一种智能多轴联动浇注控制方法技术

一种智能多轴联动浇注控制方法，采用智能控制方式控制，实现利用视频信号分析判断金属溶液浇注落点，并且根据智能算法控制感应炉相对位置移动、升降动作完成浇注；利用视频信号判断浇注锭模浇冒口内金属溶液面积大小，分析判断浇注的金属溶液流速快慢，控制感应炉体倾翻速度，确保金属溶液浇注时不断流、不溢出；根据感应炉体的倾翻角度与重量变化，在炉体倾翻同时降低炉体高度，减小炉体金属溶液出口与锭模浇冒口之间相对高度落差，缓解浇注时金属溶液飞溅的问题。本发明专利技术优点：解决大容量真空感应熔炼炉高纯金属材料熔炼、浇注问题，保证金属溶液成分纯度；节省真空设备占地空间、降低真空设备生产制造难度，全面适用各种材料的浇注。注。注。

【技术实现步骤摘要】
一种智能多轴联动浇注控制方法


[0001]本专利技术涉及大容量真空感应熔炼炉浇注系统，特别涉及一种智能多轴联动浇注控制方法。

技术介绍

[0002]现有的真空中频感应炉定点方式浇注基本都是采用以炉体出液口作为炉体的倾翻运动圆心实现炉体倾翻浇注时出液口位置不变，实现金属溶液浇注可以控制在一定范围内；现今也有随动浇注控制方式，先将熔化金属液的特性经过计算得出浇注路径曲线，再结合炉体的位置计算移动量再控制炉体的移动。这种控制方法只能对单一、特性已知金属液进行计算，而且计算量大、误差大、应用受限等缺点；在距离锭模位置相对远点的时候采用导流槽结构将金属溶液进行导流浇注。但随着科技的发展和对产品质量要求的提高，一些特殊行业应用的金属材料的要求也提高。金属材料体积增加，成分要求更加严格导致真空感应炉的容量也在提高，导流槽的结构也会对一些金属溶液造成成分上的污染；同时导流槽需要提前预热，但是金属材料熔化具备浇注条件时导流槽温度降低也会造成金属液浇注温度难以准确控制的缺点；由于导流槽的存在，浇注后难免会在导流槽上存留部分金属溶液，这样一来既会造成材料的浪费又会对下一次的熔炼浇注造成污染，所以跟换材料就需要更换导流槽，增加生产成本。这些因素导致很难生产出大型的特殊金属铸件。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于不改变现有熔炼设备和占地面积的基础上(整套真空设备为加料室、熔炼室浇注、锭模加热室、进模室和冷却室)，利用智能控制方式，采集浇注区域和浇冒口区域的视频信号来确定浇注点和金属溶液浇注速度。同时根据炉体倾翻角度，依据智能算法同时降低感应线圈出液口的高度位置减小出液口与浇冒口落差，避免溶液飞溅。
[0004]本专利技术提供了一种智能多轴联动浇注控制方法，其特征在于：针对大容量真空感应炉金属溶液浇注时存在感应炉倾翻溶液出口与模具浇冒口落差大，溶液飞溅现象严重；倾翻溶液出口处为保证溶液成分不被污染不能采用导流槽结构，实现定点浇注存在困难；真空炉体内空间有限锭模提升装置无法满足将锭模提升至出口附近等问题，采用智能控制方式控制，实现利用视频信号分析判断金属溶液浇注落点，并且根据智能算法控制感应炉相对位置移动、升降动作完成浇注。
[0005]在现有定点浇注方式基础上增加智能控制，利用视频信号判断浇注金属溶液的最终落点，根据落点位置基于智能算法控制感应炉体的前后移动，确保浇注溶液落点稳定；利用视频信号判断浇注锭模浇冒口内金属溶液面积大小，分析判断浇注的金属溶液流速快慢，控制感应炉体倾翻速度，确保金属溶液浇注时不断流、不溢出；根据感应炉体的倾翻角度与重量变化，在炉体倾翻同时降低炉体高度，减小炉体金属溶液出口与锭模浇冒口之间相对高度落差，缓解浇注时金属溶液飞溅的问题。
[0006]是在现有定点浇注结构基础上增加感应炉体前后移机械结构、感应炉体框架增加
液压升降装置、浇注区域视频采集装置、浇冒口区域视频采集装置；基于人工智能控制方法，采集浇注区域的视频信号，通过对视频信号分析判断金属溶液的浇注落点，智能分析提前设定浇注中心点坐标，只看落点位置，不需要计算路径曲线，通过控制炉体前后移动使金属溶液流确保在浇注区域内；通过浇注浇冒口的视频信号采集分析，判断浇冒口内金属溶液的流量，利用智能控制算法控制感应炉体的倾翻速度，保证浇冒口内金属溶液的流量不溢出、不断流；通过对感应炉体倾翻角度的测量，结合浇注时各个视频信号的分析，同时控制感应炉体框架增加液压升降装置，降低感应炉体金属液出口高度可以有效避免金属溶液飞溅的问题。整个浇注过程没有导流槽结构，避免导流槽材料对金属溶液成分污染，也能够减少导流槽预加热过程，流程简化材质稳定。
[0007]大容量真空感应熔炼炉对特殊金属材料的熔炼与浇注，工作原理是利用现有定点浇注技术，增加视频检测系统、感应炉体框架增加液压升降装置和炉体前后移动装置，采用智能控制方式监测感应炉出液口与浇注锭模间视频信号和浇冒口区域视频检测信号，对视频信号进行智能分析处理，通过智能算法控制感应炉体前后轴和上下轴移动、炉体翻转轴倾翻速度，通过对以上三个主要参数的控制可以使浇冒口中的金属溶液始终保持一定的容量，达到既不溢出也不会造成浇注溶液的断流影响浇注成功率。
[0008]炉体前后移动控制：炉体浇注方式采用原有定点浇注结构，但是由于原有定点浇注使用时金属液出口位置与浇冒口相对高度较低，但是随着感应炉体容量增加，真空腔室内还增加锭模提升、预热等装置，所以在空间布局上炉体出液口与浇冒口相对高度增加，浇注落点位移量也会相应增加。为确保浇注时金属液浇注落点能过落入浇冒口内，预先把落点位置设定在浇冒口中心处，利用炉体出液口和浇冒口间采集的视频信号，判断金属液的落点位置，通过智能计算将落点误差值转换成对炉体前后移动的控制信号，控制炉体的前后移动来保证金属液落点在设定点周围；
[0009]感应炉体竖直方向上下移动控制：在感应炉体框架上增加液压升降装置。金属溶液浇注过程中，当感应炉体倾翻过一定角度以后，根据炉体倾翻角度的大小，综合浇注时倾翻的控制，同时降低感应炉体出液口的高度，减小与浇冒口之间的相对高度。既能减小浇注时金属溶液的飞溅问题，也能够减小炉体前后移动的位移量，使浇注过程更加平稳、安全。
[0010]炉体倾翻速度控制：为了保证浇注时金属溶液平稳浇注，提高铸件成功率，需要对浇注时的金属溶液流速进行控制。由于浇冒口成锥形上口大下口小，浇注时通过浇冒口区域视频信号的采集，预设浇冒口中间位置金属液面积大小作为基准值，同时设定上下限值，通过对视频图像智能分析判断此时浇冒口内金属溶液多少，通过控制炉体倾翻速度大小调节金属溶液的流速，使浇冒口内金属液液面始终保持在整个浇冒口的中间区域，既不会溢出也不会造成浇注断流。
[0011]浇注过程中不需要使用导流槽结构，减少导流槽预热环节；同时由于高温金属溶液流经导流槽时，导流槽耐火材料成分会进入金属溶液中，对溶液造成污染，不能满足高纯度金属成分的要求。采用智能多轴联动随动浇注控制方法可以取消导流槽结构，对大容量、高纯金属材料熔炼浇注提供技术保障。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其优点在于：
[0013]解决大容量真空感应熔炼炉高纯金属材料熔炼、浇注问题。取消导流槽结构可以避免成分污染，保证金属溶液成分纯度；使用多轴联动装置可以大大降低大容量真空感应
炉高纯金属材料熔炼、浇注问题；节省真空设备占地空间、降低真空设备生产制造难度；智能控制系统采用智能视觉检测控制原理，可以不受金属材料种类、浇注温度、溶液流动性等一些常规影响浇注因素的限制，确保浇注成功率，全面适用各种材料的浇注。
附图说明
[0014]下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：
[0015]图1为智能多轴联动随动浇注系统结构示意图；
[0016]图2为浇注浇冒口视频检测及液面分析示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合具体的实施方案对本专利技术进行进一步的解释，但并不局限本专利技术，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能多轴联动浇注控制方法，其特征在于：采用智能控制方式控制，实现利用视频信号分析判断金属溶液浇注落点，并且根据智能算法控制感应炉相对位置移动、升降动作完成浇注；在现有定点浇注方式基础上增加智能控制，利用视频信号判断浇注金属溶液的最终落点，根据落点位置基于智能算法控制感应炉体的前后移动，确保浇注溶液落点稳定；利用视频信号判断浇注锭模浇冒口内金属溶液面积大小，分析判断浇注的金属溶液流速快慢，控制感应炉体倾翻速度，确保金属溶液浇注时不断流、不溢出；根据感应炉体的倾翻角度与重量变化，在炉体倾翻同时降低炉体高度，减小炉体金属溶液出口与锭模浇冒口之间相对高度落差，缓解浇注时金属溶液飞溅的问题。2.根据权利要求1所述的智能多轴联动浇注控制方法，其特征在于：在现有定点浇注结构基础上增加感应炉体前后移机械结构、感应炉体框架增加液压升降装置、浇注区域视频采集装置、浇冒口区域视频采集装置；基于人工智能控制方法，采集浇注区域的视频信号，通过对视频信号分析判断金属溶液的浇注落点，智能分析提前设定浇注中心点坐标，只看落点位置，不需要计算路径曲线，通过控制炉体前后移动使金属溶液流确保在浇注区域内；通过浇注浇冒口的视频信号采集分析，判断浇冒口内金属溶液的流量，利用智能控制算法控制感应炉体的倾翻速度，保证浇冒口内金属溶液的流量不溢出、不断流；通过对感应炉体倾翻角度的测量，结合浇注时各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦博，张福利，刘静岩，李万青，严增男，张鹏程，
申请(专利权)人：沈阳铸造研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：