本发明涉及一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置及方法，该装置包括机架、输入辊机构、输出辊机构、控制器、保温层和温度控制装置；输入辊机构安装于机架上，用于驱动被加工的芯材进入加工区域；输出辊机构亦安装于机架上，用于驱动被加工的芯材离开加工区域；控制器电连接输入辊机构和输入辊机构，用于控制输入辊机构和输入辊机构的启停、正向、反向运转并调整运转速度；保温层包覆于机架的顶面、底面及四周，用于减少加工区域热量损失；温度控制装置安装于加工区域内部，用于控制加工区域内部的气体温度。本发明可以实现不燃级金属复合板芯材在加工区域内被双面同时连续加工，达到提高加工效率，减少加工能耗的目的。
1.一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置，其特征在于，该装置包括：机架；
输入辊机构，所述输入辊机构安装于所述机架上，用于驱动被加工的芯材进入加工区域；
输出辊机构，所述输出辊机构亦安装于所述机架上，用于驱动被加工的芯材离开加工区域；
控制器，所述控制器电连接所述输入辊机构和输出辊机构，用于控制所述输入辊机构和输出辊机构的启停、正向、反向运转并调整运转速度；
保温层，所述保温层包覆于所述机架的顶面、底面及四周，用于减少加工区域热量损失；
温度控制装置，所述温度控制装置安装于加工区域内部，用于控制加工区域内部的气体温度；
所述输入辊机构包括输入辊和输入辊驱动装置，所述输入辊通过轴承座及轴承安装在所述机架上，所述输入辊驱动装置连接所述输入辊，用于驱动所述输入辊转动；
所述输出辊机构包括输出辊和输出辊驱动装置，所述输出辊亦通过轴承座及轴承安装在所述机架上，所述输出辊驱动装置连接所述输出辊，用于驱动所述输出辊转动；
所述输入辊驱动装置和输出辊驱动装置包括电机、变频器和传动机构；所述变频器在所述控制器控制下通过调整所述电机的输入参数连续调整所述电机的运转速度，所述电机通过所述传动机构向所述输入辊和输出辊输出动力；
所述输入辊和输出辊的直径200mm～600mm，长度为1.5m～2.5m，所述输入辊和输出辊的轴线平行且等高，轴线间距5m～7m，其轴线竖直方向角度在±5度内可调；
所述保温层包括上部保温层和下部保温层，所述下部保温层一侧面在所述输入辊或输出辊轴线之间居中的位置上开有一观察孔，所述观察孔处安装有观察窗，在正对所述观察窗中心位置处安装有摄相机，所述摄相机包括镜头和图像传感器，其中所述图像传感器采用CCD或CMOS，用于检测加工区域内被加工芯材位置状态；
所述温度控制装置包括加热装置、温度传感器和温度控制器，其中所述加热装置采用电热方式，用于加热加工区域内部的空气介质；所述温度传感器采用热电偶，安装于所述加工区域内部；所述温度控制器根据所述温度传感器测量结果控制所述加热装置启停实现对加工区域内部温度的控制，所述温度控制器能够将加工区域内气体温度在100～300℃内保持±10℃以内的恒温；
所述控制器接收所述摄相机采集的视频信号，从视频信号中提取出被加工芯材的运动状态信息，并向所述输入辊驱动装置及输出辊驱动装置输出启停、正反向运转、转速变化控制量，其控制步骤如下：ⅰ)从所述摄相机读取当前拍摄图像；
ⅱ)从图像中提取出被加工芯材最低点位置并计算该点与所述观察孔中心高度之间的竖直距离；
ⅲ)若被加工芯材最低点位置高于所述观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，所述控制器向所述输出辊驱动装置输出设定转速指令，使所述输出辊的转速比所述输入辊的转速低5％；
ⅳ)若被加工芯材最低点位置低于所述观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，所述控制器向所述输出辊驱动装置输出设定转速指令，使所述输出辊的转速比所述输入辊的转速高5％；
ⅴ)否则所述控制器向所述输入辊驱动装置和输出辊驱动装置输出相同的设定速度参数；
2.如权利要求1所述的一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置，其特征在于，所述上部保温层包覆在所述机架顶面及前后左右面上半部分，与被加工的芯材包围出加工区域上半部分；
所述下部保温层包覆在所述机架底面及前后左右面下半部分，与被加工的芯材包围出加工区域下半部分；
所述上部保温层和下部保温层共同将所述输入辊和输出辊包围在其内部。
3.如权利要求2所述的一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置，其特征在于，所述上部保温层和下部保温层所用材料能够在-20～300℃下降低加工区域与外界之间传热传质，选用硅酸盐保温材料或岩棉保温材料；
所述上部保温层和下部保温层在前后两面上低于所述输入辊或输出辊最高点100mm～
200mm处各开有一宽100mm～150mm的矩形通孔，所述矩形通孔与所述输入辊或输出辊等长，用于被加工芯材进入、离开加工区域；
所述观察孔处安装有由透明材料制成的观察窗；所述观察孔的高度低于所述输入辊或输出辊轴线高度至少500mm，所述观察孔的尺寸不小于200mm×200mm。
4.一种基于如权利要求1到3任一项所述装置的不燃级金属复合板芯材温控时效处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
①将待加工的芯材从输入辊侧放入加工区域，承托在输入辊上；
②将待加工的芯材从加工区域内部，经输出辊承托，引出加工区域；
③适当牵引、放出被加工芯材，使被加工芯材垂直输入辊轴线的两边缘最低点均与观察孔中心高度等高；
②使输入辊反复正向、反向运转，若被加工芯材边缘相对输入辊边缘持续向某一方向偏移，返回步骤①；
①打开温度控制装置，使加工区域内部温度逐渐升高至需要的加工温度；
②保温15-25分钟，使输入辊和输出辊被均匀加热；
①通过控制器使输入辊适当旋转，使被加工芯材最低点与观察孔中心高度等高；
一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种温控时效处理装置及方法，特别是关于一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置及方法。
背景技术
[0002] 不燃级金属复合板芯材在生产过程中需要使其在一定温度下保温一段时间。已有方法多使用网带输送装置将芯材输运至加工区域中，只能使被加工芯材的一侧被高效加工，导致加工区域中的热量无法被充分利用，芯材两面加工不均匀，芯材加工速度受限。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置及方法，以实现不燃级金属复合板芯材在加工区域内被双面同时连续加工，达到提高加工效率，减少加工能耗的目的。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置，其特征在于，该装置包括：机架；输入辊机构，所述输入辊机构安装于所述机架上，用于驱动被加工的芯材进入加工区域；输出辊机构，所述输出辊机构亦安装于所述机架上，用于驱动被加工的芯材离开加工区域；控制器，所述控制器电连接所述输入辊机构和输入辊机构，用于控制所述输入辊机构和输入辊机构的启停、正向、反向运转并调整运转速度；保温层，所述保温层包覆于所述机架的顶面、底面及四周，用于减少加工区域热量损失；温度控制装置，所述温度控制装置安装于加工区域内部，用于控制加工区域内部的气体温度。
[0005] 在一个优选的实施例中，所述输入辊机构包括输入辊和输入辊驱动装置，所述输入辊通过轴承座及轴承安装在所述机架上，所述输入辊驱动装置连接所述输入辊，用于驱动所述输入辊转动；所述输出辊机构包括输出辊和输出辊驱动装置，所述输出辊亦通过轴承座及轴承安装在所述机架上，所述输出辊驱动装置连接所述输出辊，用于驱动所述输出辊转动。
[0006] 在一个优选的实施例中，所述输入辊驱动装置和输出辊驱动装置包括电机、变频器和传动机构；所述变频器在所述控制器控制下通过调整所述电机的输入参数连续调整所述电机的运转速度，所述电机通过所述传动机构向所述输入辊和输出辊输出动力。
[0007] 在一个优选的实施例中，所述保温层包括上部保温层和下部保温层：所述上部保温层包覆在所述机架顶面及前后左右面上半部分，与被加工的芯材包围出加工区域上半部分；所述下部保温层包覆在所述机架底面及前后左右面下半部分，与被加工的芯材包围出加工区域下半部分；所述上部保温层和下部保温层共同将所述输入辊和输出辊包围在其内部。
[0008] 在一个优选的实施例中所述输入辊和输出辊的直径200mm～600mm，长度为1.5m～2.5m，所述输入辊和输出辊的轴线平行且等高，轴线间距5m～7m，其轴线竖直方向角度在±
5度内可调。
[0009] 在一个优选的实施例中，所述上部保温层和下部保温层所用材料能够在-20～300℃下降低加工区域与外界之间传热传质，选用硅酸盐保温材料或岩棉保温材料；所述上部保温层和下部保温层在前后两面上低于所述输入辊或输出辊最高点100mm～200mm处各开有一宽100mm～150mm的矩形通孔，所述矩形通孔与所述输入辊或输出辊等长，用于被加工芯材进入、离开加工区域；所述下部保温层一侧面在所述输入辊或输出辊轴线之间居中的位置上开有一观察孔，所述观察孔处安装有由透明材料制成的观察窗；所述观察孔的高度低于所述输入辊或输出辊轴线高度至少500mm，所述观察孔的尺寸不小于200mm×200mm。
[0010] 在一个优选的实施例中，在正对所述观察窗中心位置处安装有摄相机，所述摄相机包括镜头和图像传感器，其中所述图像传感器采用CCD或CMOS，用于检测加工区域内被加工芯材位置状态。
[0011] 在一个优选的实施例中，所述温度控制装置包括加热装置、温度传感器和温度控制器，其中所述加热装置采用电热方式，用于加热加工区域内部的空气介质；所述温度传感器采用热电偶，安装于所述加工区域内部；所述温度控制器根据所述温度传感器测量结果控制所述加热装置启停实现对加工区域内部温度的控制，所述温度控制器能够将加工区域内气体温度在100～300℃内保持±10℃以内的恒温。
[0012] 在一个优选的实施例中，所述控制器接收所述摄相机采集的视频信号，从视频信号中提取出被加工芯材的运动状态信息，并向所述输入辊驱动装置及输出辊驱动装置输出启停、正反向运转、转速变化控制量，其控制步骤如下：
[0013] ⅰ)从所述摄相机读取当前拍摄图像；
[0014] ⅱ)从图像中提取出被加工芯材最低点位置并计算该点与所述观察孔中心高度之间的竖直距离；
[0015] ⅲ)若被加工芯材最低点位置高于所述观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，所述控制器向所述输出辊驱动装置输出设定转速指令，使所述输出辊的转速比所述输入辊的转速低5％；
[0016] ⅳ)若被加工芯材最低点位置低于所述观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，所述控制器向所述输出辊驱动装置输出设定转速指令，使所述输出辊的转速比所述输入辊的转速高5％；
[0017] ⅴ)否则所述控制器向所述输入辊驱动装置和输出辊驱动装置输出相同的设定速度参数；
[0018] ⅵ)返回步骤ⅰ)。
[0019] 一种基于上述装置的不燃级金属复合板芯材温控时效处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0020] 1)被加工芯材位姿调整：
[0021] ①将待加工的芯材从输入辊侧放入加工区域，承托在输入辊上；
[0022] ②将待加工的芯材从加工区域内部，经输出辊承托，引出加工区域；
[0023] ③适当牵引、放出被加工芯材，使被加工芯材垂直输入辊轴线的两边缘最低点均与观察孔中心高度等高；
[0024] 2)输入辊和输出辊位姿调整：
[0025] ①调整输入辊轴线竖直方向角度；
[0026] ②使输入辊反复正向、反向运转，若被加工芯材边缘相对输入辊边缘持续向某一方向偏移，返回步骤①；
[0027] ③对输出辊进行上述步骤①和②的调整；
[0028] 3)加工区域预热：
[0029] ①打开温度控制装置，使加工区域内部温度逐渐升高至需要的加工温度；
[0030] ②保温15-25分钟，使输入辊和输出辊被均匀加热；
[0031] 4)连续生产：
[0032] ①通过控制器使输入辊适当旋转，使被加工芯材最低点与观察孔中心高度等高；
[0033] ②根据工艺需求向控制器设定运转速度；
[0034] ③使控制器执行如权利要求9所述的控制流程。
[0035] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过设置双速度可调输入、输出辊，使被加工芯材可以无需金属网带输送而不产生缺陷；同时，通过摄相机反馈芯材位姿，利用控制器控制驱动装置实时同步输入、输出辊转速，最终实现不燃级金属复合板芯材在加工区域内被双面同时连续加工，达到提高加工效率，减少加工能耗的目的。2、本发明通过试验及计算得到的输入、输出辊合理的形状、位置、尺寸参数，可以保证被加工芯材在输入、输出辊之间的位置、姿态处于合理的状态，即在加工过程中不易因其过度折弯或承受过度拉力导致被加工板材内部产生缺陷。3、本发明由于无需金属网带输送，减少了由于安装金属网带导致的加工区域与外界传质，并且开始生产前无需预热金属网带，消耗能源更少。
附图说明
[0036] 图1是本发明不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置的整体结构示意图；
[0037] 图2是本发明不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置的局部结构示意图；
[0038] 图3是本发明不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置的侧视结构示意图。
[0039] 图中附图标记：
[0040] 1-输入辊，2-输出辊，3-输入辊驱动装置，4-输出辊驱动装置，5-机架，6-控制器，7-上部保温层，8-下部保温层，9-观察窗，10-摄相机，11-温度控制装置，12-轴承座及轴承，
13-被加工芯材。
具体实施方式
[0041] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
[0042] 如图1-3所示，本发明提供的不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置包括输入辊1、输出辊2、输入辊驱动装置3、输出辊驱动装置4、机架5、控制器6、上部保温层7、下部保温层8和温度控制装置11。输入辊1和输出辊2均转动支撑于机架5上，分别用于驱动被加工芯材13进入和离开加工区域。输入辊驱动装置3和输出辊驱动装置4分别连接输入辊1和输出辊2，分别用于驱动输入辊1和输出辊2。控制器6电连接输入辊驱动装置3和输出辊驱动装置4，用于向输入辊驱动装置3和输出辊驱动装置4发送控制信号，使输入辊1和输出辊2能在控制器6调节下启停、正向、反向运转并调整运转速度。上部保温层包覆在机架5顶面及前后左右面上半部分，与被加工芯材13包围出加工区域上半部分；下部保温层包覆在机架5底面及前后左右面下半部分，与被加工芯材13包围出加工区域下半部分，且上部保温层7和下部保温层8共同将输入辊1和输出辊2包围在其内部，上部保温层7和下部保温层8用于减少加工区域热量损失。温度控制装置11安装于加工区域内部，用于控制加工区域内部的气体温度。
[0043] 在一个优选的实施例中，输入辊1和输出辊2的直径为200mm～600mm，长度为1.5m～2.5m，并通过轴承座及轴承12安装在机架5上，输入辊1和输出辊2的轴线平行且等高，轴线间距5m～7m，其轴线竖直方向角度在±5度内可调。
[0044] 在一个优选的实施例中，输入辊驱动装置3和输出辊驱动装置4包括电机、变频器和传动机构。变频器在控制器6控制下可以通过调整电机的输入参数连续调整电机的运转速度，电机通过传动机构向输入辊1和输出辊2输出动力。
[0045] 在一个优选的实施例中，上部保温层7和下部保温层8所用材料可以在-20～300℃下降低加工区域与装置外部之间传热传质，如硅酸盐保温材料或岩棉保温材料。
[0046] 在一个优选的实施例中，上部保温层7和下部保温层8在前后两面上低于输入辊1或输出辊2最高点100mm～200mm处各开有一宽100mm～150mm的矩形通孔，该矩形通孔与输入辊1或输出辊2等长，用于被加工芯材13进入、离开加工区域。
[0047] 在一个优选的实施例中，下部保温层8一侧面在输入辊1或输出辊2轴线之间居中的位置上开有一观察孔，观察孔处安装有由透明材料制成的观察窗9，用于减少加工区域与装置外部通过观察孔的传热传质。观察孔的高度低于输入辊1或输出辊2轴线高度至少500mm，观察孔的尺寸不小于200mm×200mm。
[0048] 在一个优选的实施例中，在正对观察窗9中心位置处安装有摄相机10，该摄相机10包括镜头和图像传感器，其中图像传感器采用CCD或CMOS，用于检测加工区域内被加工芯材13位置状态。
[0049] 在一个优选的实施例中，温度控制装置11包括加热装置、温度传感器和温度控制器，其中加热装置采用电热方式，用于加热加工区域内部的空气介质。温度传感器采用热电偶，安装在加工区域内部。温度控制器根据温度传感器测量结果控制加热装置启停实现对加工区域内部温度的控制，该温度控制器可将加工区域内气体温度在100～300℃内保持±10℃以内的恒温。
[0050] 在一个优选的实施例中，控制器6接收摄相机10采集的视频信号，从视频信号中提取出被加工芯材13的运动状态信息，并向输入辊驱动装置3及输出辊驱动装置4输出启停、正反向运转、转速变化控制量，其控制流程如下：
[0051] ⅰ)从摄相机10读取当前拍摄图像；
[0052] ⅱ)从图像中提取出被加工芯材13最低点位置并计算该点与观察孔中心高度之间的竖直距离；
[0053] ⅲ)若被加工芯材13最低点位置高于观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，控制器6向输出辊驱动装置4输出设定转速指令，使输出辊2的转速比输入辊1的转速低5％；
[0054] ⅳ)若被加工芯材13最低点位置低于观察孔中心距离达到观察孔高度的10％，控制器6向输出辊驱动装置4输出设定转速指令，使输出辊2的转速比输入辊1的转速高5％；
[0055] ⅴ)否则控制器6向输入辊驱动装置3和输出辊驱动装置4输出相同的设定速度参数；
[0056] ⅵ)返回ⅰ)。
[0057] 基于上述实施例中提供的不燃级金属复合板芯材温控时效处理装置，本发明还提出了一种不燃级金属复合板芯材温控时效处理方法，其包括以下步骤：
[0058] 1)被加工芯材13位姿调整；
[0059] 2)输入辊1和输出辊2位姿调整；
[0060] 3)加工区域预热；
[0061] 4)连续生产。
[0062] 在上述步骤1)中，被加工芯材13位姿调整包括以下步骤：
[0063] ①将待加工的芯材从输入辊1侧放入加工区域，承托在输入1辊上；
[0064] ②将待加工的芯材从加工区域内部，经输出辊2承托，引出加工区域；
[0065] ③适当牵引、放出被加工芯材，使被加工芯材垂直输入辊1轴线的两边缘最低点均与观察孔中心高度等高。
[0066] 在上述步骤2)中，输入辊1和输出辊2位姿调整包括以下步骤：
[0067] ①调整输入辊1轴线竖直方向角度；
[0068] ②使输入辊1反复正向、反向运转，若被加工芯材13边缘相对输入辊1边缘持续向某一方向偏移，返回步骤①；
[0069] ③对输出辊2进行上述步骤①和②的调整。
[0070] 在上述步骤3)中，加工区域预热包括以下步骤：
[0071] ①打开温度控制装置11，使加工区域内部温度逐渐升高至需要的加工温度；
[0072] ②保温15-25分钟，使输入辊1和输出辊2被均匀加热。
[0073] 在上述步骤4)中，连续生产包括以下步骤：
[0074] ①通过控制器6使输入辊1适当旋转，使被加工芯材13最低点与观察孔中心高度等高；
[0075] ②根据工艺需求向控制器6设定运转速度；
[0076] ③使控制器6执行上述步骤ⅰ)至步骤ⅵ)的控制流程。
[0077] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
