阀门是一种典型的流体控制设备,在石化、电力系统、工业、宇航以及各种领域内起着不可或缺的作用。随着行业的发展,现有的铜阀制造技术装备已不能满足企业发展要求,劳动密集型铜阀制造企业寻求产业转型。铜阀生产工艺中关键环节——热锻环节是企业转型的突破点。实现铜阀热锻自动化已成为行业内的研究热点。虽然其他行业中有成功的热锻自动化案例,但并不适用于铜阀门行业,因此本文针对铜阀门企业生产特点,开发出一套铜阀门热锻自动生产系统。首先分析热锻自动化系统的共同特点,结合铜阀门生产工艺要求和热锻自动化系统的关键技术,对铜阀门热锻自动控制系统进行了总体方案设计,提出了热锻系统中四个关键问题的解决方案,并在此基础上对方案进行了细致的分析与设计以实现铜阀门自动热锻过程中的上料自动化、感应加热温度控制、机械手操作和冲床联动。采用专用节拍式上料机代替人工上料实现上料自动化。铜棒加热方式采用感应加热,为了提高毛坯质量对感应加热的温度进行控制。本文对铜棒料感应加热过程进行了详细的电磁学和热力学分析,成功建立了被控对象的数学模型并对温度控制系统进行仿真。采用专门设计的五自由度热锻机械手代替人手并将冲床纳入到控制系统中。给出了以PLC作为控制器的自动控制系统并对其进行了电气设计,包括器件选型、布局和线路设计。给出了整个热锻自动控制系统的控制逻辑流程,其中包括上料机、辅助机构、电炉、机械手和冲床的程序流程图。并对系统的人机界面进行设计和系统相关功能的PLC程序编写。最后进行了样机制作与现场调试,给出了系统的运行结果。并分析了系统设计中存在的不足,提出了下一步的工作目标。