CN114791747B - 一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统 - Google Patents
一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及精密铸造技术领域，用于解决现有的蜡液制膏工艺蜡液冷却慢，蜡膏成型时间久，搅拌过程由人工操作，浪费人力，蜡膏搅拌的不够均匀，生产效率低，而且长时间保温浪费电能，生产成本高的问题，具体涉及一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，包括数据采集模块、制膏控制模块、参数存储模块、温度控制模块以及转速控制模块；该制膏控制系统通过智能化控制提高了制膏工艺中蜡膏的生产效率，智能控制机械搅拌保证了蜡膏的均匀度以及品质，而且电能消耗低，有效的降低了蜡膏的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，具体涉及一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统。
背景技术
精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。其中较为常用的是熔模铸造：首先选用适宜的熔模材料制造熔模，之后在熔模上重复沾涂料与撒砂工序，硬化型壳及干燥，再将内部的熔模溶化掉，获得型腔，之后焙烧型壳以获得足够的强度，烧掉残余的熔模材料，浇注所需要的金属材料，脱壳后清砂，从而获得高精度的成品，最后根据产品需要或进行热处理与冷加工。
为保证蜡模的精度要求,同时还要减少蜡模的冷却时间,所以需要将过滤后的蜡液冷却至膏状,再投入生产灌入射蜡机进行射蜡。传统的蜡液制膏工艺采用静置的方法,即将过滤后的蜡液置于容器中静置,使蜡液冷却至膏状,同时还要使容器保温,并不时对蜡膏进行搅拌,以使蜡保持膏状，再将蜡膏添入射蜡机进行蜡模生产。
传统的蜡液制膏工艺蜡液冷却慢，蜡膏成型时间久，搅拌过程由人工操作，浪费人力，蜡膏搅拌的不够均匀，生产效率低，而且长时间保温浪费电能，生产成本高，因此，亟需一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统：通过参数存储模块根据历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值时的实温值，经过分析得到膏温值，并将膏温值发送至数据采集模块，数据采集模块经过分析得到浮温值、蜡压值以及环温值，并将其发送至制膏控制模块，制膏控制模块根据接收的浮温值、蜡压值以及环温值分析得到选控挡，转速控制模块根据选控挡和转速控制指令控制蜡液制膏设备的搅拌速率，温度控制模块根据接收到的实温值和温度控制指令控制蜡液制膏设备的温度，解决了现有的蜡液制膏工艺蜡液冷却慢，蜡膏成型时间久，搅拌过程由人工操作，浪费人力，蜡膏搅拌的不够均匀，生产效率低，而且长时间保温浪费电能，生产成本高的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，包括制膏控制模块、温度控制模块以及转速控制模块；
制膏控制模块，用于根据接收的浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht分析得到选控挡，并将选控挡发送至转速控制模块，还用于接收到的实粘值Sn生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块，具体过程如下：
步骤一：启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤二：接收到数据采集模块反馈的浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht将其进行归一化处理，代入公式得到调控值TK，其中q1、q2、q3均为预设权重系数，其中q2＞q1＞q3＞1；
步骤三：将调控档标记为TKi，i=1、……、n，n为正整数，设定每个调控档TKi对应一个判定区间[Pm，Pm+1)，Pm＜Pm+1；
步骤四：将调控值TK与判定区间[Pm，Pm+1)进行匹配，若TK∈[Pm，Pm+1)，则将判定区间[Pm，Pm+1)所对应的调控档TKi标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤五：将数据采集模块反馈的实粘值Sn与预设粘度值Yn进行比对，当实粘值Sn=预设粘度值Yn时，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
转速控制模块，用于根据接收到的选控挡和转速控制指令控制蜡液制膏设备的搅拌速率；
温度控制模块，用于根据接收到的实温值和温度控制指令控制蜡液制膏设备的温度。
作为本发明进一步的方案：还包括数据采集模块，用于获取浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht，并将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
具体过程如下：
采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值St、蜡压值Ly以及环温值Ht；
接收到膏温值Gt后求取膏温值Gt和实温值St的差值，得到浮温值Ft，将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块。
作为本发明进一步的方案：还包括参数存储模块，用于存储历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的实温值St，经过分析得到膏温值Gt，并将膏温值Gt发送至数据采集模块，具体过程如下：
接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的若干组实温值St，选取出现次数最多的实温值St标记为膏温值Gt，若出现次数最多的实温值St不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值Gt，将膏温值Gt发送至数据采集模块。
作为本发明进一步的方案：所述制膏控制系统的工作过程如下：
步骤S1：蜡液加入至蜡液制膏设备的内腔中，待蜡液加入完毕，启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤S2：数据采集模块接收到数据采集指令后采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值St、蜡压值Ly以及环温值Ht；
步骤S3：参数存储模块接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的若干组实温值St，选取出现次数最多的实温值St标记为膏温值Gt，若出现次数最多的实温值St不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值Gt，将膏温值Gt发送至数据采集模块；
步骤S4：数据采集模块接收到膏温值Gt后求取膏温值Gt和实温值St的差值，得到浮温值Ft，将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
步骤S5：制膏控制模块接收到浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht将其进行归一化处理，代入公式得到调控值TK，其中q1、q2、q3均为预设权重系数，其中q2＞q1＞q3＞1；
步骤S6：制膏控制模块包含若干个用于调节蜡液制膏设备搅拌轴转速的调控档，将调控档标记为TKi，i=1、……、n，n为正整数，设定每个调控档TKi对应一个判定区间[Pm，Pm+1)，Pm＜Pm+1；
步骤S7：制膏控制模块将调控值TK与判定区间[Pm，Pm+1)进行匹配，若TK∈[Pm，Pm+1)，则将判定区间[Pm，Pm+1)所对应的调控档TKi标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤S8：转速控制模块接收到选控挡和转速控制指令后，根据选控挡调节搅拌轴的转速；
步骤S9：数据采集模块接收到粘度采集指令后对蜡液的粘度进行实时采集，将单位时间内采集的粘度值的平均值标记为实粘值Sn，并将实粘值Sn发送至制膏控制模块；
步骤S10：制膏控制模块接收到实粘值Sn将其与预设粘度值Yn进行比对，当实粘值Sn=预设粘度值Yn时，蜡膏成型，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
步骤S11：数据采集模块接收到温度控制指令后将实温值St发送至温度控制模块和参数存储模块；
步骤S12：温度控制模块接收到温度控制指令和实温值St后根据实温值St设定蜡液制膏设备的内腔温度，实现对蜡膏的恒温保温处理；
步骤S13：参数存储模块接收到实温值St后对膏温值Gt进行更新。
作为本发明进一步的方案：蜡液制膏设备包括搅拌轴、粘度计、压力传感器以及温度传感器，搅拌轴用于对蜡液进行搅拌，粘度计用于对蜡液的粘度进行检测，压力传感器用于检测蜡液对制膏设备内腔底部的压力，温度传感器用于对蜡液温度的检测。
本发明的有益效果：
本发明的一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，通过参数存储模块根据历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值时的实温值，经过分析得到膏温值，并将膏温值发送至数据采集模块，数据采集模块经过分析得到浮温值、蜡压值以及环温值，并将其发送至制膏控制模块，制膏控制模块根据接收的浮温值、蜡压值以及环温值分析得到选控挡，转速控制模块根据选控挡和转速控制指令控制蜡液制膏设备的搅拌速率，温度控制模块根据接收到的实温值和温度控制指令控制蜡液制膏设备的温度；该制膏控制系统能够智能化控制蜡液制膏设备的搅拌速率，从而使得蜡液快速的降温，从而形成膏状，达到预设粘度即为蜡膏，此时搅拌速率降低维持蜡膏持续保持膏状即可，电能消耗低，且蜡膏成型时智能化控制制膏设备的温度进一步控制蜡膏持续保持膏状，从而制备得到的蜡膏品质高，同时只在蜡膏成型后对蜡膏进行保温处理，降低电能消耗，而且前期提高了冷却效率，后期保证了蜡膏品质；该制膏控制系统通过智能化控制提高了制膏工艺中蜡膏的生产效率，智能控制机械搅拌保证了蜡膏的均匀度以及品质，而且电能消耗低，有效的降低了蜡膏的生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1所示，本实施例为一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，包括数据采集模块、制膏控制模块、参数存储模块、温度控制模块以及转速控制模块；
数据采集模块，用于获取浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht，并将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
具体过程如下：
采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值St、蜡压值Ly以及环温值Ht；
接收到膏温值Gt后求取膏温值Gt和实温值St的差值，得到浮温值Ft，将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
制膏控制模块，用于根据接收的浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht分析得到选控挡，并将选控挡发送至转速控制模块，还用于接收到的实粘值Sn生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块，具体过程如下：
步骤一：启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤二：接收到数据采集模块反馈的浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht将其进行归一化处理，代入公式得到调控值TK，其中q1、q2、q3均为预设权重系数，其中q2＞q1＞q3＞1，取q1=2.147，q2=2.858，q3=1.762；
步骤三：将调控档标记为TKi，i=1、……、n，n为正整数，设定每个调控档TKi对应一个判定区间[Pm，Pm+1)，Pm＜Pm+1；
步骤四：将调控值TK与判定区间[Pm，Pm+1)进行匹配，若TK∈[Pm，Pm+1)，则将判定区间[Pm，Pm+1)所对应的调控档TKi标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤五：将数据采集模块反馈的实粘值Sn与预设粘度值Yn进行比对，当实粘值Sn=预设粘度值Yn时，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
参数存储模块，用于存储历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的实温值St，经过分析得到膏温值Gt，并将膏温值Gt发送至数据采集模块，具体过程如下：
接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的若干组实温值St，选取出现次数最多的实温值St标记为膏温值Gt，若出现次数最多的实温值St不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值Gt，将膏温值Gt发送至数据采集模块；
转速控制模块，用于根据接收到的选控挡和转速控制指令控制蜡液制膏设备的搅拌速率，具体过程如下：
接收到选控挡和转速控制指令后，根据选控挡调节搅拌轴的转速，从而实现对蜡液制膏设备的搅拌速率的控制；
温度控制模块，用于根据接收到的实温值和温度控制指令控制蜡液制膏设备的温度，具体过程如下：
接收到温度控制指令和实温值St后根据实温值St设定蜡液制膏设备的内腔温度，实现对蜡膏的恒温保温处理，从而实现对蜡液制膏设备的温度的控制。
实施例2：
请参阅图1所示，结合实施例1，本实施例为一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1：蜡液加入至蜡液制膏设备的内腔中，待蜡液加入完毕，启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤S2：数据采集模块接收到数据采集指令后采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值St、蜡压值Ly以及环温值Ht；
步骤S3：参数存储模块接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的若干组实温值St，选取出现次数最多的实温值St标记为膏温值Gt，若出现次数最多的实温值St不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值Gt，将膏温值Gt发送至数据采集模块；
步骤S4：数据采集模块接收到膏温值Gt后求取膏温值Gt和实温值St的差值，得到浮温值Ft，将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
步骤S5：制膏控制模块接收到浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht将其进行归一化处理，代入公式得到调控值TK，其中q1、q2、q3均为预设权重系数，其中q2＞q1＞q3＞1，取q1=2.147，q2=2.858，q3=1.762；
步骤S6：制膏控制模块包含若干个用于调节蜡液制膏设备搅拌轴转速的调控档，将调控档标记为TKi，i=1、……、n，n为正整数，设定每个调控档TKi对应一个判定区间[Pm，Pm+1)，Pm＜Pm+1；
步骤S7：制膏控制模块将调控值TK与判定区间[Pm，Pm+1)进行匹配，若TK∈[Pm，Pm+1)，则将判定区间[Pm，Pm+1)所对应的调控档TKi标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤S8：转速控制模块接收到选控挡和转速控制指令后，根据选控挡调节搅拌轴的转速；
步骤S9：数据采集模块接收到粘度采集指令后对蜡液的粘度进行实时采集，将单位时间内采集的粘度值的平均值标记为实粘值Sn，并将实粘值Sn发送至制膏控制模块；
步骤S10：制膏控制模块接收到实粘值Sn将其与预设粘度值Yn进行比对，当实粘值Sn=预设粘度值Yn时，蜡膏成型，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
步骤S11：数据采集模块接收到温度控制指令后将实温值St发送至温度控制模块和参数存储模块；
步骤S12：温度控制模块接收到温度控制指令和实温值St后根据实温值St设定蜡液制膏设备的内腔温度，实现对蜡膏的恒温保温处理；
步骤S13：参数存储模块接收到实温值St后对膏温值Gt进行更新。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，其特征在于，包括制膏控制模块、温度控制模块以及转速控制模块；
制膏控制模块，用于根据接收的浮温值、蜡压值以及环温值分析得到选控挡，并将选控挡发送至转速控制模块，还用于接收到的实粘值生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块，具体过程如下：
步骤一：启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤二：接收到数据采集模块反馈的浮温值、蜡压值以及环温值将其进行归一化处理，得到调控值；
步骤三：设定每个调控档对应一个判定区间；
步骤四：将调控值与判定区间进行匹配，则将匹配成功的判定区间所对应的调控档标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤五：将数据采集模块反馈的实粘值与预设粘度值进行比对，当实粘值=预设粘度值时，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
转速控制模块，用于根据接收到的选控挡和转速控制指令控制蜡液制膏设备的搅拌速率；
温度控制模块，用于根据接收到的实温值和温度控制指令控制蜡液制膏设备的温度；
还包括数据采集模块，用于获取浮温值、蜡压值以及环温值，并将浮温值、蜡压值以及环温值发送至制膏控制模块；
具体过程如下：
采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值、蜡压值以及环温值；
接收到膏温值后求取膏温值和实温值的差值，得到浮温值，将浮温值、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
所述制膏控制系统的工作过程如下：
步骤S1：蜡液加入至蜡液制膏设备的内腔中，待蜡液加入完毕，启动制膏控制模块，制膏控制模块生成数据采集指令和参数采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集模块、将参数采集指令发送至参数存储模块；
步骤S2：数据采集模块接收到数据采集指令后采集蜡液的实时温度、蜡液对制膏设备的内腔底部的压力以及环境温度，并将其依次标记为实温值St、蜡压值Ly以及环温值Ht；
步骤S3：参数存储模块接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值Yn时的若干组实温值St，选取出现次数最多的实温值St标记为膏温值Gt，若出现次数最多的实温值St不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值Gt，将膏温值Gt发送至数据采集模块；
步骤S4：数据采集模块接收到膏温值Gt后求取膏温值Gt和实温值St的差值，得到浮温值Ft，将浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht发送至制膏控制模块；
步骤S5：制膏控制模块接收到浮温值Ft、蜡压值Ly以及环温值Ht将其进行归一化处理，代入公式得到调控值TK，其中q1、q2、q3均为预设权重系数，其中q2＞q1＞q3＞1；
步骤S6：制膏控制模块包含若干个用于调节蜡液制膏设备搅拌轴转速的调控档，将调控档标记为TKi，i=1、……、n，n为正整数，设定每个调控档TKi对应一个判定区间[Pm，Pm+1)，Pm＜Pm+1；
步骤S7：制膏控制模块将调控值TK与判定区间[Pm，Pm+1)进行匹配，若TK∈[Pm，Pm+1)，则将判定区间[Pm，Pm+1)所对应的调控档TKi标记为选控挡，同时生成转速控制指令与粘度采集指令，将选控挡和转速控制指令发送至转速控制模块，将粘度采集指令发送至数据采集模块；
步骤S8：转速控制模块接收到选控挡和转速控制指令后，根据选控挡调节搅拌轴的转速；
步骤S9：数据采集模块接收到粘度采集指令后对蜡液的粘度进行实时采集，将单位时间内采集的粘度值的平均值标记为实粘值Sn，并将实粘值Sn发送至制膏控制模块；
步骤S10：制膏控制模块接收到实粘值Sn将其与预设粘度值Yn进行比对，当实粘值Sn=预设粘度值Yn时，蜡膏成型，生成温度控制指令，并将温度控制指令发送至温度控制模块和数据采集模块；
步骤S11：数据采集模块接收到温度控制指令后将实温值St发送至温度控制模块和参数存储模块；
步骤S12：温度控制模块接收到温度控制指令和实温值St后根据实温值St设定蜡液制膏设备的内腔温度，实现对蜡膏的恒温保温处理；
步骤S13：参数存储模块接收到实温值St后对膏温值Gt进行更新。
2.根据权利要求1所述的一种用于厚壁件射蜡机的制膏控制系统，其特征在于，还包括参数存储模块，用于存储历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值时的实温值，经过分析得到膏温值，并将膏温值发送至数据采集模块，具体过程如下：
接收到参数采集指令后统计历史制膏过程中蜡液达到预设粘度值时的若干组实温值，选取出现次数最多的实温值标记为膏温值，若出现次数最多的实温值不止一个，则求和取平均值并将其标记为膏温值，将膏温值发送至数据采集模块。
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