用于铸造活塞前进运动的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通过控制信号来对冷室压铸机的铸造室中的铸造活塞的前进运动进行控制的装置，所述前进运动包括腔室填充运动阶段，其中所述腔室填充运动阶段是从具有局部填充的铸造室初始体积的铸造活塞局部填充位置到具有已填充的铸造室剩余体积的铸造活塞完全填充位置。根据本发明专利技术，在该装置中，将控制信号的各自相关联的曲线提供给多个工艺参数值的不同指定集合，所述工艺参数在所述腔室填充运动阶段影响在铸造室中的熔融材料的运动，控制信号的所述曲线定义为针对特定参数值的集合而作为最合适控制信号曲线，并且该装置设计为根据铸造周期的起点处显示的工艺参数的值，使用最合适控制信号曲线来控制铸造活塞的前进运动，其中至少一个铸造室几何参数、至少一个填充量参数、至少一个铸模参数和/或至少一个铸造室温度或熔融材料温度参数属于所述多个工艺参数。本发明专利技术还涉及该装置在冷室压铸工艺中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于铸造活塞前进运动的控制方法
本专利技术涉及一种通过致动信号来对冷室压铸机的铸造室中的铸造活塞的前进运动进行控制的方法。本专利技术具体地涉及在某时间段(在本案中称为腔室填充运动阶段)中对铸造活塞的前进运动的控制，该腔室填充运动阶段是从具有局部填充的铸造室初始体积的铸造活塞局部填充位置到具有已填充的铸造室剩余体积的铸造活塞完全填充位置。
技术介绍
如已知的那样，在冷室压铸机中，待铸造的熔融材料(例如大致包含铝和/或镁和/或锌的熔融金属合金)被引入到水平构造的铸造室中，并随后通过由液压驱动或某种其他方式驱动的铸造活塞输送到铸模中。这种操作循环地执行，以用于相同产品的大批量生产，其中在每个铸造周期将熔融材料压入铸模一次。具有圆形横截面的圆筒型铸造室几乎专门用于此目的。在大气压、正压力下或负压下，均可以通过各种方式来执行熔融材料到铸造室中的引入，例如通过浇包并经由铸造室的填充开口来进行填充，或者通过在铸造室产生负压的方式通过抽吸进气来进行充填。引入到铸造室中的熔融材料的量取决于各自的铸模体积，即待铸造部件的体积，由此，依据不同的铸件而在铸造室中采用不同的填充水平，在引入熔融材料之后，只要铸造活塞仍然位于铸造室入口后方的铸造室圆筒后侧上的背向铸模的初始位置中，那么位于上方的一定体积的空气就会保留在水平构造的铸造室圆筒中。在本案中，术语“空气的体积”通常还包括填充有不同气体或抽真空的铸造室的上方局部体积的情况。在铸造活塞前进运动的第一阶段中，铸造活塞从其初始位置(如上所述，对铸造室进行局部填充)向完全填充位置(由于铸造活塞的前进运动而持续减少的铸造室体积恰好由填充熔融材料来完全填充)而向前运动。这之后是注入操作(本案不对其做进一步关注)，由此如所知的那样，熔融材料经由铸造室圆筒的前侧上的铸造室出口和毗连的流道排出铸造室而进入铸模。在初始的腔室填充运动阶段中，如果活塞前进运动的进展不利，则存在不期望的空气/气体夹杂物进入熔融材料的问题。这种熔融材料中的空气/气体夹杂物可能导致增加的孔隙率，并从而导致铸件质量不符合要求(取决于对铸件的使用或进一步加工)。具体地说，如图1和2所示，两种效应是形成这种情况的原因，分别以三部件图来说明，其中铸造活塞2在水平构造的铸造室圆筒1中持续前进，如最上面的部件图像所分别示出的那样，铸造室1初始地局部填充有熔融材料3，并且铸造活塞2位于铸造室入口4后面的铸造室1的背向铸模的后侧1a上。图1示出了在铸造室1中由铸造活塞2向前(即在铸造室1的面向铸模的前端1b的方向上)压送的熔融材料3的波破碎5(即，破碎波)的产生。图2示出了对来自铸造活塞2的波的提前短暂分离效应，和/或在铸造室1的面向铸模的前端1c上的提前反射波效应，即，通过这种活塞前进运动的不利控制，熔融材料6的波开始向前缓慢移动而远离活塞2。如果这个波6直接到达铸造室顶部或者经反射后到达铸造室顶部，那么如图2中较低的部件图所示，波6从位于前方的铸造室出口8至铸造活塞2处切断了空气/气体7的体积。针对波破碎的情况，如图1中最下面部件图中的小气泡9所示意性象征的那样，这两种效应导致了增加的空气/气体夹杂物。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供开始时所提及的那种使铸造活塞的前进运动得以控制的方法，以解决技术问题，具体来说是在腔室填充运动阶段中，通过这种方式能够使熔融材料中空气/气体夹杂物的量降低或最小化，这典型地带来成品铸件中降低的孔隙率。本专利技术通过提供具有以下特征的控制方法来解决这个问题。在根据本专利技术的控制方法中，将致动信号的各自相关联的波形(signaverlauf)提供给多个工艺参数值的不同的指定集合，所述工艺参数在本案中也简称为参数，并在腔室填充运动阶段会影响铸造室中的熔融材料的运动，并在所述腔室填充运动阶段中控制所述铸造活塞从初始局部填充位置(具有经局部填充的铸造室的起始体积)向充分填充位置(具有经填充的铸造室的剩余体积)的前进运动。所提供的致动信号波形在本案中是定义为如下这种波形：即，在每种情况下，所述波形中的一项最适合于某指定的参数值集合。这里，“最合适”应当理解为表示分配给指定参数值集合的致动信号波形使得：在由所述指定参数值集合所描述的当前情况中，活塞前进运动的那个波形要比所考虑的活塞前进运动的其他所有波形都能更好地减少或避免不期望有的效应(即，波破碎和空气体积的切断)。除了该初级质量标准以外，“最合适”的定义当然还可以通过考虑与铸造过程相关的常规标准来得到，诸如针对铸造周期的最小可能时间要求，以及由此针对所述活塞前进运动的最小可能时间要求。这个最合适致动信号波形的选择允许空气/气体被引入到熔融材料中，并且与传统的铸造工艺控制手段相比，针对每个铸造周期，无需明显地减慢铸造周期就能相应地使得铸件的孔隙率保持得尽可能低。根据本专利技术的控制装置相应地设计成根据与铸造周期起点有关的工艺参数的值来使用所述最合适致动信号波形。为此目的，可以优选地设置：预先(即，在铸造过程或铸造周期的运行时间之前)确定出针对所考虑的各种指定参数值集合的可能的最合适致动信号波形，并且将其存储在控制装置中。然后，控制装置为每个铸造周期选择最适合于当前参数值集合的致动信号波形，用以在腔填充运动阶段中控制铸造活塞的前进运动。先于活塞前进运动的各种波形(即，相关致动信号的不同波形)的这种确定操作可以经验性地执行在实际对象上，或者优选地，系统性且确定性地基于具有合适计算模型的相应计算机仿真来执行。后者能够通过相关工艺参数的不同值来执行相对大量的“试验”。如果在铸造过程的运行时间之前执行仿真，那么计算时间不局限于铸造周期的典型时长，这允许使用相对密集计算模型，所述相对密集计算模型比较好地描述了在活塞前进运动期间铸造室中熔融材料的流动条件。仿真模型系统还可以具体地是具有闭环控制器的特定仿真闭环控制系统，其试图通过相应的控制器干预来纠正与期望的熔融材料流动特性在计算上所建立的偏差。通过这种方式，如当前使用参数值集合所描述的、针对各自起始情况的最合适致动信号波形可以极为准确地通过模型辅助闭环控制仿真来确定。备选地，可以在铸造过程的运行时间来提供对所设置的致动信号波形的直接确定。在腔室填充运动阶段中影响铸造室中的熔融材料运动的多个工艺参数包括至少一个关于铸造室几何形状的参数、至少一个关于铸造室中熔融材料填充量的参数、至少一个关于铸模的参数，和/或所述至少一个关于铸造室温度和/或熔融材料温度的参数。已经发现，通过考虑这些参数中的一个或多个参数，已经可以获得活塞前进运动可用的致动信号波形，这在最大程度上避免了关于波破碎或提前波分离/波反射的不利效应。依据不同应用，可以考虑一个或多个其他参数。这里，每个参数应当理解为是指：依据不同应用，可以包括当前值和/或由一个或多个先前铸造周期所产生的值，和/或这些值的组合所确定的值，其中在每种情况下，可以通过测量仪器或计算来得到这些值。在本专利技术的改进中，多个工艺参数更具体地包括至少一个铸造室长度参数、至少一个铸造室高度参数、至少一个铸造室填充度参数、至少一个熔融材料温度参数、至少一个铸造室温度参数和/或至少一个熔融材料粘度参数，并且根据不同应用，还任选地包括一个或多个其他参数。几何参数描述了铸造室中熔融材料运动的空间边界条件，而温度/粘度参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过致动信号来对冷室压铸机的铸造室(1)中的铸造活塞(2)的前进运动进行控制的装置，所述前进运动包括腔室填充运动阶段，所述腔室填充运动阶段是从具有局部填充的铸造室初始体积的铸造活塞局部填充位置到具有已填充的铸造室剩余体积的铸造活塞完全填充位置，其特征在于，在所述装置中，将所述致动信号的各自相关联的波形提供给多个工艺参数值的不同指定集合，所述工艺参数在所述腔室填充运动阶段影响铸造室中的熔融材料的运动，所述波形定义为针对特定参数值的集合的最合适致动信号波形，并且，所述装置设计为根据与在所述腔室填充运动阶段用于控制铸造活塞前进运动的铸造周期的起点有关的所述工艺参数的值来使用所述最合适致动信号波形，所述多个工艺参数包括至少一个铸造室几何参数、至少一个填充量参数、至少一个铸模参数和/或至少一个铸造室温度或熔融材料温度参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.16 DE 102012200568.41.一种通过致动信号来对冷室压铸机的铸造室(1)中的铸造活塞(2)的前进运动进行控制的方法，所述前进运动包括腔室填充运动阶段，所述腔室填充运动阶段是从具有局部填充的铸造室初始体积的铸造活塞局部填充位置到具有已填充的铸造室剩余体积的铸造活塞完全填充位置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将所述致动信号的各自相关联的波形提供给多个工艺参数值的不同指定集合，所述工艺参数在所述腔室填充运动阶段影响铸造室中的熔融材料的运动，所述波形定义为针对特定参数值的集合的、能使熔融材料中空气/气体夹杂物的量最小化的最合适致动信号波形，以及根据与在所述腔室填充运动阶段用于控制铸造活塞前进运动的铸造周期的起点有关的所述工艺参数的值来使用所述最合适致动信号波形，所述多个工艺参数包括至少一个铸造室几何参数、至少一个填充量参数、至少一个铸模参数，和/或至少一个温度参数，所述温度参数为铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特·艾哈德，彼得·毛雷尔，
申请(专利权)人：奥斯卡弗里茨两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE