[發(fā)明專利]一種鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010079822.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN111266551A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬勝?gòu)?qiáng);王嘉琪;呂萍;郭武昆;丁留順;高義民;邢建東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);陜西鉑鑄智造科技有限公司
• 主分類號(hào): B22D17/32
• 分類號(hào): B22D17/32;B22D17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，包括

智能熔煉模塊，用于液態(tài)金屬成分智能控制和短流程智能輔助定量澆注；

多功能模具模塊，用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上液態(tài)鑄鍛機(jī)的交替輪流使用；

智能化液態(tài)模鍛工藝控制模塊，用于監(jiān)測(cè)壓鑄溫度；

金屬成品自動(dòng)化碼垛模塊，用于控制機(jī)器人將機(jī)加工完成的成品零件按設(shè)定程序堆垛；

主控室，分別與智能熔煉模塊、多功能模具模塊、智能化液態(tài)模鍛工藝控制模塊和金屬成品自動(dòng)化碼垛模塊連接，實(shí)現(xiàn)智造。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，智能熔煉模塊1包括液態(tài)金屬成分智能精準(zhǔn)控制單元和短流程智能輔助定量澆注單元；液態(tài)金屬成分智能精準(zhǔn)控制單元通過多種傳感器的作用，將信號(hào)傳輸至控制柜，控制柜與主控室連接；短流程智能輔助定量澆注單元通過精準(zhǔn)定量控制單元將熔煉爐內(nèi)的熔融金屬轉(zhuǎn)移至中間澆包內(nèi)，再由澆包快速澆鑄，通過無線方式與主控室連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，在澆口杯的斜上方安裝有CCD高速攝像系統(tǒng)，用于采集澆口杯的液面圖像，精準(zhǔn)定量控制單元利用計(jì)算機(jī)圖像處理方法得到澆口杯內(nèi)金屬液位實(shí)時(shí)高度，由控制算法計(jì)算控制量信號(hào)輸送給步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)控制澆注閥門運(yùn)動(dòng)控制開啟度控制澆注流量，通過對(duì)澆口杯液位高度的控制實(shí)現(xiàn)定量澆注。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算機(jī)圖像處理方法通過采集的澆口杯頁面圖像，根據(jù)比例關(guān)系計(jì)算出澆口杯內(nèi)液體距離澆杯口距離得到澆口杯內(nèi)金屬液實(shí)時(shí)高度；控制算法通過澆口杯內(nèi)的實(shí)時(shí)高度與設(shè)定高度的差值，得出所需熔融金屬液體積；根據(jù)預(yù)先輸入的物理模型，得出進(jìn)步電機(jī)啟動(dòng)-減速-停止的時(shí)間，轉(zhuǎn)化為控制量信號(hào)輸送給進(jìn)步電機(jī)；進(jìn)步電機(jī)接收控制量信號(hào)后進(jìn)行工作，通過液壓柱升降速度確定澆注流量的速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，多功能模具模塊包括多個(gè)液態(tài)鑄鍛機(jī)，液態(tài)模鍛機(jī)的工作臺(tái)設(shè)置有多個(gè)工位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，其特征在于，智能化液態(tài)模鍛工藝控制模塊包括壓力傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器用于控制壓鑄時(shí)的壓力大小；溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)壓鑄的溫度。

7.一種鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鋼平法蘭半固態(tài)短流程智造系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1、中頻感應(yīng)爐將原材料融化，通過激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對(duì)爐料成分、溫度進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)；

S2、熔融金屬達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)后，液壓設(shè)備啟動(dòng)，將金屬溶液轉(zhuǎn)移至設(shè)定好的輔助澆注用定量澆包中，澆包由機(jī)器人快速轉(zhuǎn)運(yùn)至鑄造模鍛機(jī)器處，并在1～2s內(nèi)完成熔融金屬填充進(jìn)模具過程；

S3、鑄造模鍛機(jī)器開始工作，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行保溫保壓后，機(jī)器人取出模鍛件，并送至指定位置，由機(jī)器人將零件送往自動(dòng)化機(jī)加工中心；

S4、自動(dòng)化機(jī)加工設(shè)備開始工作，對(duì)模鍛件粗胚進(jìn)行去毛刺、加工倒角、凹槽、打孔精加工，加工完成品通過帶輪傳送機(jī)構(gòu)運(yùn)送至機(jī)器人處進(jìn)行堆垛。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟S1中，熔體實(shí)際成分與設(shè)定成分差值不超過設(shè)定成分的5％，實(shí)際澆鑄溫度與設(shè)定澆鑄溫度相差不超過10℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟S3中，先將澆杯中的金屬液體澆注進(jìn)金屬模具中，完成動(dòng)作后，上模具下壓，與金屬液相接觸，根據(jù)設(shè)定時(shí)間進(jìn)行保壓后，上模具上升，下模具中的頂桿將鑄件頂出，完成一個(gè)液態(tài)模鍛過程。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)鍛件最大厚度尺寸，每毫米保壓0.5s。