CN111879410A - 热平衡管理方法及其系统 - Google Patents

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CN111879410A CN202010735897.8A CN202010735897A CN111879410A CN 111879410 A CN111879410 A CN 111879410A CN 202010735897 A CN202010735897 A CN 202010735897A CN 111879410 A CN111879410 A CN 111879410A
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    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
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Abstract

本发明提供了一种热平衡管理方法及其系统,涉及汽车零部件铝、镁合金压铸技术领域。热平衡管理方法包括以下步骤:获取模具的红外热成像图;获取模具的CAD图像;透明化模具的CAD图像的背景;调整CAD图像,使CAD图像与红外热成像图贴合;按照CAD图像的实体坐标对红外热成像图上坐标进行畸变矫正并关联;选取监测区域,并导出此区域对应红外热成像图的温度信息;根据温度信息控制模具的冷却。热平衡管理系统包括处理模块、存储模块、拍摄模块和水冷控制模块;存储模块、拍摄模块和水冷控制模块均与处理模块连接。达到了使用效果好技术效果。

Description

热平衡管理方法及其系统
技术领域
本发明涉及汽车零部件铝、镁合金压铸技术领域,具体而言,涉及热平衡管理方法及其系统。
背景技术
在压铸实际工况下监测模具温度、控制模具工作时热量的输入、输出是这个行业全球性难题。其根本性地影响铸件的质量水平、合格率、生产效率以及模具使用寿命、维护成本等。
特别是近年大型汽车压铸件发展,铸件几何形状越来越复杂,型腔越来越深,工艺状况更趋复杂,模具型腔实况温度检测、控制更凸显重要性、紧迫性。
当前,行业的普遍做法是通过软件模拟,分析模具型腔工作时可能的温度分布状况,做不到对真实情况的反应。使用效果较差,无法对压住模具进行有效的冷却控制。
因此,提供一种使用效果好的热平衡管理方法及其系统成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热平衡管理方法及其系统,以缓解现有技术中使用效果差的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种热平衡管理方法,包括以下步骤:
获取模具的红外热成像图;
获取模具的CAD图像;
透明化模具的CAD图像的背景;
调整CAD图像,使CAD图像与红外热成像图贴合;
按照CAD图像的实体坐标对红外热成像图上坐标进行畸变矫正并关联;
选取监测区域,并导出此区域对应红外热成像图的温度信息;
根据温度信息控制模具的冷却。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述获取模具的红外热成像图的方法包括:将红外热成像仪设置在保护装置内,然后将保护装置设置在喷涂机器人上,在模具开模喷涂时拍摄模具的红外热成像图。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述获取的模具CAD图像转换成dxf格式。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述获取的模具CAD图像包括模具的几何特征。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述将获取的模具CAD图像透明化包括显示模具CAD图像的几何特征,使CAD图像的背景透明,以便与红外热成像图对正。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述调整CAD图像的方法包括平移、旋转和缩放。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述监测区域包括冷却通道和点冷位置。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述根据温度信息控制模具的冷却包括:包括提取各监测区域的温度信息并与设定温度进行比较;
如果大于设定温度,延长待检测区域的冷却通路时间;
如果小于设定温度,减小待检测区域的冷却通路时间。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述存储模具的CAD图像、红外热成像图、监测区域的温度信息及对比结果。
第二方面,本发明实施例提供了一种热平衡管理系统,包括存储模块、拍摄模块、水冷控制模块和处理模块;
所述存储模块、所述拍摄模块和所述水冷控制模块均与所述处理模块连接。
有益效果:
本发明提供了一种热平衡管理方法,包括以下步骤:获取模具的红外热成像图;获取模具的CAD图像;透明化模具的CAD图像的背景;调整CAD图像,使CAD图像与红外热成像图贴合;按照CAD图像的实体坐标对红外热成像图上坐标进行畸变矫正并关联;选取监测区域,并导出此区域对应红外热成像图的温度信息;根据温度信息控制模具的冷却。
具体的,通过本发明提供的热平衡管理方法,控制模具型腔内的温差达到热平衡,使热应力水平降低,从而提高压铸模具服役寿命,可以对模具型腔表面各处温度监测并施以精准控制、调节的能力,确保铸件在最优的型腔温度下成形,提高铸件的质量水平和合格率。
本发明提供的一种热平衡管理系统,包括处理模块、存储模块、拍摄模块和水冷控制模块;存储模块、拍摄模块和水冷控制模块均与处理模块连接。热平衡管理系统与现有技术相比具有上述的优势,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的热平衡管理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1所示,本实施例提供了一种热平衡管理方法,包括以下步骤:获取模具的红外热成像图;获取模具的CAD图像;透明化模具的CAD图像的背景;调整CAD图像,使CAD图像与红外热成像图贴合;按照CAD图像的实体坐标对红外热成像图上坐标进行畸变矫正并关联;选取监测区域,并导出此区域对应红外热成像图的温度信息;根据温度信息控制模具的冷却。
具体的,通过本发明提供的热平衡管理方法,控制模具型腔内的温差达到热平衡,使热应力水平降低,从而提高压铸模具服役寿命,可以对模具型腔表面各处温度监测并施以精准控制、调节的能力,确保铸件在最优的型腔温度下成形,提高铸件的质量水平和合格率。
本实施例的可选方案中,获取模具的红外热成像图的方法包括:将红外热成像仪设置在保护装置内,然后将保护装置设置在喷涂机器人上,在模具开模喷涂时拍摄模具的红外热成像图。
其中,通过保护装置对红外热成像仪进行保护,以使红外热成像仪能够在高温、潮湿、水雾的恶劣环境下运作。
在进行拍照时,由喷涂机器人向拍摄触发控制电路发送脉冲,信号被协调处理后触发红外热成像仪进行拍摄,拍摄的红外热成像图传送到现场工控机中进行处理、显示和存储。
拍摄过程中,对动模喷涂前进行拍摄-对定模喷涂前进行拍摄-对动模喷涂后进行拍摄-对定模喷涂后进行拍摄;具体拍摄过程为:开模取件后,喷涂机器人工作移动至设定位置,然后用于拍摄动模和定模的两保护装置动作打开镜头盖,然后两保护装置内的红外热成像仪进行拍摄工作,拍摄完成后,关闭两保护装置的镜头盖,然后喷涂机器人进行喷涂工作;喷涂完成后,喷涂机器人重复上述工作进行拍摄工作。
其中,在拍摄时将保护装置的镜头盖打开,完成拍照后,镜头盖复位保护热像仪机体。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,获取的模具CAD图像转换成dxf格式。使获取的模具CAD图像包括模具的几何特征。
基于客户的对象实体数模,创建需要的对象实体CAD图,通过设置过滤除去可能在CAD中生成的大量样条线,生成dxf格式文件。dxf文件在特征信息明确的前提下尽量简洁,不含标注和工艺说明等信息,尽量只包含实线和圆等形状特征信息。图中突出关键要素,冷却水孔的形、位,轮廓等特征形状的表达,优化成实体的线、圆、正方形或长方形。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,将获取的模具CAD图像透明化包括显示模具CAD图像的几何特征,使CAD图像的背景透明,以便与红外热成像图对正。
当模具的CAD图像都处理模块后,处理模块能够获得相关实体的尺寸、位置,以及对应区的设定温度信息。并且将导入的dxf图设置呈透明态,易于与实况红外热成像图匹配。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,调整CAD图像的方法包括平移、旋转和缩放。
导入dxf格式的CAD图形后,对红外热成像图和实体CAD图像进行拟合,通过自由缩放,将实体CAD图像的大小调整到与红外热成像图的特征轮廓贴合;通过自由平移,匹配到几何要素的位置,例如将实体CAD图像中的冷却水道与红外热成像图中的冷却水道匹配在一起;然后通过旋转进一步贴合实体CAD图像与红外热成像图。
其中,完成贴合后,根据实体CAD图像上的坐标点对红外热成像图上的坐标点进行畸变矫正。
例如:首先,红外相机成像与CAD正视图之间存在角度和平移上的偏差,根据投影变化原理,由同一个物体在不同角度上的成像,可以通过视图旋转矩阵得到:
Figure BDA0002604038350000071
其中[x',y']可以看作相机成像的坐标,[x,y]可以看作CAD图像中的点的坐标。两个图像之间的平移可以用:
Figure BDA0002604038350000072
因此,获得α,dx,dy就可以矫正两个图像,通过上面的对准四个圆来构建三个等式即可获得α,dx,dy这三个参数。正求解过程可以矫正CAD图像,逆求解可以矫正热图。对准第一个圆之后,确定一个标记点,然后对准第二个圆之后,程序后台自动记录出第二个圆的移动前后的点。
Figure BDA0002604038350000081
类似的可以获得三个这样的等式,三个等式三个未知数,可以求解出来,从而对CAD图形进行校正。当矫正的点越多,则会越多的点参与到求解三个未知数中,从而得到一个最优解。其中,需要CAD图纸可见区域中至少有4个以上的圆形特征作为支持。
另外,红外热成像图的畸变矫正为现有技术,本领域技术人员还可以选择其他矫正方法进行矫正,在此不再进行赘述。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,使监测区域包括冷却通道和点冷位置。
具体的,当实体CAD图像与红外热成像图贴合关联后,根据实际需要选取监测区域,任何区域均可被选取监测。其中,优选的选择冷却通道和点冷位置。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,根据温度信息控制模具的冷却包括:提取各监测区域的温度信息并与设定温度进行比较;如果大于设定温度,延长待检测区域的冷却通路时间;如果小于设定温度,减小待检测区域的冷却通路时间。
其中,各监测区域提取的温度信息为此检测区域的温度平均值。
划定监测区域后,可以提取出该监测区域的温度信息。在实际使用时系统能够自动提取冷却要素(冷却通道、点冷位置)周边温度数据信息。由用户事先指定到CAD图纸上水路周围的确定形状的区域为监测区域,对监测区域的温度值进行统计。温度信息被自动提取到表格中,与设定的标准温度比较、分析。
工作人员根据理论和经验,在后台设定高、低温范围,并对不同的设定温度等级赋予不同的色标区分。并根据实时提取的温度信息与设定温度进行对比进行划定:高温颜色,略高(>0,<20)—浅红色,高温—红色(>20,<40),极高—深红色(>40);低温颜色,略低(<0,<20)—-浅蓝色,低温(<20,<40)—蓝色,超低(<40)—深蓝色。使得工作人员一目了然得知模具的温度分布。
另外,超温区与标准温度比较计算后,被处理成后端冷却控制信号。即现场对模具冷却装置的各阀门进行执行器开启时刻的调整和持续延通时间的调整。
参见图1所示,本实施例的可选方案中,存储模具的CAD图像、红外热成像图、监测区域的温度信息及对比结果。
具体的,现场采集到的各类产品的热像和工艺参数,被送到数据库存储,并上传到云端数据库服务器,备份为历史数据。以待进行大数据分析,建立产品工艺优化、模具寿命提升的模型。还可以进行模具工作应力分析,以及工艺的合理性分析,协助客户优化工程解决方案。
本实施例提供了一种热平衡管理系统,包括存储模块、拍摄模块、水冷控制模块和处理模块;存储模块、拍摄模块和水冷控制模块均与处理模块连接。
具体的,本实施例提供的热平衡管理系统运行本实施例提供的热平衡管理方法。
其中,处理模块可以实现在线导入和离线读入红外热像仪拍摄的热像图。
本实施例提供的热平衡管理系统与现有技术相比还具有上述优势,在此不再进行赘述。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种热平衡管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取模具的红外热成像图;
获取模具的CAD图像;
透明化模具的CAD图像的背景;
调整CAD图像,使CAD图像与红外热成像图贴合;
按照CAD图像的实体坐标对红外热成像图上坐标进行畸变矫正并关联;
选取监测区域,并导出此区域对应红外热成像图的温度信息;
根据温度信息控制模具的冷却。
2.根据权利要求1所述的热平衡管理方法,其特征在于,获取模具的红外热成像图的方法包括:将红外热成像仪设置在保护装置内,然后将保护装置设置在喷涂机器人上,在模具开模喷涂时拍摄模具的红外热成像图。
3.根据权利要求1所述的热平衡管理方法,其特征在于,获取的模具CAD图像转换成dxf格式。
4.根据权利要求3所述的热平衡管理方法,其特征在于,使获取的模具CAD图像包括模具的几何特征。
5.根据权利要求1所述的热平衡管理方法,其特征在于,将获取的模具CAD图像透明化包括显示模具CAD图像的几何特征,使CAD图像的背景透明,以便与红外热成像图对正。
6.根据权利要求5所述的热平衡管理方法,其特征在于,调整CAD图像的方法包括平移、旋转和缩放。
7.根据权利要求1所述的热平衡管理方法,其特征在于,使监测区域包括冷却通道和点冷位置。
8.根据权利要求7所述的热平衡管理方法,其特征在于,根据温度信息控制模具的冷却包括:提取各监测区域的温度信息并与设定温度进行比较;
如果大于设定温度,延长待检测区域的冷却通路时间;
如果小于设定温度,减小待检测区域的冷却通路时间。
9.根据权利要求8所述的热平衡管理方法,其特征在于,存储模具的CAD图像、红外热成像图、监测区域的温度信息及对比结果。
10.一种热平衡管理系统,其特征在于,包括存储模块、拍摄模块、水冷控制模块和处理模块;
所述存储模块、所述拍摄模块和所述水冷控制模块均与所述处理模块连接。
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