特開2024-56121ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法及びシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024056121
(43)【公開日】2024-04-22
(54)【発明の名称】ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
B22D 17/22 20060101AFI20240415BHJP
B22D 17/32 20060101ALI20240415BHJP
B22C 9/06 20060101ALI20240415BHJP
B22C 9/28 20060101ALI20240415BHJP
【ＦＩ】
B22D17/22 D
B22D17/32 Z
B22C9/06 B
B22C9/28
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023103869
(22)【出願日】2023-06-26
(31)【優先権主張番号】202211231569.X
(32)【優先日】2022-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】520228142
【氏名又は名称】中信戴▲か▼股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＣＩＴＩＣ Ｄｉｃａｓｔａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】１８５ Ｌｏｎｇｈａｉ Ａｖｅ．， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ， Ｈｅｂｅｉ ０６６０１１， Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100124707
【弁理士】
【氏名又は名称】夫 世進
(72)【発明者】
【氏名】徐佐
(72)【発明者】
【氏名】王佶
(72)【発明者】
【氏名】郭世威
(72)【発明者】
【氏名】徐世文
(72)【発明者】
【氏名】李世▲徳▼
(72)【発明者】
【氏名】李希
(72)【発明者】
【氏名】李屹明
(72)【発明者】
【氏名】李▲楊▼帆
(72)【発明者】
【氏名】王▲寧▼
(72)【発明者】
【氏名】董国疆
(72)【発明者】
【氏名】▲畢▼江
【テーマコード（参考）】
4E093
【Ｆターム（参考）】
4E093NA01
4E093NB05
4E093VA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ホイール鋳造プロセスにおける金型温度の閉ループ制御方法及びシステムに関し、アルミホイールの低圧鋳造成形過程の安定性及び歩留まりを向上させる。
【解決手段】制御方法は、データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造プロセスにおける金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造プロセスに応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含む。本発明は、前記収集された温度データ及び時間プロセスに基づいて温度制御パラメータを算出し、鋳造過程の温度制御プロセスを形成する。
【選択図】図２
【解決手段】制御方法は、データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造プロセスにおける金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造プロセスに応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含む。本発明は、前記収集された温度データ及び時間プロセスに基づいて温度制御パラメータを算出し、鋳造過程の温度制御プロセスを形成する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法であって、
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
上位機システムは計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含むことを特徴とするホイール鋳造プロセスにおける金型温度の閉ループ制御方法。
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
上位機システムは計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含むことを特徴とするホイール鋳造プロセスにおける金型温度の閉ループ制御方法。
【請求項2】
前記複数の位置の温度は熱電対によって収集され、熱電対の設置位置は上部金型のフランジ位置、スポーク中間位置、下部金型のライザー位置、スポークとリムの遷移位置、側部金型の外車輪鍔位置、及び側部金型の内車輪鍔位置を含み、各位置には１つの熱電対がそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項１に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法。
【請求項3】
前記ステップ３は、
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付ける第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法。
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付ける第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法。
【請求項4】
各前記熱電対はダイカスト鋳造装置ＰＬＣの温度収集モジュールに接続されることを特徴とする請求項３に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法を採用するホイール鋳造プロセスにおける金型温度の閉ループ制御システムであって、
産業用イーサネットを介してダイカスト鋳造装置ＰＬＣと通信する通信収集モジュールと、
通信収集モジュールによって収集されたデータを記憶するための記憶モジュールと、
記憶モジュール内のデータを処理するための処理モジュールと、を含み、
前記通信収集モジュールは、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、冷却管路開閉信号、ダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号、及び鋳造プロセスを収集し、時間を記録し、金型の複数の位置の温度は上部金型、下部金型、及び側部金型の複数の主要なホットスポット又はコールドスポット位置の温度を含むことを特徴とするホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システム。
産業用イーサネットを介してダイカスト鋳造装置ＰＬＣと通信する通信収集モジュールと、
通信収集モジュールによって収集されたデータを記憶するための記憶モジュールと、
記憶モジュール内のデータを処理するための処理モジュールと、を含み、
前記通信収集モジュールは、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、冷却管路開閉信号、ダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号、及び鋳造プロセスを収集し、時間を記録し、金型の複数の位置の温度は上部金型、下部金型、及び側部金型の複数の主要なホットスポット又はコールドスポット位置の温度を含むことを特徴とするホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システム。
【請求項6】
前記記憶モジュールは、収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで、単一ホイールのすべての鋳造過程データの検索を容易にすることを特徴とする請求項５に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システム。
【請求項7】
前記処理モジュールは前記収集された温度データ及び時間プロセスに基づいて温度制御パラメータを算出し、鋳造過程を高精度で制御するための温度制御プロセスを形成することを特徴とする請求項６に記載のホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミホイール鋳造用金型の分野に関し、特に、ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術では、自動車部品の製造において、アルミホイールの鋳造は最も重要な一環であり、アルミホイールは自動車の安全性を直接左右しており、一方、アルミホイールは製品形状が様々で、鋳造プロセスパラメータが多く、鋳造過程の安定性に影響する要素が多いため、鋳造過程に対するこれらの要素の影響を直感的に示してタイムリーなプロセス調整又はスクラップ処理を行うことは非常に必要である。
【0003】
関連技術では、鋳造品質に影響する強い相関関係を示す要素は金型温度であり、金型温度数値、及び金型温度分布を含む。鋳造炉室の圧力変化や冷却管路の開閉はいずれも金型温度変化に直感的に反映できる。しかし、作業員が鋳造過程における金型温度変化の状況を直接観察できないため、鋳造済みのアルミホイールの内部品質の状況に応じて鋳造過程を手動評価してプロセスを調整するしかない。また、作業員の主観性が強く、経験依存性が高い。鋳造過程中にハブ製品の鋳造プロセスを調整することは不可能であり、ハブ製品の鋳造品質にムラがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのため、本発明は、アルミ合金ハブを鋳造する際に鋳造過程中にハブ製品の鋳造プロセスを調整することが不能であり、ハブ製品の鋳造品質にムラがあるという問題を解消するためのホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を実現するために、本発明は、
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、上位機システムは収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含むホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法を提供する。
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、上位機システムは収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含むホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法を提供する。
【0006】
さらに、前記複数の位置の温度は熱電対によって収集され、熱電対の設置位置は上部金型のフランジ位置、スポーク中間位置、下部金型のライザー位置、スポークとリムの遷移位置、側部金型の外車輪鍔位置、及び側部金型の内車輪鍔位置を含み、各位置には１つの熱電対がそれぞれ設置されている。
【0007】
さらに、前記ステップ３は、
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付ける第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含む。
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付ける第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含む。
【0008】
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、連続的に収集されたデータに対して単一ホイールを単位とするデータスライス処理を行い、同一のホイール製造過程のデータに一意ＩＤを統一的に割り当てて記憶し、記憶された各ホイール鋳造過程のデータは、収集時間、該時間における熱電対の温度数値、該時間における冷却管路開閉ブール値、及び鋳造プロセス数値を含み、
さらに、時間プロセスにおける冷却オン及びオフ時間に従って、対応する温度平均値を算出し、該値を温度プロセスの制御パラメータとして冷却オン及びオフを制御する。同様に、金型の型開きについて、対応する温度制御パラメータを計算する。最終的に鋳造過程を制御するための温度プロセスパラメータを形成する。
さらに、時間プロセスにおける冷却オン及びオフ時間に従って、対応する温度平均値を算出し、該値を温度プロセスの制御パラメータとして冷却オン及びオフを制御する。同様に、金型の型開きについて、対応する温度制御パラメータを計算する。最終的に鋳造過程を制御するための温度プロセスパラメータを形成する。
【0009】
さらに、各前記熱電対はダイカスト鋳造装置ＰＬＣの温度収集モジュールに接続される。
【0010】
本発明は、上記ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法に適用されるホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムであって、
産業用イーサネットを介してダイカスト鋳造装置ＰＬＣと通信する通信収集モジュールと、
通信収集モジュールによって収集されたデータを記憶するための記憶モジュールと、
記憶モジュール内のデータを処理するための処理モジュールと、を含むことを特徴とするホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムをさらに提供する。
産業用イーサネットを介してダイカスト鋳造装置ＰＬＣと通信する通信収集モジュールと、
通信収集モジュールによって収集されたデータを記憶するための記憶モジュールと、
記憶モジュール内のデータを処理するための処理モジュールと、を含むことを特徴とするホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムをさらに提供する。
【0011】
さらに、前記通信収集モジュールは、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、冷却管路開閉信号、ダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号、及び鋳造プロセスを収集し、時間を記録し、金型の複数の位置の温度は上部金型、下部金型、及び側部金型の複数の主要なホットスポット又はコールドスポット位置の温度を含む。
【0012】
さらに、前記記憶モジュールは、収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで、単一ホイールのすべての鋳造過程データの検索を容易にする。
【0013】
さらに、前記処理モジュールは前記収集された温度データ及び時間プロセスに基づいて温度制御パラメータを算出し、鋳造過程を高精度で制御するための温度制御プロセスを形成する。
【0014】
本発明は、上記ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムに適用される電子演算及び記憶装置であって、プロセッサ、通信インターフェース、メモリ及び通信バスを含み、プロセッサ、通信インターフェース、及びメモリは通信バスを介して相互通信を完了し、メモリは、コンピュータプログラム、及び収集されたデータを格納することに用いられ、プロセッサは、メモリに格納されているプログラムを実行することによって温度プロセスのデータ収集、計算、及び送信ステップを実行することに用いられることを特徴とする電子演算及び記憶装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
従来技術と比較して、本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明によれば、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、冷却管路開閉信号、ダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号、鋳造プロセス、及び時間を収集し、金型の複数の位置の温度は上部金型、下部金型、及び側部金型の複数の主要なホットスポット又はコールドスポット位置の温度を含み、収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで、単一ホイールのすべての鋳造過程データの検索を容易にし、前記収集された温度データ及び時間プロセスに基づいて温度制御パラメータを算出し、鋳造過程の温度制御プロセスを形成することで、アルミホイールの低圧鋳造成形過程の品質が大きく変動するという技術的問題を解決し、アルミホイールの低圧鋳造過程を高精度で制御することが可能であり、鋳造の安定性及び歩留まりを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施例におけるホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムの模式図である。
【図2】ホイール鋳造過程における金型温度プロセス生成のフローチャートである。
【図3】本発明の実施例におけるアルミ合金ホイール鋳造用金型における熱電対の増設位置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の目的及び利点をより明確にするために、以下、実施例を参照しながら本発明をさらに説明し、理解されるべきこととして、ここで説明される具体的な実施例は単に本発明を解釈することに用いられ、本発明を限定するためのものではない。
【0018】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。当業者が理解すべきこととして、これらの実施形態は単に本発明の技術的原理を解釈することに用いられ、本発明の保護範囲を制限しない。
【0019】
説明すべきこととして、本発明の説明では、用語「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などで指示される方向又は位置関係は図示に基づく方向又は位置関係であり、単に説明を容易にするためのものであり、前記装置又は素子が特定の方位を有したり、特定の方位で構成及び操作されたりしなければならないことを指示又は暗示しないため、本発明を制限するものではないと理解すべきである。
【0020】
また、さらに説明すべきこととして、本発明の説明では、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」は広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体的接続であってもよく、機械的接続、電気的接続であってもよく、直接連結、中間媒体を介する間接的連結であってもよく、２つの素子の内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本発明における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
【0021】
本願の実施例に係る方法実施例はコントローラ、パーソナルコンピュータ、サーバ、制御装置又は類似する電子機器において実行され得る。パーソナルコンピュータにおいて実行されることを例とし、図１は本発明の実施例に係るホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムの模式図である。図１に示すように、パーソナルコンピュータは、１つ又は複数の処理モジュール１０６と、データを記憶するための記憶モジュール１０４とを含んでもよく、通信収集モジュール１０２及び出力モジュール１０８をさらに含む。当業者が理解できるように、図１に示す構造は単に例示的なものであり、上記パーソナルコンピュータの構造を限定しない。例えば、パーソナルコンピュータは図１に示すものよりも多い又は少ないコンポーネントをさらに含んでもよいか、又は図１に示すものとは異なる構成を有してもよい。
【0022】
記憶モジュール１０４は、パーソナルコンピュータを操作するプログラム、例えば、アプリケーションソフトウェアのソフトウェアプログラム及びモジュール、本発明の実施例におけるホイール鋳造過程における金型温度の温度プロセスの計算プログラムを記憶することに用いられることができ、処理モジュール１０６は記憶モジュール１０４に記憶されているシステムを実行することで、様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行し、即ち上記方法を実現する。記憶モジュール１０４はランダムアクセスメモリモジュールを含んでもよく、例えば、１つ又は複数の磁気記憶装置、フラッシュメモリ、又はほかの不揮発性ソリッドステートメモリのような不揮発性記憶モジュールをさらに含んでもよい。いくつかの例では、記憶モジュール１０４は処理モジュール１０６に対して遠隔に設置される記憶モジュールをさらに含んでもよく、これらのリモート記憶モジュールはネットワークを介してパーソナルコンピュータに接続され得る。上記ネットワークの例はインターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、モバイル通信ネットワーク及びそれらの組合せを含むが、これらに限定されない。
【0023】
通信収集モジュール１０２は１つのネットワークを介してデータを受信又は送信することに用いられる。一例では、通信収集モジュール１０２は１つのネットワークアダプタを含み、基地局を介してほかのネットワーク装置と接続して通信を行うことができる。一例では、通信収集モジュール１０２はイーサネットモジュールであってもよい。
【0024】
出力モジュール１０８は、処理モジュールによって算出された温度プロセスパラメータをダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信することに用いられ、一例では、出力モジュール１０８は１つのネットワークアダプタを含み、基地局を介してほかのネットワーク装置と接続して通信を行うことができる。一例では、出力モジュール１０８はイーサネットモジュールであってもよい。
【0025】
図２に示すように、図２はホイール鋳造過程における金型温度プロセス生成のフローチャートであり、
本発明はホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法を提供し、
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、上位機システムは収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含む。
本発明はホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御方法を提供し、
データ収集を行い、固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、上位機システムは収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶するステップ２と、
上位機システムは収集された複数の位置の温度及び時間に基づいて、新しいプロセスパラメータを計算するステップ３と、
計算されたプロセスパラメータを統合してダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信し、新しい鋳造を実行するステップ４と、を含む。
【0026】
さらに、前記複数の位置の温度は熱電対によって収集され、熱電対の設置位置は上部金型のフランジ位置、スポーク中間位置、下部金型のライザー位置、スポークとリムの遷移位置、側部金型の外車輪鍔位置、及び側部金型の内車輪鍔位置を含み、各位置には１つの熱電対がそれぞれ設置されている。具体的な設置位置は図３に示される。図３において、上部金型３０２、下部金型３０４及び４つの側部金型３０６は完全なアルミホイール鋳造用金型構造を構成する。上部金型３０２のフランジ位置３０２１とスポーク位置３０２２は鋳造過程における金型のホットスポット位置であり、従って、上部金型のフランジ位置３０２１と上部金型のスポーク位置３０２２に熱電対が増設されている。下部金型３０４のライザー位置は鋳造完了を決める金型の主要な位置であり、金型の型開きタイミングを決め、スポーク根元部位置は鋳造過程における金型のコールドスポット位置であり、従って、下部金型のライザー位置３０４１と下部金型のスポーク根元部位置３０４２に熱電対が増設されている。側部金型３０６の内車輪鍔位置は充填品質を決め、外車輪鍔位置はリムの品質を決め、従って、側部金型の内車輪鍔位置３０６１と側部金型の外車輪鍔位置３０６２に熱電対が増設されている。
【0027】
さらに、前記ステップ３は、
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付け、ライザー位置３０４１における熱電対を型開き制御用熱電対として設定する第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとし、型開き信号に従って対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を金型の型開き温度とする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含む。
型閉じ時間と型開き時間に応じて各ホイールの各前記熱電対によって収集された温度データを分割する第１ステップと、
各熱電対を制御対象の冷却管路に対応付け、ライザー位置３０４１における熱電対を型開き制御用熱電対として設定する第２ステップと、
時間プロセスに従って、選択された冷却管路の冷却オン及びオフ時間に対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を温度プロセスの冷却オンオフ制御パラメータとし、型開き信号に従って対応する熱電対温度の平均値を計算し、該値を金型の型開き温度とする第３ステップと、
第３ステップの方法に従って、各冷却のオンオフ温度制御パラメータ、及び金型の型開き温度を算出し、最終的に温度プロセスを形成する第４ステップと、を含む。
【0028】
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、連続的に収集されたデータに対して単一ホイールを単位とするデータスライス処理を行い、同一のホイール製造過程のデータに一意ＩＤを統一的に割り当てて記憶し、記憶された各ホイール鋳造過程のデータは、収集時間、該時間における熱電対の温度数値、該時間における冷却管路開閉ブール値、及び鋳造プロセス数値を含み、
さらに、時間プロセスにおける冷却オン及びオフ時間に従って、対応する温度平均値を算出し、該値を温度プロセスの制御パラメータとして冷却オン及びオフを制御する。同様に、金型の型開きについて、対応する温度制御パラメータを計算する。最終的に鋳造過程を制御するための温度プロセスパラメータを形成する。
さらに、時間プロセスにおける冷却オン及びオフ時間に従って、対応する温度平均値を算出し、該値を温度プロセスの制御パラメータとして冷却オン及びオフを制御する。同様に、金型の型開きについて、対応する温度制御パラメータを計算する。最終的に鋳造過程を制御するための温度プロセスパラメータを形成する。
【0029】
さらに、各前記熱電対はダイカスト鋳造装置ＰＬＣの温度収集モジュールに接続される。
【0030】
データ収集を行う際に、１Ｈｚの固定周波数でターゲットホイール鋳造過程の金型の複数の位置の温度、及びダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号を収集する。
【0031】
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集された温度データを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで、検索を容易にする。本実施例の一実施形態では、ターゲットホイール鋳造過程において収集された温度データは「収集されたダイカスト鋳造装置の番号＿型閉じ信号時間」を単一ホイールの一意ＩＤとして検索を行う。
【0032】
冷却管路及び熱電対の位置に基づいて、被制御冷却に使用される熱電対を選択し、近接性の原理に従って、冷却との距離が最も近い熱電対を、該冷却のオンオフを制御する熱電対として選択するが、上部金型、下部金型、及び側部金型間の熱電対の相互使用が不能とされ、例えば、下部金型の熱電対を使用して他の金型の冷却を制御してはならない。
【0033】
本実施例では、ホイール鋳造過程における金型温度プロセスの計算方法を提供し、下部金型Ｂ１の冷却を例とし、
近接性の原理に従って、下部金型のライザー位置における熱電対を、Ｂ１の冷却を制御する根拠として選択し、まず、時間プロセスに応じて安定的に製造する時における１０個のホイールの温度曲線を選択し、各曲線の冷却オン時間５０ｓ経過時における温度値Ｘ１、Ｘ２…Ｘ１０を取り、該箇所の温度の平均値
を計算し、
同様な方法によって冷却オフ時における平均温度
を計算すると、Ｂ１を冷却する温度プロセスにおけるオン温度
とオフ温度
を得ることができる。
近接性の原理に従って、下部金型のライザー位置における熱電対を、Ｂ１の冷却を制御する根拠として選択し、まず、時間プロセスに応じて安定的に製造する時における１０個のホイールの温度曲線を選択し、各曲線の冷却オン時間５０ｓ経過時における温度値Ｘ１、Ｘ２…Ｘ１０を取り、該箇所の温度の平均値
【数1】
同様な方法によって冷却オフ時における平均温度
【数2】
【数3】
【数4】
【0034】
本実施例では、ほかの冷却と型開きの温度制御パラメータは同様な方法によって計算される。
【0035】
当業者が理解できるように、上記温度制御パラメータの計算方法は単なる例示的なものであり、上記温度制御パラメータの計算方法を限定せず、例えば中央値などのほかの計算方法は同様に本方法の保護範囲に含まれる。
【0036】
上位機システムは各熱電対の対応する位置の温度変化状況を統合し、各熱電対の対応する位置の標準温度曲線を生成し、上部金型のフランジ位置の標準温度曲線はＬ１、上部金型のスポーク位置の標準温度曲線はＬ２、下部金型のライザー位置の標準温度曲線はＬ３、下部金型のスポーク根元部位置の標準温度曲線はＬ４、側部金型の内車輪鍔位置の標準温度曲線はＬ５、側部金型の外車輪鍔位置の標準温度曲線はＬ６である。
【0037】
上記鋳造過程における温度プロセスの計算が完了した後、上位機システムによってプロセスパラメータをＰＬＣに送信し、鋳造過程において、金型温度をリアルタイムで監視し、温度プロセスパラメータに応じて冷却のオン及びオフを制御する。鋳造過程における金型温度の閉ループ制御を実現する。
【0038】
プロセス実行中、ＰＩＤ制御技術を使用して金型の冷却管路の開閉温度及び流量をリアルタイムで調整し、鋳造過程における金型温度を安定した数値範囲に常に維持することを実現する。
【0039】
下部金型のライザー位置の冷却管路の開閉を例として、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは該位置における熱電対によって取得された温度を統合してリアルタイムで分析し、前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣ内に下部金型のライザー位置の冷却管路の所定開放時点ｔ１と所定閉鎖時点ｔ２が設定されており、
任意の１回の鋳造について、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置における熱電対によって取得された温度を統合し、下部金型のライザー位置のリアルタイム温度変化曲線Ｐ３を生成し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の記録期間が冷却管路の所定開放時点ｔ１に到達すると、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３の時点ｔ１に対応する温度値Ｗａと標準温度曲線Ｌ３の時点ｔ１に対応する温度値Ｚａとを比較し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＷａとＺａとの差の絶対値Ｙａを計算し、Ｙａ＝|Ｗａ－Ｚａ|であり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣ内に冷却オン温度差評価値Ｑａが予め設定されており、
Ｙａ≦Ｑａの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放状態を調整する必要がないと判定し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路を所定プロセスに応じて開放するように制御する。
任意の１回の鋳造について、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置における熱電対によって取得された温度を統合し、下部金型のライザー位置のリアルタイム温度変化曲線Ｐ３を生成し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の記録期間が冷却管路の所定開放時点ｔ１に到達すると、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３の時点ｔ１に対応する温度値Ｗａと標準温度曲線Ｌ３の時点ｔ１に対応する温度値Ｚａとを比較し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＷａとＺａとの差の絶対値Ｙａを計算し、Ｙａ＝|Ｗａ－Ｚａ|であり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣ内に冷却オン温度差評価値Ｑａが予め設定されており、
Ｙａ≦Ｑａの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放状態を調整する必要がないと判定し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路を所定プロセスに応じて開放するように制御する。
【0040】
Ｙａ＞Ｑａの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放状態を調整する必要があると判定する。
【0041】
Ｗａ＞Ｚａの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは鋳造加工のリアルタイム温度が高過ぎると判定し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放を制御し、冷却液の流速を調整し、下部金型のライザー位置の冷却管路の冷却液の所定流速はＶａであり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＹａ値に応じて所定流速を調整し、調整後の流速はＶａ’であり、Ｖａ’＝Ｖａ×（１＋Ｙａ×ｙ）であり、ここで、ｙは流速調整に対する温度差絶対値の計算補償パラメータである。
【0042】
冷却管路がＶａ’を冷却液の流速として開放する場合、下部金型のライザー位置における熱電対は対応するポイントの温度をリアルタイムで検出し、検出結果を前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣに伝送し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは取得された温度を引き続き統合し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３を補充して延ばすとともに、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３と標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度をリアルタイムで比較し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の比較温度はＷｂであり、標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度はＺｂであり、Ｗｂ≦Ｚｂ＋Ｑａ÷２の場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を冷却管路の冷却液の所定流速Ｖａに調整する。
【0043】
冷却管路がＶａ’を冷却液の流速として開放する場合、前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＶａ’を冷却液の流速として開放する期間Ｔｋを記録し、前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣにおいて冷却液流速増加期間評価値Ｔｐが設定されており、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＴｋを冷却液流速増加期間評価値Ｔｐと比較し、Ｔｋ≧Ｔｐの場合、前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の温度が異常であると判定し、この鋳造ホイールの番号を記録し、鋳造完了後、該ホイールに対して重点的な品質検出を行い、Ｔｋ＜Ｔｐであり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を冷却管路の冷却液の所定流速Ｖａに調整することを完了した場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは鋳造ホイールの番号を重点的に記録しない。
【0044】
Ｗａ＜Ｚａの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは鋳造加工のリアルタイム温度が低すぎると判定し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放時間を遅延させるように制御し、下部金型のライザー位置における熱電対は対応するポイントの温度をリアルタイムで検出し、検出結果を前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣに伝送し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは取得された温度を引き続き統合し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３を補充して延ばすとともに、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３と標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度をリアルタイムで比較し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の比較温度はＷｃであり、標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度はＺｃであり、Ｗｃ＞Ｚｃ－Ｑａ÷２の場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却管路を開放するように制御し、冷却液の流速はＶａである。
【0045】
ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは下部金型のライザー位置の冷却管路の開放時間を遅延させるように制御する場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは開放遅延期間Ｔｙを記録し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣに冷却管路の開放時間遅延期間評価値Ｔｑが設定されており、Ｔｙ≧Ｔｑの場合、前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはこの鋳造ホイールの番号を記録し、鋳造完了後、該ホイールに対して重点的な品質検出を行い、Ｔｙ＜Ｔｑの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは鋳造ホイールの番号を重点的に記録しない。
【0046】
ダイカスト鋳造装置ＰＬＣがこの鋳造ホイールの番号を記録する現象が複数回連続して発生した場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは鋳造プロセスにエラーが発生するか又はダイカスト鋳造装置に故障が発生すると判定し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは上位機システムに警報を発する。
【0047】
冷却液が流速Ｖａで下部金型のライザー位置を降温させる場合、下部金型のライザー位置における熱電対は対応するポイントの温度をリアルタイムで検出し、検出結果を前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣに伝送し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは取得された温度を引き続き統合し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３を補充して延ばすとともに、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３と標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度をリアルタイムで比較し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の比較温度はＷｄであり、標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度はＺｄであり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＷｄとＺｄとの差の絶対値Ｙｄを計算し、Ｙｄ＝|Ｗｄ－Ｚｄ|であり、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣ内に冷却中温度差評価値Ｑｄが設定されており、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはＹｄとＱｄとを比較し、Ｙｄ≦Ｑｄの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を調整せず、Ｙｄ＞Ｑｄの場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を調整し、調整後の流速はＶａ’’である。
【0048】
Ｗｄ＞Ｚｄの場合、Ｖａ’’＝Ｖａ×（１＋Ｙｄ×ｄ１）であり、ｄ１は鋳造過程における冷却液流速増加調整パラメータであり、
Ｗｄ＜Ｚｄの場合、Ｖａ’’＝Ｖａ×（１－Ｙｄ×ｄ２）であり、ｄ２は鋳造過程における冷却液流速減少調整パラメータである。
Ｗｄ＜Ｚｄの場合、Ｖａ’’＝Ｖａ×（１－Ｙｄ×ｄ２）であり、ｄ２は鋳造過程における冷却液流速減少調整パラメータである。
【0049】
冷却管路がＶａ’’を冷却液の流速とする場合、下部金型のライザー位置における熱電対は対応するポイントの温度をリアルタイムで検出し、検出結果を前記ダイカスト鋳造装置ＰＬＣに伝送し、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは取得された温度を引き続き統合し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３を補充して延ばすとともに、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣはリアルタイム温度変化曲線Ｐ３と標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度をリアルタイムで比較し、リアルタイム温度変化曲線Ｐ３の比較温度はＷｅであり、標準温度曲線Ｌ３の対応する時刻における温度はＺｅであり、
|Ｗｅ－Ｚｅ|＜Ｑｄ÷２の場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を冷却管路の冷却液の所定流速Ｖａに調整する。
|Ｗｅ－Ｚｅ|＜Ｑｄ÷２の場合、ダイカスト鋳造装置ＰＬＣは冷却液の流速を冷却管路の冷却液の所定流速Ｖａに調整する。
【0050】
本発明は、上記ホイール鋳造過程における金型温度の閉ループ制御システムに適用される電子演算及び記憶装置であって、プロセッサ、通信インターフェース、メモリ及び通信バスを含み、プロセッサ、通信インターフェース、及びメモリは通信バスを介して相互通信を完了し、メモリは、コンピュータプログラム、及び収集されたデータを格納することに用いられ、プロセッサは、メモリに格納されているプログラムを実行することによって温度プロセスのデータ収集、計算、及び送信ステップを実行することに用いられることを特徴とする電子演算及び記憶装置をさらに提供する。
【0051】
本実施例では、上記電子演算及び記憶装置は、
固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップＳ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで検索を容易にするステップＳ２と、
前記冷却管路に基づいて、温度プロセスに対応する熱電対を選択するステップＳ３と、
収集された金型温度及び時間プロセスに基づいて温度プロセスを算出するステップＳ４と、
前記温度プロセスをダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信して鋳造を実行するステップＳ５と、を実行するためのシステムを記憶するように構成されてもよく、
選択可能に、本実施例では、上記電子演算及び記憶装置は、Ｕディスク、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ポータブルハードディスク、磁気ディスク又は光ディスクなどコンピュータプログラムを記憶できる様々な媒体を含んでもよいが、これらに限定されない。
固定周波数でターゲットホイール鋳造過程における金型の複数の位置の温度、及び冷却管路開閉信号を収集するステップＳ１と、
収集されたダイカスト鋳造装置の型開き・型閉じ信号に基づいて、収集されたデータを単一ホイール鋳造過程に応じて一意ＩＤでデータベースに記憶することで検索を容易にするステップＳ２と、
前記冷却管路に基づいて、温度プロセスに対応する熱電対を選択するステップＳ３と、
収集された金型温度及び時間プロセスに基づいて温度プロセスを算出するステップＳ４と、
前記温度プロセスをダイカスト鋳造装置ＰＬＣに送信して鋳造を実行するステップＳ５と、を実行するためのシステムを記憶するように構成されてもよく、
選択可能に、本実施例では、上記電子演算及び記憶装置は、Ｕディスク、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ポータブルハードディスク、磁気ディスク又は光ディスクなどコンピュータプログラムを記憶できる様々な媒体を含んでもよいが、これらに限定されない。
【0052】
本発明の実施例は、電子機器をさらに提供し、通信収集モジュール、記憶モジュール及び処理モジュールを含み、該記憶モジュールにコンピュータプログラムが記憶されており、該処理モジュールはコンピュータプログラムを実行することで、上記方法実施例のいずれかに記載のステップを実行するように設定される。
【0053】
選択可能に、上記電子機器は通信収集モジュール及び入出力モジュールをさらに含んでもよく、該通信収集モジュールは上記処理モジュールに接続され、該入出力モジュールは上記処理モジュールに接続される。
【0054】
選択可能に、本実施例における具体例は上記実施例及び選択可能な実施形態において説明された例を参照でき、本実施例はここでは重複説明を省略する。
【0055】
本願に係るいくつかの実施例では、開示された技術的内容はほかの形態で実現され得ると理解すべきである。以上説明されたシステムの実施例は単に例示的なものであり、例えば、前記モジュールの分割は、単に論理機能の分割であり、実際に実現するにあったて別の分割方式があってもよく、例えば、複数のモジュールはもう１つのシステムに結合又は集積されてもよいか、又はいくつかの特徴を無視するか、又は実行しなくてもよい。また、表示又は検討された相互間の結合又は直接結合又は通信接続はいくつかのインターフェース、ユニット又はモジュールを介する間接的結合又は通信接続であってもよく、電気的又はほかの形態であってもよい。
【0056】
前記集積されたモジュールはソフトウェア機能ユニットの形態で実現され且つ独立した製品として販売又は使用される場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は電子機器に記憶されてもよい。このような理解に基づいて、本願の技術的解決手段は本質的に又は関連技術に貢献する部分又は該技術的解決手段の全部又は一部はソフトウェア製品の形態で具現化されてもよく、該コンピュータソフトウェア製品は記憶媒体に記憶され、１台の電子機器（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワーク装置などであり得る）に本願の各実施例に記載の方法の全部又は一部のステップを実行させるための複数の命令を含む。上記記憶媒体は、Ｕディスク、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ポータブルハードディスク、磁気ディスク又は光ディスクなどプログラムコードを記憶できる様々な媒体を含む。
【0057】
以上、図面に示される好ましい実施形態を参照しながら本発明の技術的解決手段を説明したが、当業者であれば、本発明の保護範囲が明らかにこれらの具体的な実施形態に限定されないことを容易に理解できる。本発明の原理を逸脱せずに、当業者は関連する技術的特徴に対して同等の変更や置換を行うことができ、これらの変更や置換された技術的解決手段はすべて本発明の保護範囲に属する。
【図1】
【図2】
【図3】
