[发明专利]一种复杂金属构件差压铸造成型用非线性加压控制系统

说明书

一种复杂金属构件差压铸造成型用非线性加压控制系统，属于差压铸造成型领域，解决了现有差压铸造工艺因采用线性加压方式而导致复杂金属构件成型质量差的问题。所述非线性加压控制系统：电磁阀网络设置在上压力筒与充放气装置之间的气道上，或者设置在下压力筒与充放气装置之间的气道上。电磁阀控制单元用于调节电磁阀网络的通流能力。压差传感单元实时检测上压力筒内部与下压力筒内部的气压差，并将检测到的气压差值发送至主控单元。预设有根据复杂金属构件结构生成的理论非线性加压曲线的主控单元、电磁阀控制单元、电磁阀网络和压差传感单元构成闭环控制系统，用于使上压力筒与下压力筒之间的实际压差曲线与所述理论非线性加压曲线相吻合。

技术领域

本发明涉及一种非线性加压控制系统，属于差压铸造成型领域。

背景技术

当采用差压铸造工艺成型复杂金属构件时，由于复杂金属构件在结构上厚薄不均匀，为了使充型液面始终保持平稳，就要求差压铸造设备在充型时要根据复杂金属构件的结构来随时调节加压压强，进而改变金属液的充型速率。然而，现有差压铸造工艺通常通过固有经验和粗略计算给出一个线性加压曲线，并根据该线性加压曲线改变充型速率。这种加压方式在复杂金属构件的结构突变处无法实时改变金属液的充型速率。除此之外，这种加压方式的控制精度不足，无法保证充型的平稳。更为严重的是，当粗略计算的误差过大时，前一加压阶段的误差会累加到后一加压阶段，当误差累积过多时，金属液无法充满铸型的型腔，进而导致成型的失败。

发明内容

本发明为解决现有差压铸造工艺因采用线性加压方式而导致复杂金属构件成型质量差的问题，提出了一种复杂金属构件差压铸造成型用非线性加压控制系统。

本发明所述的复杂金属构件差压铸造成型用非线性加压控制系统与差压铸造设备配合使用，差压铸造设备包括上压力筒和下压力筒；

所述非线性加压控制系统包括主控单元、电磁阀控制单元、电磁阀网络和压差传感单元；

电磁阀网络包括多个彼此并联的电磁阀子网络，每个电磁阀子网络均包括多个彼此并联的电磁阀；

当对复杂金属构件进行增压法差压铸造成型时，电磁阀网络设置在下压力筒与充放气装置之间的气道上；

当对复杂金属构件进行减压法差压铸造成型时，电磁阀网络设置在上压力筒与充放气装置之间的气道上；

电磁阀控制单元用于调节电磁阀网络的通流能力；

压差传感单元用于在复杂金属构件差压铸造成型的过程中，实时检测上压力筒内部与下压力筒内部的气压差，并将检测到的气压差值发送至主控单元；

主控单元内预设有根据复杂金属构件形状生成的理论非线性加压曲线；

主控单元、电磁阀控制单元、电磁阀网络和压差传感单元构成闭环控制系统，用于使上压力筒与下压力筒之间的实际压差曲线与所述理论非线性加压曲线相吻合。

作为优选的是，电磁阀网络通过第一主电磁阀与充放气装置相连通，通过第二主电磁阀与上压力筒或下压力筒相连通；

电磁阀控制单元还用于调节第一主电磁阀和第二主电磁阀的开度。

作为优选的是，所述理论非线性加压曲线的生成方法包括：

步骤一、根据复杂金属构件的形状计算其对应的每个充型液面的充型速率；

步骤二、根据全部充型液面的充型速率生成理论非线性加压曲线。

作为优选的是，所述闭环控制系统为PID控制系统。

作为优选的是，所述闭环控制系统还用于在复杂金属构件差压铸造成型后对复杂金属构件进行保压。