[發(fā)明專利]一種鑄造模具內(nèi)金屬液面位置感知控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104057060A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國詩;張碩;呂應(yīng)義
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺路通精密鋁業(yè)有限公司
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模具領(lǐng)域,具體涉及一種鑄造模具內(nèi)金屬液面位置感知控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鑄造模具低壓鑄造過程如下：通過設(shè)備設(shè)定的液面加壓程序(各段壓力、時間等參數(shù))，給密封的保溫爐填充一定壓力的干燥壓縮空氣，保溫爐內(nèi)的金屬液在壓力作用下通過升液管充填模具型腔中，具體的程序步驟如下：升液、充型、結(jié)殼凝固、增壓、保壓、卸壓凝固六個步驟。升液是通過在保溫爐內(nèi)填充一定壓力，使保溫爐的金屬液在壓力作用下，通過升液管內(nèi)腔升到澆口處位置的過程；充型是進一步加大壓力使金屬液從澆口處升到模型頂端的過程；結(jié)殼凝固是充型結(jié)束后，充型壓力不變，模具型腔的鋁液凝固成金屬薄殼的過程；增壓是結(jié)殼凝固后又進一步加大壓力，使金屬液在壓力下結(jié)晶凝固；保壓是保持增壓的壓力進行補縮，來完成從液態(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)變過程；卸壓是卸掉加壓壓力，使金屬液從澆口處又回到保溫爐內(nèi)的過程。從上面的過程中看出，各段壓力需要很好的連貫性和準(zhǔn)確性，在實際生產(chǎn)中由于保溫爐密封不嚴(yán)造成的漏氣、供氣系統(tǒng)的變化、空氣壓力的變化、理論計算與實際的偏差等等都會導(dǎo)致鑄造參數(shù)的重復(fù)性再現(xiàn)性較差。另外低壓鑄造每填充一次，保溫爐內(nèi)的金屬液液面會下降一部分，有的設(shè)備雖然通過理論計算不斷調(diào)整液面補償壓力，但是每個鑄件各段的加壓參數(shù)都與實際要求的有一定的偏差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鑄造模具內(nèi)金屬液面位置感知控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種鑄造模具內(nèi)金屬液面位置感知控制系統(tǒng)，包括鑄造模具、鑄造爐和升液管，所述鑄造模具包括上模、下模、澆口套、型腔、水路電磁閥、加壓控制比例閥和側(cè)抽芯Ⅰ、側(cè)抽芯Ⅱ，所述鑄造爐包括爐體和爐腔，還包括金屬液面位置感知傳感器、水冷數(shù)字化控制系統(tǒng)、加壓數(shù)字化控制系統(tǒng)和溫度顯示儀表。

所述金屬液面位置感知傳感器有三個，三個金屬液面位置感知傳感器分別鑲嵌在所述上模的內(nèi)部、所述下模的內(nèi)部、所述側(cè)抽芯Ⅰ或側(cè)抽芯Ⅱ的內(nèi)部，所述金屬液面位置感知傳感器包括感知測溫點、內(nèi)置熱電偶、絕緣陶瓷層、不銹鋼外殼、固定螺絲和兩條耐高溫連接導(dǎo)線，在所述固定螺絲的螺桿端部外接有所述不銹鋼外殼，在所述不銹鋼外殼內(nèi)設(shè)有所述內(nèi)置熱電偶，在所述不銹鋼外殼內(nèi)壁與所述內(nèi)置熱電偶之間設(shè)有所述絕緣陶瓷層，在所述內(nèi)置熱電偶遠離所述固定螺絲的一端外接所述感知測溫點，并且所述金屬液面位置感知傳感器的感知測溫點處于所述型腔內(nèi)，所述固定螺絲的內(nèi)部設(shè)有通孔，所述兩條耐高溫連接導(dǎo)線的一端穿過所述通孔分別連接所述內(nèi)置熱電偶遠離所述感知測溫點的一端，所述兩條耐高溫連接導(dǎo)線的另外一端延伸出所述固定螺絲外后連接所述溫度顯示儀表的輸入端。

所述水冷數(shù)字化控制系統(tǒng)包括觸摸屏和PLC控制單元，通過所述觸摸屏設(shè)定各個感知測溫點所處位置的溫度值，所述溫度顯示儀表輸出的溫度信號反饋給接所述PLC控制單元，所述PLC控制單元根據(jù)所述溫度顯示儀表反饋的溫度信號來控制所述水路電磁閥的開啟和關(guān)閉。

所述加壓數(shù)字化控制系統(tǒng)包括觸摸屏和PLC控制單元，通過所述觸摸屏設(shè)定鑄造過程中所述爐腔內(nèi)各段的加壓參數(shù)，當(dāng)所述感知測溫點與所述型腔內(nèi)的金屬液體接觸時，所述感知測溫點感應(yīng)并將金屬液體的位置信號傳輸?shù)剿鰷囟蕊@示儀表的采集模塊，所述PLC控制單元根據(jù)所述溫度顯示儀表的采集模塊采集到的金屬液體的位置信號發(fā)出加壓控制比例閥開啟的指令，所述加壓控制比例閥根據(jù)所述觸摸屏設(shè)定鑄造過程中所述爐腔內(nèi)的加壓參數(shù)來完成開啟。

進一步，所述水冷數(shù)字化控制系統(tǒng)、加壓數(shù)字化控制系統(tǒng)共用觸摸屏與PLC控制單元。

進一步，當(dāng)所述金屬液面位置感知傳感器檢測到所述感知測溫點所處位置的溫度值高于所述觸摸屏設(shè)定值時，所述水路電磁閥的打開，當(dāng)所述金屬液面位置感知傳感器檢測到所述感知測溫點所處位置的溫度值低于所述觸摸屏設(shè)定值時，所述水路電磁閥的關(guān)閉。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種鑄造模具內(nèi)金屬液面位置感知控制系統(tǒng)，通過預(yù)埋在模具內(nèi)金屬液面位置感知及傳感器檢測到金屬液到達的位置及整個凝固過程中溫度變化，把整個信息實時反饋給數(shù)字化控制系統(tǒng)，再通過數(shù)字化控制系統(tǒng)來調(diào)整，再輸出形成一個閉環(huán)的循環(huán)過程，來做到各段壓力的連貫性和準(zhǔn)確性，各段加壓參數(shù)始終處于受控狀態(tài)，創(chuàng)造了穩(wěn)定的填充條件，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性；另外通過預(yù)埋在模具內(nèi)金屬液面位置感知及復(fù)合傳感器，能夠準(zhǔn)確的反饋各段壓力到達位置的時間、金屬液體在模具型腔內(nèi)由液體轉(zhuǎn)化成固體整個的溫度變化過程，為工程技術(shù)人員驗證理論數(shù)據(jù)的有效性，提供真實的數(shù)據(jù)。

附圖說明