压力铸造自动浇注系统最佳程序控制研究
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
尼 系数 为 ＝ Ｏ ． ７ ４ ．
！ 盟
（ ｔ ）：ｃ
２ ． ２ 浇注 过 程 倾斜 式 铁 水 包 自动 浇 注 系统 的 浇注 过程 如 图３
所示。
在 等式（ ５ ） 和（ ６ ） 中 ，参 数ｖ ｓ 、Ａ和Ｌ ｆ 因铁水 包 的 形 状 不 同 而 不 同 。 流 速 系数 是通 过 将 模拟 实验 与
实 际实 验 的数 据 相 对 照 得 出 。通 过 这 个 方 式 得 wenku.baidu.com
的 流速 系数 为 Ｃ ＝ ０ ． ７ ５ 。在 图２ 中 ，流 出液体 的 重量 是 通 过 负荷 传 感 器 来 测 量 的 ， 因此 ，流 速 ｑ ｃ 可 以 被 转化 为 流 出液 体 的重量 Ｗ，在这 个转 化 中 ，系数 ｋ 为 铁 的密 度 Ｋ ＝ ７ ×１ ０ Ｋ ｇ ／ ｍ３ 。
来 测 量 ，比例 控 制 器 被 应 用到 反 馈 控 制 器 中 。在 本 文 中，从 输 入 电压 到 倾 斜 角度 的 电机 模 型 被 看 作 是带 有 集成器 的 一阶 惯性 系统“ 。带 有位 置 反馈
系统 的电机 闭环 系统 可 以通过 下述 公 式来描 述 ：
都 能独 立 地 移动 。铁 水 包 中液 体 的重 量 通 过 一 个 负 荷 传 感器 来 衡 量 。程 序 控 制 的命 令 是 用 一 个 可
铷ｌ
匐 似
压 力铸造 自动浇注系统最佳 程序控制研究
Ｓｅｑｕ ｅｎｃｅ ｃｏｎｔ ｒ ｏｌ ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａｔ ｉ ｏｎ ｆ ｏｒ ａｕ ｔ ｏｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ｏｕ￣ｎ ｇ ｓｙ ｓ ｔ ｅｍ ｉ ｎ ｐｒ ｅ ｓｓ ｃａｓ ｔ ｉ ｎｇ ｐｒ ｏｃ ｅｓ ｓ
但其 参 数 的确 定却 需 要 大 量 实 验 进 行 尝试 性 的 实 验 才 能 获得 ，本 文 提 出 了一 种 系统 的 参数 优化 方
法能 解决 这一 问题 。
控制 溶化 金 属的 飞溅是 非 常有必 要 的。如 果从 铁水
包 中流 出的液 体 的体积 超过 一定 量 ，那 么产 品的产
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ （Ｅ） ． １ ７
０ 引言
在 压 力 铸 造 过 程 中 ，准 确 快 速 地 浇 入 模 型 并
编程 逻 辑 控制 器 来 实 现 的 。传 统 程 序 控 制 的流 程 中 ，流 速控 制 的两 步 法 能 控 制 溶 化 金 属 的飞 溅 ，
对浇注过程进行建模，然后对自动浇铸过程中的序列控制进行了分析 ，为了控制浇注熔化金 属的飞溅 ， 利用两步流 速浇注方案来对程序控 制参 数进行优化 ，最后通过 模拟试验和工厂实 际
试验对系统的有效性进行 了验证 。
关键词 ： 程序控制 ； 自动浇注系统；参数优化
中图分类号 ：Ｔ Ｐ２ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ａ ） ｏ ３ （ 上） －０ ０ ５ ６ －０ ３
赵亮 培’ ，崔 文琪 ’ ，王元华
ＺＨＡ０ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ － ｐ ｅｉ ’ ， ＣＵ ｌ Ｗｅ ｎ ． ｑ ｉ ’ ，Ｖ ＮＧ Ｙｕ ａｎ ． ｈ ｕ ａ
（ １ ． 莱芜职业技术学 院，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ；２ ． 莱芜 钢铁 集团有 限公 司，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ） 摘 要 ：本文提出了对倾斜式铁水包自动浇注系统的最优化程序 控制。首 先利用质 量守恒和伯努 力定律
动 力可 以通 过 滚珠 丝杠 机 制 来 放 大 ，并 且 每 个 轴
２ ． １ 电机 系统 在 图２ 中 ，Ｐ 是 包括 有位 置 反 馈控 制 系统 的电
机 系统 。参 考 的 倾斜 角度 被 输 入 到 了 电机 系统 之 中 ，然 后 铁 水 包 的 实 际倾 斜 角度 可 以通 过 编 码 器
所示 。
浇 注部 分的过 程控 制要 求就非 常严格 。
１ 自动浇 注系统
在这 项研 究 中用到 的实 验装 置如 图 １ 所示 。
图２ 自动 浇注 系统 程 序 控 制 框 图
图１ 自动 浇 注 系 统
通 过 一 个交 流 伺服 电机 ，铁水 包 能 在Ｔ 轴上 倾 斜 ，也 可 以 在Ｙ和 Ｚ 轴上 作 移 动 ，其 旋 转 角 度通 过 安 装 在 交流 伺 服 电机 中 的编 码 器 来 测 量 ， 电机 驱 动 力 可 以通 过 减 小 传 动 比来 放 大 。每 个 马 达 的 驱
＋“
．
， 蚪
一
（ １ ）
、
ｌ ｊ ｒ ： ａ ｖ ｒ （ Ｏ＝． － ｃ
一
） ∞（ ｔ ） ） ） 皿ｂ （ ５ ） （ ６ ）
其 中， ￣ｅ ｒ ａ ｄ ／ ｓ 为 角频 率 ， 薯 为 阻 尼 系数 。这 些 参 数 的确 定 是 通 过 将 模 拟 运 算 中 的倾 斜 角 度 值 与 实 验 中的 倾 斜 角 度 值 对 照 后 完 成 的 。通 过 上 述 的 定义 ， 角频 率 最 后得 到 的 数 值 为∞。 ＝ １ １ ． ６ ８ ｒ ａ ｄ ／ ｓ ， 阻
率会 降 低 。如果 在浇 注过 程 中熔 化 金属飞 溅到 模型
表面 会使 得 上下 型之 间产 生空 隙，从 而导 致铸 造缺 陷 。因此相 对 于传 统 的浇注 过程 ，在压铸 过 程 中对
２ 自动浇 注系统 的建模
具 有程 序控 制 的 自动 浇 注 系统 的框 架 图 如 图２
戢稿日疆：２ ０ １ ２ －Ｉ １ － ２ ０ 作者简介：赵亮培 （ １ ９ ７ ０一），男，山东莱芜人 ，副教授 ，学士 ，研究方 向为机 电工程 。
［ ５ ６ １ 第３ ５ 卷
第３ 期
２ ０ １ ３ — ０ ３ （ 上）
务ｌ 生 匐 似
Ｐ ‘ － 墅ｌ 上 ：一
一
！ 盟
（ ｔ ）：ｃ
２ ． ２ 浇注 过 程 倾斜 式 铁 水 包 自动 浇 注 系统 的 浇注 过程 如 图３
所示。
在 等式（ ５ ） 和（ ６ ） 中 ，参 数ｖ ｓ 、Ａ和Ｌ ｆ 因铁水 包 的 形 状 不 同 而 不 同 。 流 速 系数 是通 过 将 模拟 实验 与
实 际实 验 的数 据 相 对 照 得 出 。通 过 这 个 方 式 得 wenku.baidu.com
的 流速 系数 为 Ｃ ＝ ０ ． ７ ５ 。在 图２ 中 ，流 出液体 的 重量 是 通 过 负荷 传 感 器 来 测 量 的 ， 因此 ，流 速 ｑ ｃ 可 以 被 转化 为 流 出液 体 的重量 Ｗ，在这 个转 化 中 ，系数 ｋ 为 铁 的密 度 Ｋ ＝ ７ ×１ ０ Ｋ ｇ ／ ｍ３ 。
来 测 量 ，比例 控 制 器 被 应 用到 反 馈 控 制 器 中 。在 本 文 中，从 输 入 电压 到 倾 斜 角度 的 电机 模 型 被 看 作 是带 有 集成器 的 一阶 惯性 系统“ 。带 有位 置 反馈
系统 的电机 闭环 系统 可 以通过 下述 公 式来描 述 ：
都 能独 立 地 移动 。铁 水 包 中液 体 的重 量 通 过 一 个 负 荷 传 感器 来 衡 量 。程 序 控 制 的命 令 是 用 一 个 可
铷ｌ
匐 似
压 力铸造 自动浇注系统最佳 程序控制研究
Ｓｅｑｕ ｅｎｃｅ ｃｏｎｔ ｒ ｏｌ ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａｔ ｉ ｏｎ ｆ ｏｒ ａｕ ｔ ｏｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ｏｕ￣ｎ ｇ ｓｙ ｓ ｔ ｅｍ ｉ ｎ ｐｒ ｅ ｓｓ ｃａｓ ｔ ｉ ｎｇ ｐｒ ｏｃ ｅｓ ｓ
但其 参 数 的确 定却 需 要 大 量 实 验 进 行 尝试 性 的 实 验 才 能 获得 ，本 文 提 出 了一 种 系统 的 参数 优化 方
法能 解决 这一 问题 。
控制 溶化 金 属的 飞溅是 非 常有必 要 的。如 果从 铁水
包 中流 出的液 体 的体积 超过 一定 量 ，那 么产 品的产
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ （Ｅ） ． １ ７
０ 引言
在 压 力 铸 造 过 程 中 ，准 确 快 速 地 浇 入 模 型 并
编程 逻 辑 控制 器 来 实 现 的 。传 统 程 序 控 制 的流 程 中 ，流 速控 制 的两 步 法 能 控 制 溶 化 金 属 的飞 溅 ，
对浇注过程进行建模，然后对自动浇铸过程中的序列控制进行了分析 ，为了控制浇注熔化金 属的飞溅 ， 利用两步流 速浇注方案来对程序控 制参 数进行优化 ，最后通过 模拟试验和工厂实 际
试验对系统的有效性进行 了验证 。
关键词 ： 程序控制 ； 自动浇注系统；参数优化
中图分类号 ：Ｔ Ｐ２ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ａ ） ｏ ３ （ 上） －０ ０ ５ ６ －０ ３
赵亮 培’ ，崔 文琪 ’ ，王元华
ＺＨＡ０ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ － ｐ ｅｉ ’ ， ＣＵ ｌ Ｗｅ ｎ ． ｑ ｉ ’ ，Ｖ ＮＧ Ｙｕ ａｎ ． ｈ ｕ ａ
（ １ ． 莱芜职业技术学 院，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ；２ ． 莱芜 钢铁 集团有 限公 司，山东 ２ ７ １ １ ０ ０ ） 摘 要 ：本文提出了对倾斜式铁水包自动浇注系统的最优化程序 控制。首 先利用质 量守恒和伯努 力定律
动 力可 以通 过 滚珠 丝杠 机 制 来 放 大 ，并 且 每 个 轴
２ ． １ 电机 系统 在 图２ 中 ，Ｐ 是 包括 有位 置 反 馈控 制 系统 的电
机 系统 。参 考 的 倾斜 角度 被 输 入 到 了 电机 系统 之 中 ，然 后 铁 水 包 的 实 际倾 斜 角度 可 以通 过 编 码 器
所示 。
浇 注部 分的过 程控 制要 求就非 常严格 。
１ 自动浇 注系统
在这 项研 究 中用到 的实 验装 置如 图 １ 所示 。
图２ 自动 浇注 系统 程 序 控 制 框 图
图１ 自动 浇 注 系 统
通 过 一 个交 流 伺服 电机 ，铁水 包 能 在Ｔ 轴上 倾 斜 ，也 可 以 在Ｙ和 Ｚ 轴上 作 移 动 ，其 旋 转 角 度通 过 安 装 在 交流 伺 服 电机 中 的编 码 器 来 测 量 ， 电机 驱 动 力 可 以通 过 减 小 传 动 比来 放 大 。每 个 马 达 的 驱
＋“
．
， 蚪
一
（ １ ）
、
ｌ ｊ ｒ ： ａ ｖ ｒ （ Ｏ＝． － ｃ
一
） ∞（ ｔ ） ） ） 皿ｂ （ ５ ） （ ６ ）
其 中， ￣ｅ ｒ ａ ｄ ／ ｓ 为 角频 率 ， 薯 为 阻 尼 系数 。这 些 参 数 的确 定 是 通 过 将 模 拟 运 算 中 的倾 斜 角 度 值 与 实 验 中的 倾 斜 角 度 值 对 照 后 完 成 的 。通 过 上 述 的 定义 ， 角频 率 最 后得 到 的 数 值 为∞。 ＝ １ １ ． ６ ８ ｒ ａ ｄ ／ ｓ ， 阻
率会 降 低 。如果 在浇 注过 程 中熔 化 金属飞 溅到 模型
表面 会使 得 上下 型之 间产 生空 隙，从 而导 致铸 造缺 陷 。因此相 对 于传 统 的浇注 过程 ，在压铸 过 程 中对
２ 自动浇 注系统 的建模
具 有程 序控 制 的 自动 浇 注 系统 的框 架 图 如 图２
戢稿日疆：２ ０ １ ２ －Ｉ １ － ２ ０ 作者简介：赵亮培 （ １ ９ ７ ０一），男，山东莱芜人 ，副教授 ，学士 ，研究方 向为机 电工程 。
［ ５ ６ １ 第３ ５ 卷
第３ 期
２ ０ １ ３ — ０ ３ （ 上）
务ｌ 生 匐 似
Ｐ ‘ － 墅ｌ 上 ：一
一