控制方法。
技术介绍
在油田双向抽油杆接箍的生产工序中，需要对工件表层进行镍基自熔性合金粉末的热喷涂，并对合金粉末进行重熔工艺，以保证工件在恶劣工作环境下的耐腐蚀和抗磨损性能。目前存在多种重熔处理方式，常见的有火焰重熔、激光重熔、感应重熔等。上述重熔方式各自具备不同的优势，应用于不同的生产环节。在工件重熔工艺流程中，工件表面合金涂层的温度控制是工件成品率的重要保证。实际生产过程中，传统工厂大多依靠熟练的技工通过人眼观察工件表面涂层熔化过程实现重熔环节，生产效率及成品率不高，对工人的技术要求高，人工成本高，且对工人的身体健康构成威胁。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种工件合金涂层重熔控制系统和控制方法。根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种工件合金涂层重熔控制系统，其包括单片机以及与所述单片机连接的高频炉单元、温度采集单元和步进电机单元；所述单片机控制高频炉单元对工件合金涂层进行加热；所述温度采集单元实时采集工件表层的温度并发送给所述单片机；所述单片机将接收到的温度与预设的工艺温度值进行比较，并根据比较结果控制所述步进电机单元动作，所述步进电机单元通过工作台带动工件实现自转和水平移动。进一步地，所述高频炉单元包括顺次连接的第一隔离电路、反向器、继电器和高频炉；所述单片机输出的控制信号经过所述第一隔离电路输入所述反向器，控制信号控制所述继电器动作；所述继电器的常闭触点连接所述高频炉的停止控制线，所述继电器的常开触点连接所述高频炉的开始控制线，所述继电器的公共触点与所述高频炉的公共端控制线相连。更进一步地，所述高频炉采用高频感应式加热炉，所述高频感应式加热炉中的感应线圈的形状与工件进行匹配设置。进一步地，所述温度采集单元包括红外温度传感器、取样电阻和电压跟随器；所述红外温度传感器将采集到的温度信号转换成带隔离的电流信号并输出；所述取样电阻对电流信号进行取样后转换成电压信号；电压信号通过所述电压跟随器输入所述单片机中的模数转换器。进一步地，所述步进电机单元包括第二隔离电路、驱动器、步进电机和隔离变压器；所述单片机依次通过所述第二隔离电路和驱动器与所述步进电机连接；所述隔离变压器与驱动器连接，为所述驱动器进行独立供电；所述步进电机采用五相混合式步进电机，所述单片机输出的脉冲驱动信号采用升频-恒频-降频的模式输出。进一步地，所述工件合金涂层重熔控制系统中还设置有位置信息采集单元，所述位置信息采集单元与单片机连接；所述位置信息采集单元用于采集工件的位置信息；所述工件的位置信息包括工件重熔的起始位置和工件重熔后的终止位置。更进一步地，所述位置信息采集单元包括两个接近开关和第三隔离电路；两个所述接近开关均通过所述第三隔离电路与所述单片机连接；沿工件的水平移动方向，两个所述接近开关分别位于所述高频炉的两侧；其中一个所述接近开关用于检测工件重熔的起始位置，另一个所述接近开关用于检测工件重熔后的终止位置。进一步地，所述工件合金涂层重熔控制系统中还设置有通信单元和上位机，所述单片机通过所述通信单元与所述上位机进行通信；所述单片机将重熔过程中的实时数据发送给所述上位机；所述上位机向所述单片机发送控制指令。根据本申请实施例的第二方面，本申请还提供了一种工件合金涂层重熔控制方法，其包括以下步骤：对工件合金涂层重熔控制系统进行初始化；控制高频炉启动；判断是否收到强加热指令，如果收到强加热指令，则对工件进行强加热；否则，重新判断是否收到强加热指令；判断是否收到复位指令，如果收到复位指令，则控制工件回到重熔前的原点位置；否则，判断是否收到预加热指令；如果收到预加热指令，则对工件进行预加热；否则，重新判断是否收到强加热指令。对工件进行强加热；强加热完成后控制高频炉关闭。进一步地，所述对工件进行预加热的具体过程为：读取红外温度传感器采集到的工件表层的温度；判断工件表层的温度是否达到预加热设定值；如果工件表层的温度达到预加热设定值，则控制步进电机按照预设步幅进行位移，步进电机通过工作台带动工件移动；否则，重新读取红外温度传感器采集到的工件表层的温度；判断工件是否走完全程，如果是，则进入工件强加热工序；否则，重新判断工件表层的温度是否达到预加热设定值。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请能够对油田抽油杆接箍表层合金涂层进行重熔控制，利用高频感应式加热炉对工件表层合金涂层进行加热和熔化，通过红外温度传感器采集工件表层温度信息，当温度达到工艺要求时向步进电机发出控制指令，由步进电机带动工作台实现工件的自转及水平位移，完成工件重熔的自动控制。本申请控制精度高，在节省人力资源的前提下，能够提高工件的成品率，重熔成品率可达97％以上，能够解决对人工操作的依赖等问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统的原理图之一。图2是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统中高频炉单元的原理图。图3是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统中温度采集单元的原理图。图4是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统中步进电机单元的原理图。图5是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统的原理图之二。图6是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制方法的流程图。图7是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制方法中工件预加热的流程图。图8是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制方法中工件强加热的流程图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种工件合金涂层重熔控制系统的原理图。如图1所示，本申请工件合金涂层重熔控制系统包括单片机1以及与单片机1连接的高频炉单元2、温度采集单元3和步进电机单元4。其中，高频炉单元2固定设置在基座上，单片机1控制高频炉单元2对工件合金涂层进行预加热和强加热。重熔过程中，高频炉单元2采用恒定功率对工件进行加热。温度采集单元3设置在高频炉单元2处，其用于实时采集工件表层的温度并发送给单片机1。步进电机单元4连接一工作台，工作台设置在一基座上。在单片机1的控制下，步进电机单元4能够带动工作台相对于基座运动。本申请工件合金涂层重熔控制系统的工作过程为：系统开启后，单片机1控制步进电机单元4动作，步进电机单元4通过工作台带动工件在自转的同时水平移动。工作台带动工件经过高频炉单元2的过程中，单片机1控制高频炉单元2对工件进行加热。在高频炉单元2对工件进行加热的过程中，单片机1控制温度采集单元3实时采集工件表层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，它包括单片机以及与所述单片机连接的高频炉单元、温度采集单元和步进电机单元；所述单片机控制高频炉单元对工件合金涂层进行加热；所述温度采集单元实时采集工件表层的温度并发送给所述单片机；所述单片机将接收到的温度与预设的工艺温度值进行比较，并根据比较结果控制所述步进电机单元动作，所述步进电机单元通过工作台带动工件实现自转和水平移动。

【技术特征摘要】
1.一种工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，它包括单片机以及与所述单片机连接的高频炉单元、温度采集单元和步进电机单元；所述单片机控制高频炉单元对工件合金涂层进行加热；所述温度采集单元实时采集工件表层的温度并发送给所述单片机；所述单片机将接收到的温度与预设的工艺温度值进行比较，并根据比较结果控制所述步进电机单元动作，所述步进电机单元通过工作台带动工件实现自转和水平移动。2.根据权利要求1所述的工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，所述高频炉单元包括顺次连接的第一隔离电路、反向器、继电器和高频炉；所述单片机输出的控制信号经过所述第一隔离电路输入所述反向器，控制信号控制所述继电器动作；所述继电器的常闭触点连接所述高频炉的停止控制线，所述继电器的常开触点连接所述高频炉的开始控制线，所述继电器的公共触点与所述高频炉的公共端控制线相连。3.根据权利要求2所述的工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，所述高频炉采用高频感应式加热炉，所述高频感应式加热炉中的感应线圈的形状与工件进行匹配设置。4.根据权利要求1所述的工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，所述温度采集单元包括红外温度传感器、取样电阻和电压跟随器；所述红外温度传感器将采集到的温度信号转换成带隔离的电流信号并输出；所述取样电阻对电流信号进行取样后转换成电压信号；电压信号通过所述电压跟随器输入所述单片机中的模数转换器。5.根据权利要求1所述的工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，所述步进电机单元包括第二隔离电路、驱动器、步进电机和隔离变压器；所述单片机依次通过所述第二隔离电路和驱动器与所述步进电机连接；所述隔离变压器与驱动器连接，为所述驱动器进行独立供电；所述步进电机采用五相混合式步进电机，所述单片机输出的脉冲驱动信号采用升频-恒频-降频的模式输出。6.根据权利要求1所述的工件合金涂层重熔控制系统，其特征在于，所述工件合金涂层重熔控制系统中还设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小进，王文成，高在瑞，
申请(专利权)人：潍坊学院，
类型：发明
国别省市：山东,37