[发明专利]一种复杂金属构件铸造成型用非线性加压控制方法及系统

说明书

本发明公开了本发明提供了一种复杂金属构件铸造成型用非线性加压控制方法及系统，包括以下步骤，非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数的生成，检测到罐体锁紧环锁紧到位后，对各标志位进行初始化，确定待铸造金属构件类型，根据待铸造金属构件类型采集上位机中对应的预设的非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数；对铸造设备罐体内进行加压，达到对压力差目标值的跟踪控制；直至判定所述待铸造金属构件各工艺过程均已完成，结束控制。液面的加压过程可以按照预定程序调节充型压力，保证金属液始终以层流方式充型，有效避免复杂铸件型腔截面变化较大而造成充型紊乱、卷气严重等问题。

技术领域

本发明属于铸造成型中压力控制的技术领域，具体涉及一种复杂金属构件铸造成型用非线性加压控制方法及系统。

背景技术

当采用差压铸造工艺成型复杂金属构件时，由于复杂金属构件在结构上厚薄不均匀，为了使充型液面始终保持平稳，就要求差压铸造设备在充型时要根据复杂金属构件的结构来随时调节加压压强，进而改变金属液的充型速率。然而，现有差压铸造工艺通常通过固有经验和粗略计算给出一个线性加压曲线，并根据该线性加压曲线改变充型速率。这种加压方式在复杂金属构件的结构突变处无法实时改变金属液的充型速率。除此之外，这种加压方式的控制精度不足，无法保证充型的平稳。更为严重的是，当粗略计算的误差过大时，前一加压阶段的误差会累加到后一加压阶段，当误差累积过多时，金属液无法充满铸型的型腔，进而导致成型的失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂金属构件铸造成型用非线性加压控制方法及系统，用以解决现有差压铸造工艺因采用线性加压方式而导致复杂金属构件成型质量差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种复杂金属构件铸造成型用非线性加压控制方法，包括以下步骤：

非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数的生成：

针对特定金属构件铸造成型的各工艺过程，根据铸件充型速度拐点预设非线性加压工艺过程中针对不同界面变化率的控制参数；

获取多组针对不同界面变化率的非线性加压工艺的控制参数，获取最优控制参数；根据最优控制参数形成非线性加压工艺预定控制程序；将预定控制程序以及对应的最优控制参数上传到上位机中备用；

在铸造过程当检测到铸件型腔截面变化信号时，按照所述预定程序以及对应的最优控制参数调节充型压力；

采用生成的所述非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数进行金属构件铸造：

检测到罐体锁紧环锁紧到位后，则开始压力控制；

对各标志位进行初始化，确定待铸造金属构件类型，根据待铸造金属构件类型采集上位机中对应的预设的非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数；

采集当前铸件型腔工艺参数，对工艺曲线目标值分步计算，根据所述非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数给出对应的压力差目标值；

获取当前铸件型腔实时压力值，对比得到压力差目标值和实际压力过程值的差值，对差值进行跟踪控制，通过跟踪控制算法计算得到的输出值，对输出值进行分析，按照所述非线性加压工艺预定控制程序以及对应的最优控制参数控制数字组合阀的对应开关动作，对铸造设备罐体内进行加压，达到对压力差目标值的跟踪控制；

直至判定所述待铸造金属构件各工艺过程均已完成，结束控制，完成浇注。

根据上述技术，液面的加压过程可以按照预定程序调节充型压力，保证金属液始终以层流方式充型，有效避免复杂铸件型腔截面变化较大而造成充型紊乱、卷气严重等问题；解决现有差压铸造工艺因采用线性加压方式而导致复杂金属构件成型质量差的问题。