CN116727637B - 一种数字模温控制压铸机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压铸机设备技术领域，尤其涉及一种数字模温控制压铸机，包括：压铸机、冷却流量控制装置、温度采集装置、控制柜、边缘计算机以及自动控制装置，边缘计算机根据采集数据对压铸关键位置温度进行调节和/或对模具整体温度进行调节，或，根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节，冷却流量控制装置用以通过控制冷却介质流量控制模具温度，控制柜用以控制压铸机、冷却流量控制装置和自动控制装置的运行，本发明通过加装温度采集装置与边缘计算机，能够实现在铸造过程中高质量的温度控制，提高了铸造产品质量的稳定性，实现了铸造过程的自我调节能力，进而提高了铸件的成型质量。

Description

一种数字模温控制压铸机
技术领域
本发明涉及压铸机设备技术领域，尤其涉及一种数字模温控制压铸机。
背景技术
汽车零部件生产中，铝制零部件作为汽车底盘轻量化节能化技术中重要的环节，目前已经超越铁制零部件，成为主流汽车配置的关键零部件。相比于铁制零部件，铝制零部件铸造温度低，在铸造过程中容易产生缺陷，且铝制零部件韧性不好、容易变形、硬度差，所以对其铸造工艺要求更加严苛，对铸件在铸造过程中的温度控制需求更加迫切，因此发明一种对模具温度具备调节能力的压铸机设备是非常有必要的。
中国专利授权公告号：CN112453351B公开了一种压铸机工艺参数调整方法、***及存储介质，可实时接收模具轮型、铝液温度、中断时间和缺陷信息，按照设定的响应优先级依次对上述信息进行响应，选择压铸工艺参数，对不同的产品和不同的工况进行不同的工艺参数的自动调整，可以实现同时控制多台压铸机，实现了替代人工调整。
相关技术中，影响铸造质量的强相关因素为模具温度，包括模具温度数值、模具温度分布，铸造压力的变化，冷却通道的开闭、流量均能够直观反映在模具温度变化上。但由于人工不可能直接观察铸造过程中模具温度的变化情况，只能采用根据已完成铸造产品内部质量情况对铸造过程进行人工评价，也有通过热感相机采集模具型腔面温度的形式进行铸造情况判断，但模具与空气热交换情况复杂，采集的时间点不同，温度数据就会发生变化，仅仅依靠一个时间点的模具型腔温度情况无法完整还原整个铸造过程模具温度的变化情况，且目前压铸机设备不具备在铸造过程中对模具温度的调节能力。在上述无法直观表征模具温度与在铸造过程中无法对模具温度进行自主调节的情况下，人工只能依靠经验主观进行铸造工艺调整，易造成调整时间长，废料增加的情况。
由此可见，现有技术中存在无法有效在铸造过程中对模具温度进行自主调节的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种数字模温控制压铸机，用以克服现有技术无法有效在铸造过程中对模具温度进行自主调节，进而不能有效保证铸件成型质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种数字模温控制压铸机，包括：
压铸机，其用以通过模具压铸铸件；
冷却流量控制装置，其与所述压铸机连接，用以通过控制冷却介质流量控制模具温度；
温度采集装置，其与所述压铸机连接，用以在压铸过程中以预设采集策略对模具温度进行采集；
自动控制装置，其与所述压铸机连接，包括用以放置过滤网的过滤网自动放置单元和用以转运铸件的铸件自动转运单元；
控制柜，其分别与所述压铸机、所述冷却流量控制装置、所述温度采集装置和所述自动控制装置连接，用以获取并存储温度采集装置的采集数据并控制压铸机、冷却流量控制装置和自动控制装置的运行；
边缘计算机，其与所述控制柜连接，包括模具温度控制程序与冷却流量控制程序，模具温度控制程序包括用以根据控制柜存储的所述采集数据执行压铸温度优化策略；
其中，所述预设采集策略为获取铸件的压铸关键位置并分别在压铸关键位置对应的模具内壁和外壁进行温度采集；
所述压铸温度优化策略为根据所述采集数据对所述压铸关键位置温度进行调节和/或对模具整体温度进行调节，或，根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节。
进一步地，所述温度采集装置由温度采集单元、温度采集连接线和用于采集模具内壁温度和压铸材料温度的压铸材料温度传感器组成，温度采集单元的外壳为长方体，外壳包括连接面、出线面、盖装面和三个插座安装面，连接面与所述压铸机连接，盖装面采用盖装结构，用以优化温度采集单元外壳与热电偶母插座的安装过程，插座安装面安装有若干热电偶，温度采集连接线从出线面集中导出并连接至所述控制柜；
其中，所述温度采集单元安装于压铸机的立柱上和/或根据模具动作方式安装于顶板上，所述热电偶根据所述压铸关键位置分别安装于模具的内壁和外壁上，压铸材料温度传感器安装于立柱或顶板上。
进一步地，所述压铸关键位置由相同铸件的历史故障位置确定，或，通过对铸件应用场景进行有限元分析确定。
进一步地，所述冷却流量控制装置由冷却流量控制柜与冷却管路组成，冷却流量控制柜包括用以控制冷却管路中的冷却介质流量的角座比例阀和用以实时测量冷却介质流量的流量传感器，冷却管路均匀分布在模具外壁并覆盖所述压铸关键位置；
其中，所述流量传感器实时测量的冷却管路的流量值，并将流量值反馈至所述边缘计算机中的所述冷却流量控制程序进行反馈计算，所述控制柜根据反馈计算结果控制角座比例阀对冷却介质流量进行调节以修正控制误差。
进一步地，所述压铸温度优化策略包括建立单个热电偶对应的标准温度曲线，并根据标准温度曲线设定控制温度和控制斜率，在压铸过程中，所述温度采集单元以预设采集频率对热电偶温度进行采集，所述边缘计算机将所述控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对以对冷却流量控制装置的工作模式进行调节；
其中，所述标准温度曲线横坐标为压铸时间，纵坐标为控制温度；
所述当前时刻的温度为与当前时刻距离最近的采集时刻对应的温度，所述当前时刻的斜率为与当前时刻相距最近的预设数量个采集时刻的采集斜率的平均值。
进一步地，所述边缘计算机将所述控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对；
若为预设比对结果，所述控制柜控制热电偶对应的冷却管路执行切换动作；
其中，所述预设比对结果满足控制斜率大于0，当前时刻斜率大于0，当前时刻温度大于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最小值小于控制温度；或，控制斜率小于0，当前时刻斜率小于0，当前时刻温度小于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最大值大于控制温度；
所述切换动作为，若所述冷却管路处于开启状态，所述冷却流量控制柜将冷却管路关闭，若冷却管路处于关闭状态，冷却流量控制柜将冷却管路开启。
进一步地，若所述边缘计算机判定控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率的比对结果为除预设比对结果外的其余比对结果，所述冷却流量控制柜根据标准温度曲线中控制温度与当前时刻的温度对冷却介质流量进行调节。
进一步地，压铸过程经预设时间后，若模具内壁温度和模具外壁温度差值的平均值小于预设差值，且，压铸材料温度传感器测得的压铸材料温度小于预设温度，所述铸件自动转运单元将成型后的铸件转运出压铸机。
进一步地，所述热电偶母插座为K型热电偶母插座。
进一步地，单个温度采集单元输出单个热电偶温度的同时输出温度采集单元安装的所有热电偶的检测温度的温度均值和温度标准差以对温度采集单元检测能力及布放位置合理性进行判定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过对传统的压铸机设备进行改造，加装温度采集装置与边缘计算机，能够实现铸造过程中高质量的温度控制，提高了铸造产品质量的稳定性，实现了铸造过程的自我调节能力，进而提高了铸件的成型质量。
进一步地，本发明温度采集装置获取铸件的压铸关键位置并分别在压铸关键位置对应的模具内壁和外壁进行温度采集，减少了采集数据和计算量，通过对关键位置的判定，提高了温度控制针对性和测试效率，进一步提高了铸件的成型质量。
进一步地，本发明压铸温度优化策略为根据所述采集数据对所述压铸关键位置温度进行调节和/或对模具整体温度进行调节，或，根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节，对模具局部和模具整体的温度均进行优化，进一步提高了铸件的成型质量。
进一步地，本发明通过对温度采集单元的结构设计，提高了测试便捷性，进一步提高了铸件的成型质量。
进一步地，本发明边缘计算机建立单个热电偶对应的标准温度曲线，并根据标准温度曲线设定控制温度和控制斜率，将所述控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对以对冷却流量控制装置工作模式进行调节，提高了温度调节精度，进一步提高了铸件的成型质量。
进一步地，本发明单个温度采集单元输出温度均值和温度标准差以对温度采集单元检测能力及布放位置合理性进行判定，实现了对温度采集单元的监测和优化，进一步提高了铸件的成型质量。
附图说明
图1本发明数字模温控制压铸机的结构框图；
图2为本发明实施例压铸机示意图；
图3为本发明实施例温度采集装置示意图；
图4为本发明实施例温度采集单元示意图；
图5为本发明实施例热电偶孔形状示意图；
图6为本发明实施例过滤网自动放置单元示意图；
图7为本发明实施例热电偶孔与冷却位置示意图；
图8为本发明实施例r5热电偶对应的B1冷却通道温度与流量曲线图；
图9为本发明实施例r4热电偶对应的T4冷却通道温度与流量曲线图；
图中：1，顶板温度采集单元安装处；2，立柱温度采集单元安装处；3，铸件自动转运单元；4，控制柜；5，温度采集连接线；6，热电偶插座；7，插座安装面；8，出线面；9，盖装面；10，连接面；11，r1热电偶；12，r2热电偶；13，r3热电偶；14，T4水冷通道；15，r4热电偶；16，B3风冷通道；17，r6热电偶；18，B4风冷通道；19，B1风冷通道；20，r5热电偶；21，B2风冷通道。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明数字模温控制压铸机的结构框图，数字模温控制压铸机，包括：
压铸机，其用以通过模具压铸铸件；
冷却流量控制装置，其与压铸机连接，用以通过控制冷却介质流量控制模具温度；
温度采集装置，其与压铸机连接，用以在压铸过程中以预设采集策略对模具温度进行采集；
自动控制装置，其与压铸机连接，包括用以放置过滤网的过滤网自动放置单元和用以转运铸件的铸件自动转运单元；
请结合图2参阅图6所示，其中，图2为本发明实施例压铸机示意图，图6为本发明实施例过滤网自动放置单元示意图；应该理解的是，自动控制装置为过滤网自动放置设备与图2中铸件自动转运单元3，其具备自动化执行能力，保证整体铸造节拍不受人为因素影响，减少因铸造节拍变化对温度控制的影响；
控制柜，其分别与压铸机、冷却流量控制装置、温度采集装置和自动控制装置连接，用以获取并存储温度采集装置的采集数据并控制压铸机、冷却流量控制装置和自动控制装置的运行；
边缘计算机，其与控制柜连接，包括模具温度控制程序与冷却流量控制程序，模具温度控制程序包括用以根据控制柜存储的采集数据执行压铸温度优化策略；
应该理解的是，边缘计算机的功能在于运行铸造智能化控制程序，其中包括模具温度控制程序与冷却流量控制程序，模具温度控制程序中包括压铸温度优化策略，边缘计算机与控制柜进行数据通讯，边缘计算机还用于对获取的冷却流量数据与模具温度数据进行质量判断与平滑处理，如有数据异常，触发报警装置。
其中，预设采集策略为获取铸件的压铸关键位置并分别在压铸关键位置对应的模具内壁和外壁进行温度采集；
压铸温度优化策略为根据采集数据对压铸关键位置温度进行调节和/或对模具整体温度进行调节，或，根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节。
根据采集数据对模具整体温度进行调节的具体方式如下；
首先计算单个热电偶对应位置的内外壁温度平均值Tp，然后计算任一位置内外壁温度平均值Tpn与压铸材料温度传感器测得的压铸材料温度Ty差值的绝对值Txn，边缘计算机结合压铸材料温度传感器测得的模具内壁温度生成模具温度分布图，模具分布图在压铸关键位置显示Txn，在其余位置显示压铸材料温度传感器测得的内壁温度与压铸材料温度Ty差值的绝对值Txm，分析线性变化趋势，在无法分析出线性变化趋势、线性变化幅度大于预设幅度或压铸关键位置与相邻位置的线性趋势相悖时，通过对所有冷却管路冷却介质的流量进行整体调节以优化模具整体温度或调整压铸工艺参数以使铸件强度均匀，进而提高铸件成型质量。
根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节为在模具内壁和模具外壁的温差高于预设差值时对模具外壁的冷却介质流量以预设调节量调节，预设调节量根据温差和内外壁平均温度设定。
请参阅图3和图4所示，其分别为本发明实施例温度采集装置示意图和本发明实施例温度采集单元示意图；
温度采集装置由温度采集单元、温度采集连接线和用于采集压铸材料温度的压铸材料温度传感器组成，温度采集单元的外壳为长方体，外壳包括连接面10、出线面8、盖装面9和插座安装面7以及其余两个插座安装面，连接面10与压铸机连接，盖装面9采用盖装结构，用以优化温度采集单元外壳与热电偶母插座的安装过程，插座安装面安装有热电偶插座6和若干热电偶插座，温度采集连接线5从出线面集中导出并连接至控制柜4；
其中，温度采集单元安装于压铸机的立柱上和/或根据模具动作方式安装于顶板上，热电偶根据压铸关键位置分别安装于模具的内壁和外壁上，压铸材料温度传感器安装于立柱或顶板上。
可选的，压铸材料温度传感器为能够在合模时测量模具内壁温度的红外测温仪，或压铸材料温度传感器包括测量模具内壁温度的红外测温仪和测量压铸材料温度的热电偶，热电偶外部套有保护管，并放置于压铸机底部的保温炉内。
其中，盖装结构可以为任意轴翻开或能够分离以形成孔洞的结构。
实施例1：在某铝车轮低压铸造机上，压铸机组成与配置请参阅图2所示，其为本发明实施例压铸机示意图，可选的，控制柜通过西门子PLC（S7-1500）进行控制，温度采集装置包括五个温度采集单元，分别位于压铸机四个立柱侧面与顶板上侧，图中顶板温度采集单元安装处1为温度采集单元在顶板上侧的安装位置，温度采集单元还安装于立柱温度采集单元安装处2和其余各立柱的侧面，可选的，温度采集单元的温度数据通过模拟量输入模块将温度数据传输至PLC中，可选的，边缘计算机采用NEXCOM嵌入式工控机，其通过工业以太网与PLC建立连接，并通过S7协议进行数据的读取与下发。边缘计算机与PLC的通讯频率为20Hz，通过压铸温度优化策略可以保证流量实际值快速响应至设定值，能够通过温度值控制冷却管路的开启与关闭，同时还可以对热电偶的连接状态、抖动状态以及是否超出温度限定值进行实时监测，如果发生异常，便会触发报警指示灯报警。
具体而言，压铸关键位置由相同铸件历史故障位置确定，或，通过对铸件应用场景进行有限元分析确定。
具体而言，冷却流量控制装置由冷却流量控制柜与冷却管路组成，冷却流量控制柜包括用以控制冷却管路中的冷却介质流量的角座比例阀和用以实时测量冷却介质流量的流量传感器，冷却管路均匀分布在模具外壁并覆盖压铸关键位置；
其中，流量传感器实时测量的冷却管路的流量值，并将流量值反馈至边缘计算机中的冷却流量控制程序进行反馈计算，控制柜根据反馈计算结果控制角座比例阀对冷却介质流量进行调节以修正控制误差。
可选的，压铸机设备有17路冷却控制单元，一个角座比例阀和流量采集装置作为一个控制单元控制一路冷却流量的大小，热电偶安装在压铸关键位置。
可选的，一个热电偶对应多个区域的冷却管路。
可选的，冷却介质包括风冷介质和水冷介质，水冷介质通过在模具附近设计通道，进而通水实现冷却；风冷介质通过风管对模具的外壁关键位置进行冷却。
可选的，冷却流量控制装置由风流量控制柜与水流量控制柜和对应的冷却管路组成，风流量传感器测量精度为0.01立方米每小时，水流量传感器测量精度为0.01升每分钟，流量控制柜控制水流量从初始值到设定值的响应时间约为1.3秒，风流量从初始值到设定值的响应时间约为0.5秒。
具体而言，压铸温度优化策略包括建立单个热电偶对应的标准温度曲线，并根据标准温度曲线设定控制温度和控制斜率，在压铸过程中，温度采集单元以预设采集频率对热电偶温度进行采集，边缘计算机将控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对以对冷却流量控制装置的工作模式进行调节；
其中，标准温度曲线横坐标为压铸时间，纵坐标为控制温度；
当前时刻的温度为与当前时刻距离最近的采集时刻对应的温度，当前时刻的斜率为与当前时刻相距最近的预设数量个采集时刻的采集斜率的平均值。
具体而言，边缘计算机将控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对；
若为预设比对结果，控制柜控制热电偶对应的冷却管路执行切换动作；
其中，预设比对结果满足控制斜率大于0，当前时刻斜率大于0，当前时刻温度大于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最小值小于控制温度；或，控制斜率小于0，当前时刻斜率小于0，当前时刻温度小于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最大值大于控制温度；
切换动作为，若冷却管路处于开启状态，冷却流量控制柜将冷却管路关闭，若冷却管路处于关闭状态，冷却流量控制柜将冷却管路开启。
应该理解的是，把冷却管路的开启与关闭统一看成管路的动作，触发冷却管路动作的条件即上述两种比对结果，即温度上升与下降两种情况，即冷却管路的开启与关闭都面对温度在上升与下降两种情况，若冷却管路的开启与关闭触发条件与预设条件完全相同的话，冷却管路会在开启后立即关闭。此外，本发明还额外设定了时序逻辑，即冷却管路只有在触发开启功能后，才可以触发冷却关闭功能，而且在新的铸造节拍开始时，统一关闭所有冷却。
在工程实践过程中，存在在温度的下降的过程中开启冷却的情况，而后温度反而会上升的情况，而且还存在着在温度上升过程中关闭冷却的情况，随着自然冷却，模具温度在冷却关闭后反而会自动下降。
实施例2：在某铸造过程中，压铸温度优化策略包含以下步骤；
步骤1，设定控制温度和控制斜率：将各热电偶与待控制的冷却通道对应，并设置冷却通道动作对应的设定温度值Ts与设定第一控制斜率Ks1=1，第二控制斜率Ks2=-1；
应该理解的是，控制温度和控制斜率是随压铸时间变化的。
步骤2，进行斜率实时计算，当合模开始后，以相同采集频率（T）对某冷却管路对应的热电偶温度进行采集，并实时将最近采集的5个温度值，当前时刻温度为tn，当前时刻斜率kn通过式(1)～式(5)计算：
，
其中，k1为tn-1对应斜率，k2为tn-2对应斜率，k3为tn-3对应斜率，k4为tn-4对应斜率。
步骤3，进行冷却管路开闭动作判断：
当前时刻对应的控制斜率为第二控制斜率时，如果，/>,且5个温度值中的最大值/>，则触发冷却管路执行切换动作；
当前时刻对应的控制斜率为第一控制斜率时，如果，/>,且5个温度值中的最小值/>，则触发冷却管路执行切换动作；
应该理解的是，在同一个铸造节拍中，首先进行冷却管路开启动作触发条件判断，当冷却管路开启后进行冷却管路关闭动作触发条件的判断；
当在下一个铸造节拍开始后，如果该冷却管路还处于开启状态，则关闭该冷却管路，然后重新进行步骤2和步骤3。
具体而言，若边缘计算机判定控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率的比对结果为除预设比对结果外的其余比对结果，冷却流量控制柜根据标准温度曲线中控制温度与当前时刻的温度对冷却介质流量进行调节。
应该理解的是，对冷却介质流量进行调节或冷却管路的开闭由角座比例阀控制，冷却管路输入端的冷却介质温度能够根据控温需求进行调节。
具体而言，压铸过程经预设时间后，若模具内壁温度和模具外壁温度差值的平均值小于预设差值，且，压铸材料温度传感器测得的温度小于预设温度，铸件自动转运单元将成型后的铸件转运出压铸机。
具体而言，热电偶母插座为K型热电偶母插座。
具体而言，单个温度采集单元输出单个热电偶温度的同时输出温度采集单元安装的所有热电偶的检测温度的温度均值和温度标准差以对温度采集单元检测能力及布放位置合理性进行判定。
可选的，单个温度采集单元的插座安装面共安装有6个热电偶且均布于模具的边模外壁的同一区域，测得的数据输出至控制柜时，控制柜先根据温度均值进行判定，若均值高于最大压铸温度，则报警，同时计算6个热电偶测得若干温度的标准差，当温度标准差高于预设值时，说明该温度采集单元安装的的热电偶在模具上的安装状态出现问题，或，单个热电偶和/或连接线故障。
实施例3：请参阅图5和图7所示，其分别为本发明实施例热电偶孔形状示意图和本发明实施例热电偶孔与冷却位置示意图，本实施例对一款铝车轮模具进行温度控制，其分别有6个热电偶孔安装有6个热电偶，其中r1热电偶11、r2热电偶12位于边模，r3热电偶13、r4热电偶15位于顶模，r5热电偶20、r6热电偶17位于底模，其中在r3热电偶13和r4热电偶15之间有一个T4水冷通道14，在r5热电偶20两侧分别有B1风冷通道19和B2风冷通道20，r6热电偶17两侧分别有B3风冷通道16和B4风冷通18；
在本实施例中，使用WIKA牌TC40K3003-FE-HTC-G型号的K型接地耐温热电偶，长度800mm，直径大小为3mm，并通过r3位置的热电偶控制T4冷却通道的开闭，通过r5位置的热电偶控制B1、B2冷却通道的开闭，通过r6位置的热电偶控制B3、B4冷却通道的开闭；
其中，在步骤1设定冷却开启与关闭的温度值与斜率时，以用r4位置热电偶温度控制T4冷却通道为例，流程如下：
首先进行传统时间工艺的生产，通过时间控制T4的开启与关闭，并以1Hz在的采集频率采集100个相同工艺下正常生产且无缺陷铸件的模具温度作为样本值；
在计算r4热电偶的标准温度曲线时，对每个时刻的样本值进行累加并除以样本数，其平均值为标准温度值，进而求出标准温度曲线L4;
通过T4时间工艺中其开启时间与关闭时间找到L4中对应的设定温度与设定斜率，本实施例中T4的开启时间为合模后的20s，所以在温度控制中，L4中第20个温度数据为T4冷却通道的设定开启温度，如果此时的温度处于上升阶段，那么/>，否则，T4冷却通道的设定关闭温度设定原理相同；
经测定，T4的温度控制设定参数为：
；
B1的温度控制设定参数为：
。
在温度控制过程中，压铸温度优化策略按照设计正常运行，达到预设比对结果便会触发冷却通道的开启与关闭，进而影响冷却介质流量的大小，并在其余情况下进行对应调整。
请参阅图8和图9所示，其分别为本发明实施例r5热电偶对应的B1冷却通道温度与流量曲线图和本发明实施例r4热电偶对应的T4冷却通道温度与流量曲线图，图中，B1L(t)为B1冷却通道的温度曲线，B1T(t)为B1冷却通道的冷却介质流量曲线，T4L(t)为T4冷却通道的温度曲线，T4T(t)为T4冷却通道的冷却介质流量曲线，图中的左侧纵坐标均表示温度，图中的右侧纵坐标均表示介质流量，应该理解的是，流量控制曲线和实际曲线基本重合，可以看出此套压铸机设备能满足设定温度控制需求，且温度控制性能良好，相比于传统时间工艺，温度工艺的铸造产品在铸造质量与铸造稳定性方面优势明显。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数字模温控制压铸机，其特征在于，包括：
压铸机，其用以通过模具压铸铸件；
冷却流量控制装置，其与所述压铸机连接，用以通过控制冷却介质流量控制模具温度；
温度采集装置，其与所述压铸机连接，用以在压铸过程中以预设采集策略对模具温度进行采集；
自动控制装置，其与所述压铸机连接，包括用以放置过滤网的过滤网自动放置单元和用以转运铸件的铸件自动转运单元；
控制柜，其分别与所述压铸机、所述冷却流量控制装置、所述温度采集装置和所述自动控制装置连接，用以获取并存储温度采集装置的采集数据并控制压铸机、冷却流量控制装置和自动控制装置的运行；
边缘计算机，其与所述控制柜连接，包括模具温度控制程序与冷却流量控制程序，模具温度控制程序包括用以根据控制柜存储的所述采集数据执行压铸温度优化策略；
其中，所述预设采集策略为获取铸件的压铸关键位置并分别在压铸关键位置对应的模具内壁和外壁进行温度采集；
所述压铸温度优化策略为根据所述采集数据对所述压铸关键位置温度进行调节和/或对模具整体温度进行调节，或，根据模具内壁和模具外壁的温差对模具外壁的温度进行调节；
所述压铸温度优化策略包括建立单个热电偶对应的标准温度曲线，并根据标准温度曲线设定控制温度和控制斜率，在压铸过程中，温度采集单元以预设采集频率对热电偶温度进行采集，所述边缘计算机将所述控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对以对冷却流量控制装置的工作模式进行调节；
其中，所述标准温度曲线横坐标为压铸时间，纵坐标为控制温度；
所述当前时刻的温度为与当前时刻距离最近的采集时刻对应的温度，所述当前时刻的斜率为与当前时刻相距最近的预设数量个采集时刻的采集斜率的平均值；
所述边缘计算机将所述控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率进行比对；
若为预设比对结果，所述控制柜控制热电偶对应的冷却管路执行切换动作；
其中，所述预设比对结果满足控制斜率大于0，当前时刻斜率大于0，当前时刻温度大于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最小值小于控制温度；或，控制斜率小于0，当前时刻斜率小于0，当前时刻温度小于等于当前时刻设定温度且预设数量个采集时刻对应的温度中的最大值大于控制温度；
所述切换动作为，若所述冷却管路处于开启状态，冷却流量控制柜将冷却管路关闭，若冷却管路处于关闭状态，冷却流量控制柜将冷却管路开启；
其中，所述边缘计算机的压铸温度优化策略具体包括：
将各热电偶与待控制的冷却通道对应，并设置冷却通道动作对应的设定温度值Ts、第一控制斜率Ks1和第二控制斜率Ks2；
在合模开始后，以相同采集频率（T）对单个冷却管路对应的热电偶温度进行采集，并实时将最近采集的5个温度值（），当前时刻温度为tn及斜率kn通过式(1)～式(5)确定：
其中，k1为对应斜率，k2为/>对应斜率，k3为/>对应斜率，k4为/>对应斜率；
在当前时刻对应的控制斜率为第二控制斜率时，若，/>,且5个温度值中的最大值/>，则触发冷却管路执行切换动作；
在当前时刻对应的控制斜率为第一控制斜率时，若，/>,且5个温度值中的最小值/>，则触发冷却管路执行切换动作；
其中，在单个铸造节拍中，首先进行冷却管路开启动作触发条件判断，当冷却管路开启后进行冷却管路关闭动作触发条件的判断；在下一个铸造节拍开始后，若冷却管路处于开启状态，则关闭该冷却管路并重新执行压铸温度优化策略。
2.根据权利要求1所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，所述温度采集装置由温度采集单元、温度采集连接线和用于采集模具内壁温度和压铸材料温度的压铸材料温度传感器组成，温度采集单元的外壳为长方体，外壳包括连接面、出线面、盖装面和三个插座安装面，连接面与所述压铸机连接，盖装面采用盖装结构，用以优化温度采集单元外壳与热电偶母插座的安装过程，插座安装面安装有若干热电偶，温度采集连接线从出线面集中导出并连接至所述控制柜；
其中，所述温度采集单元安装于压铸机的立柱上和/或根据模具动作方式安装于顶板上，所述热电偶根据所述压铸关键位置分别安装于模具的内壁和外壁上，压铸材料温度传感器安装于立柱或顶板上。
3.根据权利要求2所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，所述压铸关键位置由相同铸件的历史故障位置确定，或，通过对铸件应用场景进行有限元分析确定。
4.根据权利要求1所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，所述冷却流量控制装置由冷却流量控制柜与冷却管路组成，冷却流量控制柜包括用以控制冷却管路中的冷却介质流量的角座比例阀和用以实时测量冷却介质流量的流量传感器，冷却管路均匀分布在模具外壁并覆盖所述压铸关键位置；
其中，所述流量传感器实时测量冷却管路的流量值，并将流量值反馈至所述边缘计算机中的所述冷却流量控制程序进行反馈计算，所述控制柜根据反馈计算结果控制角座比例阀对冷却介质流量进行调节以修正控制误差。
5.根据权利要求1所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，若所述边缘计算机判定控制温度和控制斜率与当前时刻的温度和斜率的比对结果为除预设比对结果外的其余比对结果，所述冷却流量控制柜根据标准温度曲线中控制温度与当前时刻的温度对冷却介质流量进行调节。
6.根据权利要求5所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，压铸过程经预设时间后，若模具内壁温度和模具外壁温度差值的平均值小于预设差值，且，压铸材料温度传感器测得的压铸材料温度小于预设温度，所述铸件自动转运单元将成型后的铸件转运出压铸机。
7.根据权利要求2所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，所述热电偶母插座为K型热电偶母插座。
8.根据权利要求1所述的数字模温控制压铸机，其特征在于，单个温度采集单元输出单个热电偶温度的同时输出温度采集单元安装的所有热电偶的检测温度的温度均值和温度标准差以对温度采集单元检测能力及布放位置合理性进行判定。
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