【技术实现步骤摘要】
本申请涉及低压铸造，特别是涉及一种低压铸造模具温度实时控制系统及其使用方法。
技术介绍
1、为应对日益严峻的能源危机和环境污染问题，轻量化已成为汽车行业未来发展的必然趋势。铝合金具有轻质、比强度高、铸造性能及加工性能好等优点，以铝代钢制备汽车零部件可以在确保安全的前提下实现显著减重，助力传统燃油车的节能减排与新能源汽车的降耗增程。而低压铸造工艺具有充型平稳、补缩效果好、材料利用率高以及易于实现自动化等优点，是目前汽车铝合金铸件产品的主流生产工艺之一。在低压铸造工艺中，模具温度是影响铸件质量的关键因素之一。为避免出现冷隔、浇不足以及缩孔缩松等铸造缺陷，必须采取合理的冷却工艺对模具温度进行准确控制以使铸件实现完整充型和快速顺序凝固。
2、目前在铝合金铸件低压铸造生产过程中所采用的模具温度控制手段多为开环控制，通常并不对模具温度进行监测，而是依靠现场技术人员根据铸造缺陷情况对冷却工艺参数进行调整。然而，这种控制方法受现场技术人员的经验和主观判断影响大，缺乏足够的理论依据，导致工艺改进效果不稳定。更为重要的是，该方法无法实现模具温度的实时控制，需要多轮迭代改进才能获得较为合理的冷却工艺，从而增加了预生产时间并造成了原材料的浪费。随着汽车轻量化进程的快速推进，铸件结构的复杂程度不断增加，传统的开环控制手段将难以满足模具温度的控制需求，迫切需要开发一种更加先进的模具温度闭环控制系统以实现模具温度的自动化、智能化实时控制。
3、需要说明的是，公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有铝合金铸件低压铸造模具温度控制存在的上述问题，提供一种低压铸造模具温度实时控制系统及其使用方法，该控制系统可以降低冷却工艺调整对现场技术人员经验的依赖性，实现模具温度的自动化、智能化、精确化实时控制。
2、为实现上述目的，本专利技术的详细技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种低压铸造模具温度实时控制系统，包括：受控模具、数据采集模块、控制器和冷却执行器；所述受控模具配备冷却循环模块和测温模块，所述冷却循环模块包括多个与所述受控模具相连的冷却通道，所述冷却通道用于导入冷却介质，对所述受控模具进行冷却，所述测温模块包括多个测温点，用于实时检测所述受控模具的实际温度数据；所述数据采集模块采集各个所述的测温点在铸造生产过程中的实际温度数据，并将所述实际温度数据反馈给所述控制器；所述控制器配置有温度控制程序，所述温度控制程序根据预设的温度控制目标值及所述数据采集模块反馈的模具实际温度数据进行模具冷却工艺方案的实时调整，并以通讯的方式向所述冷却执行器发送相应的冷却控制调整指令；所述冷却执行器根据收到的冷却控制调整指令，在铸造生产过程中使所述冷却循环模块执行相应的动作。
4、进一步的，通过铸造过程工艺模拟仿真确定所述受控模具的多个关键位置，并在所述关键位置布置所述冷却通道和所述测温点。
5、进一步的，所述数据采集模块的采集数据包括：铸造生产过程中各个所述测温点的温度值、所述冷却通道的开启/关闭状态；所述温度控制程序基于上述数据以及所述温度控制目标值进行冷却工艺方案的实时调整。
6、进一步的，所述数据采集模块和所述冷却执行器均集成于铸造机系统内，所述铸造机系统与所述控制器之间通过通讯接口进行冷却控制调整指令与生产数据的传输。
7、第二方面，本申请提供一种上述第一方面的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，包括以下步骤：
8、s1 向所述控制器设定所述受控模具的温度控制目标值；
9、s2 开启铸件的连续生产，所述数据采集模块实时采集所述受控模具的实际温度数据并反馈至所述控制器；所述控制器配置的温度控制程序根据所述温度控制目标值与所述实际温度数据之间的差值，对冷却工艺方案进行实时优化调整，并通过通讯接口将相应的冷却控制调整指令输出至所述冷却执行器，所述冷却执行器根据接收到的冷却控制调整指令调整各个所述冷却通道的开启/关闭状态；
10、s3 生产过程中，所述数据采集模块全程记录所述受控模具的实际温度数据及冷却工艺数据，并将采集的数据补充至历史工艺数据库中，用于对所述受控模具的温度控制目标值和初始冷却孔工艺方案进行动态更新。
11、进一步的，步骤s1中，所述温度控制目标值基于历史工艺数据库进行确定；所述历史工艺数据库的数据来源包括数值模拟仿真结果和/或试制生产结果，数据内容包括所述受控模具在铸造生产过程中的温度数据、冷却工艺方案以及铸件的缺陷数据。
12、进一步的，所述温度控制目标值的具体确定方法为：选取所述历史工艺数据库中3-5组铸件缺陷数量最少的数据用于确定所述受控模具的理想温度区间，区间的上限值和下限值分别对应这几组数据中受控模具温度的最高值和最低值，将此理想温度区间作为所述模具温度控制目标值的设定值输入所述控制器中。
13、进一步的，步骤s2中，所述数据采集模块每间隔1-10s对所述受控模具的温度进行采集并反馈至所述控制器，所述控制器根据所述受控模具的实际温度数据与模具温度控制目标值之间的差值对所述冷却通道的开启/关闭指令进行更新；当所述实际温度数据高于所述理想温度区间的上限值时，设置相应的冷却通道为开启状态：当所述实际温度数据低于所述理想温度区间的下限值时，设置相应的冷却通道为关闭状态；当所述实际温度数据在所述理想温度区间内时，维持相应的冷却通道的状态不变。
14、进一步的，步骤s3中，所述数据采集模块每间隔1-10s对所述受控模具的实际温度数据和冷却工艺数据进行采集和记录；所述历史工艺数据库中每新增30-50组数据对所述模具温度控制目标值进行一次更新。
15、进一步的，所述冷却工艺数据包括各个所述冷却通道的开启/关闭状态。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、在低压铸造过程中实现了冷却工艺方案的自动化实时调整，使受控模具的实际温度曲线在连续生产中无限接近设定的温度控制目标值（也即模具的理想温度），也即使受控模具的温度达到目标设定的温度场，从而实现铸件的快速顺序凝固，加强凝固过程中的补缩效果，降低缩孔缩送等铸造缺陷，提高铸件的合格率，同时也能够显著提高铸件生产的效率。
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1.一种低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，包括：受控模具、数据采集模块、控制器和冷却执行器；所述受控模具配备冷却循环模块和测温模块，所述冷却循环模块包括多个与所述受控模具相连的冷却通道，所述冷却通道用于导入冷却介质，对所述受控模具进行冷却，所述测温模块包括多个测温点，用于实时检测所述受控模具的实际温度数据；所述数据采集模块采集各个所述的测温点在铸造生产过程中的实际温度数据，并将所述实际温度数据反馈给所述控制器；所述控制器配置有温度控制程序，所述温度控制程序根据预设的温度控制目标值及所述数据采集模块反馈的模具实际温度数据进行模具冷却工艺方案的实时调整，并以通讯的方式向所述冷却执行器发送相应的冷却控制调整指令；所述冷却执行器根据收到的冷却控制调整指令，在铸造生产过程中使所述冷却循环模块执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，通过铸造过程工艺模拟仿真确定所述受控模具的多个关键位置，并在所述关键位置布置所述冷却通道和所述测温点。
3.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，所述数据采集模块的
4.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，所述数据采集模块和所述冷却执行器均集成于铸造机系统内，所述铸造机系统与所述控制器之间通过通讯接口进行冷却控制调整指令与生产数据的传输。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，步骤S1中，所述温度控制目标值基于历史工艺数据库进行确定；所述历史工艺数据库的数据来源包括数值模拟仿真结果和/或试制生产结果，数据内容包括所述受控模具在铸造生产过程中的温度数据、冷却工艺方案以及铸件的缺陷数据。
7.根据权利要求6所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，所述温度控制目标值的具体确定方法为：选取所述历史工艺数据库中3-5组铸件缺陷数量最少的数据用于确定所述受控模具的理想温度区间，区间的上限值和下限值分别对应这几组数据中受控模具温度的最高值和最低值，将此理想温度区间作为所述模具温度控制目标值的设定值输入所述控制器中。
8.根据权利要求7所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，步骤S2中，所述数据采集模块每间隔1-10s对所述受控模具的温度进行采集并反馈至所述控制器，所述控制器根据所述受控模具的实际温度数据与模具温度控制目标值之间的差值对所述冷却通道的开启/关闭指令进行更新：当所述实际温度数据高于所述理想温度区间的上限值时，设置相应的冷却通道为开启状态；当所述实际温度数据低于所述理想温度区间的下限值时，设置相应的冷却通道为关闭状态；当所述实际温度数据在所述理想温度区间内时，维持相应的冷却通道的状态不变。
9.根据权利要求5所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，步骤S3中，所述数据采集模块每间隔1-10s对所述受控模具的实际温度数据和冷却工艺数据进行采集和记录；所述历史工艺数据库中每新增30-50组数据对所述模具温度控制目标值进行一次更新。
10.根据权利要求9所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，所述冷却工艺数据包括各个所述冷却通道的开启/关闭状态。
...【技术特征摘要】
1.一种低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，包括：受控模具、数据采集模块、控制器和冷却执行器；所述受控模具配备冷却循环模块和测温模块，所述冷却循环模块包括多个与所述受控模具相连的冷却通道，所述冷却通道用于导入冷却介质，对所述受控模具进行冷却，所述测温模块包括多个测温点，用于实时检测所述受控模具的实际温度数据；所述数据采集模块采集各个所述的测温点在铸造生产过程中的实际温度数据，并将所述实际温度数据反馈给所述控制器；所述控制器配置有温度控制程序，所述温度控制程序根据预设的温度控制目标值及所述数据采集模块反馈的模具实际温度数据进行模具冷却工艺方案的实时调整，并以通讯的方式向所述冷却执行器发送相应的冷却控制调整指令；所述冷却执行器根据收到的冷却控制调整指令，在铸造生产过程中使所述冷却循环模块执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，通过铸造过程工艺模拟仿真确定所述受控模具的多个关键位置，并在所述关键位置布置所述冷却通道和所述测温点。
3.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，所述数据采集模块的采集数据包括：铸造生产过程中各个所述测温点的温度值、所述冷却通道的开启/关闭状态；所述温度控制程序基于上述数据以及所述温度控制目标值进行冷却工艺方案的实时调整。
4.根据权利要求1所述的低压铸造模具温度实时控制系统，其特征在于，所述数据采集模块和所述冷却执行器均集成于铸造机系统内，所述铸造机系统与所述控制器之间通过通讯接口进行冷却控制调整指令与生产数据的传输。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的低压铸造模具温度实时控制系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的低压铸造模具温度实...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志杰，金昱，杨卫民，胡双龙，田斌，王峰，张花蕊，张虎，
申请(专利权)人：诸城航大新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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