一种龙筋板智能化成型生产线及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种龙筋板智能化成型生产线及生产方法，所述生产线包括轨道系统、控制系统和铁型；所述轨道系统上设有造型段，造型段的后段设置浇注段，浇注段后段设置开箱清理段；所述造型段、浇注段和开箱清理段分别与控制系统连接；所述铁型依次运行过轨道系统的造型段、浇注段和开箱清理段；所述铁型用于龙筋板浇注成型。本发明专利技术可以实现龙筋板智能化成型，具有生产效率高，生产质量好的优点；本发明专利技术的生产方法可以设计出最优的模具结构与工艺参数，能够实现工艺参数的实时采集与实时控制，能够根据已执行工序情况实时优化未执行工序的工艺参数，有效控制产品质量。有效控制产品质量。有效控制产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种龙筋板智能化成型生产线及生产方法


[0001]本专利技术涉及金属件成型
，特别涉及一种龙筋板智能化成型生产线及生产方法。

技术介绍

[0002]横梁类铸件作为典型的金属件，窄长且厚度不均匀，针对其在凝固、冷却、落砂等过程中，受到温度、外力和内应力的作用后发生变形的问题，一般是根据多次试制情况后，通过修改模具，在模具上设计反变形量来抵消最终产品的变形程度，但是受各种因素的综合影响，其变形量还是很难得到保证。
[0003]金属件成型生产线数字化基础设施薄弱，缺乏数据采集，或数据采集没有渗入到工艺参数调整中。在成型过程中高温金属液体的流动、凝固使得物质与能量传递非常复杂，工艺参数多且各个工艺参数之间相互关联，导致函数模型具有高度非线性、强耦合性和时变性的特点，因此难以找到最优工艺参数。
[0004]在实际生产中，受到现场环境的干扰，工艺参数的控制往往不尽如人意，当已执行工序的工艺参数控制发生偏移时，未执行工序只能按照原计划执行，此情况下的成型效果不佳。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种龙筋板智能化成型生产线及生产方法。本专利技术可以实现龙筋板智能化成型，具有生产效率高，生产质量好的优点；本专利技术的生产方法可以设计出最优的模具结构与工艺参数，能够实现工艺参数的实时采集与实时控制，能够根据已执行工序情况实时优化未执行工序的工艺参数，有效控制产品质量。
[0006]本专利技术的技术方案：一种龙筋板智能化成型生产线，所述生产线包括轨道系统、控制系统和铁型；所述轨道系统上设有造型段，造型段的后段设置浇注段，浇注段后段设置开箱清理段；所述造型段、浇注段和开箱清理段分别与控制系统连接；所述铁型依次运行过轨道系统的造型段、浇注段和开箱清理段；所述铁型用于龙筋板浇注成型。
[0007]上述的龙筋板智能化成型生产线，所述轨道系统包括第一轨道、第二轨道、第三轨道、变轨系统和提箱机；所述第一轨道与第三轨道平行；所述第二轨道有平行的两段，第一段连接在第一轨道的后端，第二段连接在第三轨道的前端，第一段的后端和第二段的前端通过变轨系统连接；所述提箱机设置在第二轨道与第一轨道以及第三轨道的连接处。
[0008]前述的龙筋板智能化成型生产线，所述造型段包括设置在第一轨道上的造型机，所述造型机后段设有第一翻箱机，第一翻箱机的后端设有合箱机。
[0009]前述的龙筋板智能化成型生产线，所述浇注段包括设置在第二轨道一侧的浇注机以及设在第二轨道上的浇注小车；所述浇注小车用于承载和运输铁型；所述浇注机用于将铁水浇注入合箱后的铁型中。
[0010]前述的龙筋板智能化成型生产线，所述开箱清理段包括设置在第三轨道上开箱
机，开箱机的后段设有出铸件机，出铸件机的后段设有第二翻箱机，第二翻箱机的后段设有震动落砂机，震动落砂机的后段设有第三翻箱机。
[0011]前述的龙筋板智能化成型生产线，所述控制系统中设有检测系统，所述检测系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一计时器、第二计时器和位移变形测定仪器；所述第一温度传感器装在造型机前的辊道上；所述第二温度传感器装在造型机内；所述第三温度传感器位于浇注小车前方；所述第四温度传感器位于浇注小车上方；所述第一计时器装在造型机内；所述第二计时器位于浇注小车与开箱机上；所述位移变形测定仪器位于出铸件机上。
[0012]前述的龙筋板智能化成型生产线，所述铁型包括上铁型和下铁型；所述上铁型和下铁型型腔表面覆着有覆砂层，所述覆砂层表面与造型机中的龙筋板金属模型形状保持一致均设置有反变形量。
[0013]前述的龙筋板智能化成型生产线的生产方法，包括如下步骤：
[0014]步骤一：建立成型工艺模型，基于正交试验设计进行模拟，获取工艺参数与龙筋板变形量以及生产效率之间的关系，得到原始数据，对原始数据进行归一化处理，获得数据集；
[0015]步骤二：建立工艺参数与龙筋板变形量之间的神经网络函数模型，基于数据集对神经网络函数模型进行训练；
[0016]步骤三：利用神经网络函数模型以及遗传算法来优化工艺参数，并根据优化结果设计龙筋板金属模型的反变形量；
[0017]步骤四：生产线控制系统实时采集数据，代入到步骤三建立的神经网络函数模型中进行优化工艺参数的计算，并将优化的工艺参数计算结果发送至生产线，生产线根据优化的工艺参数进行龙筋板生产。
[0018]前述的龙筋板智能化成型方法，在步骤二中，具体包括以下步骤：
[0019]第一步：神经网络基本单元的计算公式为：
[0020]y＝f(kx+a)；
[0021]其中，x为输入数据，k为权重，a为阈值，y为输出；
[0022]采用Sigmoid函数作为激活函数，公式为：
[0023][0024]设计输入层个数为工艺参数个数，输出层个数为目标参数个数，隐含层节点数参考经验公式：
[0025][0026]其中，n1为隐含层节点数，等于9，n为输入层个数，等于9；m为输出层个数，等于2，z为大于1小于10的常数；
[0027]结合单个神经网络的公式：
[0028]B
71
＝f(K
79
×
X
91
+A
71
)；
[0029]Y
21
＝f(K
′
27
×
B
71
+A
′
21
)；
[0030]得到神经网络模型：
[0031]Y
21
＝f(K
′
27
×
f(K
79
×
X
91
+A
71
)+A
′
21
)；
[0032]其中，K
79
、A
71
、K
′
71
和A
′
21
为未知系数；
[0033]第二步：将最大迭代次数设为1000，最大训练误差设为10
‑6，最小训练速率设为0.9；
[0034]第三步：通过梯度下降的方式计算K
79
、A
71
、K
′
71
和A
′
21
的具体值，将具体值代入神经网络模型的公式中，完成神经网络模型的建立。
[0035]前述的龙筋板智能化成型方法，在步骤三中，具体包括以下步骤：
[0036]第一步：设置输入参数个数为9个，种群大小为100个，迭代次数为100次，个体的最大值为1，最小值为0，随机生成输入参数；
[0037]第二步：随机生成的数据并带入到步骤二得到的神经网络函数模型中进行计算，按照结果的优劣进行排序，留下前50组较优的结果；
[0038]第三步：将留下的50组结果所对应的工艺参数组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述生产线包括轨道系统、控制系统(4)和铁型(5)；所述轨道系统上设有造型段(1)，造型段(1)的后段设置浇注段(2)，浇注段(2)后段设置开箱清理段(3)；所述造型段(1)、浇注段(2)和开箱清理段(3)分别与控制系统(4)连接；所述铁型(5)依次运行过轨道系统的造型段(1)、浇注段(2)和开箱清理段(3)；所述铁型(5)用于龙筋板浇注成型。2.根据权利要求1所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述轨道系统包括第一轨道(21)、第二轨道(22)、第三轨道(27)、变轨系统(25)和提箱机(26)；所述第一轨道(21)与第三轨道(27)平行；所述第二轨道(22)有平行的两段，第一段连接在第一轨道(21)的后端，第二段连接在第三轨道(27)的前端，第一段的后端和第二段的前端通过变轨系统(25)连接；所述提箱机(26)设置在第二轨道与第一轨道(21)以及第三轨道(27)的连接处。3.根据权利要求2所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述造型段(1)包括设置在第一轨道(21)上的造型机(11)，所述造型机(11)后段设有第一翻箱机(12)，第一翻箱机(12)的后端设有合箱机(13)。4.根据权利要求3所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述浇注段(2)包括设置在第二轨道(22)一侧的浇注机(24)以及设在第二轨道(22)上的浇注小车(23)；所述浇注小车(23)用于承载和运输铁型(5)；所述浇注机(24)用于将铁水浇注入合箱后的铁型(5)中。5.根据权利要求4所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述开箱清理段(3)包括设置在第三轨道(27)上开箱机(31)，开箱机(31)的后段设有出铸件机(32)，出铸件机(32)的后段设有第二翻箱机(33)，第二翻箱机(33)的后段设有震动落砂机(34)，震动落砂机的后段设有第三翻箱机(35)。6.根据权利要求5所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述控制系统(4)中设有检测系统，所述检测系统包括第一温度传感器(41)、第二温度传感器(42)、第三温度传感器(44)、第四温度传感器(45)、第一计时器(43)、第二计时器(46)和位移变形测定仪器(47)；所述第一温度传感器(41)装在造型机(11)前的辊道上；所述第二温度传感器(42)装在造型机(11)内；所述第三温度传感器(44)位于浇注小车(23)前方；所述第四温度传感器(45)位于浇注小车(23)上方；所述第一计时器(43)装在造型机(11)内；所述第二计时器(46)位于浇注小车(23)与开箱机(31)上；所述位移变形测定仪器(47)位于出铸件机(32)上。7.根据权利要求1所述的龙筋板智能化成型生产线，其特征在于：所述铁型(5)包括上铁型(51)和下铁型(52)；所述上铁型(51)和下铁型(52)型腔表面覆着有覆砂层(53)，所述覆砂层(53)表面与造型机(11)中的龙筋板金属模型形状保持一致均设置有反变形量。8.根据权利要求1
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7任一项所述的龙筋板智能化成型生产线的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：建立成型工艺模型，基于正交试验设计进行模拟，获取工艺参数与龙筋板变形量以及生产效率之间的关系，得到原始数据，对原始数据进行归一化处理，获得数据集；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏小江，疏达，盛云庆，汪东红，周昊奕，洪华泽，朱国，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：