制芯固化方法、系统及设备与流程

本发明实施例涉及制芯技术，尤其涉及一种制芯固化方法、系统及设备。

背景技术

制芯机是射芯机与壳芯机的统称，是采用热芯盒工艺制做覆膜砂壳芯的设备，用于生产出供浇铸用的砂芯，其中，砂芯是用于形成铸件中的腔体结构。制芯机需要同时完成填砂以及紧实的工作，并立即在热的芯盒中硬化，目前广泛应用于铸造机械业中。

现有的制芯机在生产固化过程中，可以通过设定加热器温度和固化时间实现生产，如果吹出的固化温度或固化压力未达到需求，会影响产品固化效果及产品质量。其中，固化控制中涉及的常规工艺参数包括有加热器温度、固化压力、固化时间、净化时间。

但这些常规工艺参数只能通过技术人员通过人机交互界面设定。通常来说，技术人员根据经验对上述参数进行设定，若加热的温度固定，会造成能源浪费；若固化时间固定，会降低生产效率。而且，在制芯固化的过程中，其影响因素(环境、砂子、模具温度)会随环境、季节变化，导致难以针对性的调整各项参数，难以保证产品质量。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种制芯固化方法、系统及设备，可以在制芯固化过程中增加过程监控，实现反馈调节控制，减少制芯固化过程中的人工成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种制芯固化方法，包括：

采集芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力以及当前固化时间长度，作为过程数据；

根据所述过程数据不断更新制芯固化调整参数，并根据更新后的制芯固化调整参数调整制芯固化操作。

第二方面，本发明实施例还提供了一种制芯固化系统，应用本发明实施例中所述的方法，包括：

过程数据采集模块，用于采集芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力、以及固化时间长度，作为过程数据；

制芯固化调整参数确定模块，用于根据所述过程数据不断更新制芯固化调整参数，并根据更新后的制芯固化调整参数调整制芯固化操作。

第三方面，本发明实施例还提供了一种制芯固化设备，包括如本发明实施例所述的制芯固化系统。

本发明实施例通过监控并根据制芯固化过程中的温度、压力和当前固化时间长度，不断更新制芯固化调整参数，以此来调整制芯固化操作，解决了制芯固化参数只能通过技术人员通过人机交互界面设定调整参数的问题，实现根据制芯固化过程中的数据进行反馈控制制芯固化操作，减少人工设定参数造成的误差，同时减少制芯固化过程中的人工成本，提高制芯固化操作的灵活性，同时提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种制芯固化方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种制芯固化系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种制芯固化设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种制芯固化方法的流程图，本实施例可适用于制芯机的制芯过程，该方法可以由本发明实施例提供的制芯固化系统来执行，该系统可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在计算机设备中，例如，pc机等。

具体的，制芯机是采用芯盒工艺制做覆膜砂芯的设备，其中，砂芯的作用是用来形成铸件中的腔体。制芯机需要向芯盒中填充砂子，并在设定温度和设定压力下使芯盒中的砂子固化，形成砂芯。具体可以选择使用气态催化剂使芯盒中的砂子固化，即吹气固化工艺，该工艺必须在一定的时间内，在设定的温度、压力条件下，使催化剂“雾化”，并能到达和均布整个芯盒内，使型腔中的砂粒和树脂之间形成粘结力并固化成型。

如图1所示，本实施例的方法具体包括：

s110，采集芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力以及当前固化时间长度，作为过程数据。

在本实施例中，芯盒内部的温度可以是用于使芯盒内砂子固化的温度，其中，芯盒内部有三种介质温度，具体是，模具温度、砂温和气体温度。在本实施例中，芯盒内部的温度具体是指砂温或者气体温度，其中，砂温和气体温度可以直接进行调整，例如可以通过加热输入气体，并将带有热度的输入气体输送到芯盒内部，使芯盒内气体温度和砂温上升。其中，砂温的采集频率小于气体温度的采集频率。吹气管路通道内的压力可以是用于使芯盒内砂子固化的压力，当前固化时间长度可以是指固化的持续时间。在固化过程中，芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力以及当前固化时间长度等数据会不断改变，从而可以将其作为固化操作中的过程数据，用于后续调整固化操作中涉及的参数，使砂芯的固化操作更加灵活准确。由于固化工艺对时间、温度、压力要求较高，需要在固化过程中不断的根据实时数据，调整固化过程中涉及的各个设备的操作。

可选的，可以预先设置多个时间点作为设定时间点，在该设定时间点处采集芯盒内部的温度和吹气管路通道内的压力。或者，还可以连续采集从加热器开始加热到设定时间点的持续时间内的芯盒内部的温度，取该段持续时间内的温度的平均值作为设定时间点处的芯盒内部的温度；同时可以连续采集从气体发生器开始工作到设定时间点的持续时间内的吹气管路通道内的压力，取该段持续时间内的压力的平均值作为设定时间点处的吹气管路通道内的压力。

同时，将开始固化操作到设定时间点的持续时间作为当前固化时间长度，具体可以是，在当芯盒内部的温度大于预设起始温度时，开始计时，并将开始计时的系统时刻作为第一时刻；当系统时刻到达预设时刻时，停止计时，并将停止计时的系统时刻作为第二时刻；统计第一时刻与第二时刻的时间间隔，得到当前固化时间长度。

其中，可以通过检测芯盒内部的温度是否大于预设起始温度，判断是否开始固化操作。将芯盒内部的温度大于预设温度时的时刻作为固化操作开始的时刻，并当系统时刻到达预设时刻时，将预设时刻到固化操作开始的时刻之间的时间间隔作为当前固化时间长度。

s120，根据所述过程数据不断更新制芯固化调整参数，并根据更新后的制芯固化调整参数调整制芯固化操作。

在本实施例中，可以根据采集的过程数据确定后续制芯固化过程中需要调整制芯固化参数。其中，过程数据包括芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力和当前固化时间长度，相应的，制芯固化调整参数包括温度调整参数、压力调整参数和固化时间调整参数，从而，可以分别确定温度调整参数、压力调整参数和固化时间调整参数，并对应调整用于控制芯盒内温度的加热器、用于控制芯盒内压力的气体发生器和用于控制固化操作的各个设备的工作持续时间。

例如，针对采集的芯盒内部的温度，根据过程数据更新制芯固化调整参数，包括：根据芯盒内部的温度及预设温度，确定偏差温度；根据偏差温度以及第一预设偏差温度，确定温度调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。

其中，可以设置多个时刻，并分别对应设置多个预设温度，针对每个时刻，以及与各时刻对应的预设温度，确定各时刻对应的偏差温度。第一预设偏差温度可以是从一个预先设定的偏差温度范围中选取的任意一个值，例如是该偏差温度范围的最大值。当偏差温度超过了第一预设偏差温度，也即，偏差温度在预设的偏差温度范围之外，确定芯盒内部的温度过高或过低，需要进行调整，并根据偏差温度与第一预设偏差温度，确定温度调整参数，作为更新后的制芯固化调整参数。

在一个具体的例子中，基于如下公式确定温度调整参数：

if(芯盒内部的温度>预设温度)

then芯盒内部的温度-预设温度＝偏差温度

if(偏差温度>第一预设偏差温度)

then偏差温度-第一预设偏差温度＝温度调整参数

endif

elseif(芯盒内部的温度<预设温度)

then预设温度-芯盒内部的温度＝偏差温度

if(偏差温度>第一预设偏差温度)

then偏差温度-第一预设偏差温度＝温度调整参数

endif

endif

又如，针对采集的吹气管路通道内的压力，根据过程数据更新制芯固化调整参数，包括：根据吹气管路通道内的压力及预设压力，确定偏差压力；根据偏差压力以及第一预设偏差压力，确定压力调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。其中，偏差压力和压力调整参数的确定方式与偏差温度和温度调整参数的确定方式相同。

需要说明的是，由于温度和压力在不同时间点处的标准值不同，从而需要针对性的在不同时间点设置与各个时间点对应的第一预设偏差温度和第一预设偏差压力。

又如，针对采集的当前固化时间长度，根据过程数据更新制芯固化调整参数，包括：根据当前固化时间长度及预设时间长度，确定偏差时间长度；根据偏差时间长度以及预设固化时间长度，确定固化时间调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。其中，偏差时间长度和固化时间调整参数的确定方式与偏差温度和温度调整参数的确定方式相同。

在一个具体的例子中，基于如下公式确定固化时间调整参数(固化时间调整参数可以以百分数形式表示)：

if(芯盒内部的温度>预设起始温度)

then获取当前固化时间长度

if(当前固化时间长度>预设时间长度)

then当前固化时间长度-预设时间长度＝偏差时间长度

固化时间调整参数＝(预设固化时间长度+偏差时间长度)*％

elseif(当前固化时间长度<预设时间长度)

then预设时间长度-当前固化时间长度＝偏差时间长度

固化时间调整参数＝(预设固化时间长度-偏差时间长度)*％

endif

endif

在上述实施例的基础上，可选的，在根据所述过程数据更新制芯固化调整参数之后，在根据更新后的制芯固化调整参数调整制芯固化操作之前，还包括：当更新温度调整参数时计算的偏差温度大于第二预设偏差温度，和\或更新压力调整参数时计算的偏差压力大于第二预设偏差压力时，确定制芯失败，停止制芯固化操作。

具体的，可以在监控芯盒内部的温度和吹气管路通道内的压力的过程中，通过判断温度和压力是否均符合制芯固化操作的要求，如果有任意一项不符合，则确定制芯固化操作最后制成的砂芯不合格，即制芯失败。通过在制芯固化的操作中对温度和压力进行监控，及时获取制芯固化操作中的芯盒状态，并在制芯固化操作失败时停止制芯过程，及时释放资源，避免只能在制芯固化过程结束后判断是否制芯成功，造成资源浪费。

进一步的，还可以在当芯盒内部的温度大于预设起始温度时，开始计时之后，停止统计当前固化时间长度。具体是：当更新温度调整参数时计算的偏差温度大于第二预设偏差温度，和\或更新压力调整参数时计算的偏差压力大于第二预设偏差压力时，停止计时。

可选的，所述当所述芯盒内部的温度大于预设起始温度时，开始计时，包括：当所述芯盒内部的温度大于预设起始温度，更新温度调整参数时计算的偏差温度小于第二预设偏差温度，且更新压力调整参数时计算的偏差压力小于第二预设偏差压力时，开始计时。

具体的，在统计固化时间长度之前，需要检测芯盒内部的温度和吹气管路通道内的压力是否符合要求。如果偏差温度小于第二预设偏差温度，且偏差压力小于第二预设偏差压力时，确定芯盒内部的温度和吹气管路通道内的压力符合要求，开始统计当前固化时间长度。其中，第二预设偏差温度的绝对值要大于第一预设偏差温度的绝对值；同时第二预设偏差压力的绝对值要大于第一预设偏差压力的绝对值。也就是说，如果偏差温度在第二预设偏差温度和第一预设偏差温度之内，确定温度可以通过调整加热器调整至标准温度范围内，如果超过第二预设偏差温度，确定温度无法通过调整加热器调整至标准温度范围内，从而确定制芯固化失败，同样，偏差压力也是如此。

由此通过进一步对芯盒内部的温度和吹气管路通道内的压力进行监控，并在温度和压力均符合要求的情况下继续执行制芯固化操作，持续监控固化的持续时间，实现结合温度检测、压力检测和固化时间检测，反馈调节控制制芯固化操作，可以灵活、准确控制制芯固化操作。

本发明实施例通过监控并根据制芯固化过程中的温度、压力和当前固化时间长度，不断更新制芯固化调整参数，以此来调整制芯固化操作，解决了制芯固化参数只能通过技术人员通过人机交互界面设定调整参数的问题，实现根据制芯固化过程中的数据进行反馈控制制芯固化操作，减少人工设定参数造成的误差，同时减少制芯固化过程中的人工成本，提高制芯固化操作的灵活性，同时提高生产效率。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本发明实施例二提供了一种制芯固化系统，应用实施例一所述的方法，具体可以包括：

过程数据采集模块210，用于采集芯盒内部的温度、吹气管路通道内的压力、以及固化时间长度，作为过程数据；

制芯固化调整参数确定模块220，用于根据所述过程数据不断更新制芯固化调整参数，并根据更新后的制芯固化调整参数调整制芯固化操作。

本发明实施例通过监控并根据制芯固化过程中的温度、压力和当前固化时间长度，不断更新制芯固化调整参数，以此来调整制芯固化操作，解决了制芯固化参数只能通过技术人员通过人机交互界面设定调整参数的问题，实现根据制芯固化过程中的数据进行反馈控制制芯固化操作，减少人工设定参数造成的误差，同时减少制芯固化过程中的人工成本，提高制芯固化操作的灵活性，同时提高生产效率。

进一步的，所述过程数据采集模块210，用于在设定时间点采集芯盒内部的温度。

进一步的，所述制芯固化调整参数确定模块220，用于根据所述芯盒内部的温度及预设温度，确定偏差温度；根据所述偏差温度以及第一预设偏差温度，确定温度调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。

进一步的，所述过程数据采集模块210，用于在设定时间点采集吹气管路通道内的压力。

进一步的，所述制芯固化调整参数确定模块220，用于根据所述吹气管路通道内的压力及预设压力，确定偏差压力；根据所述偏差压力以及第一预设偏差压力，确定压力调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。

进一步的，所述过程数据采集模块210，包括：第一时刻确定模块，用于当所述芯盒内部的温度大于预设起始温度时，开始计时，并将开始计时的系统时刻作为第一时刻；第二时刻确定模块，用于当系统时刻到达预设时刻时，停止计时，并将停止计时的系统时刻作为第二时刻；当前固化时间长度获取模块，用于统计所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔，得到当前固化时间长度。

进一步的，所述制芯固化调整参数确定模块220，用于根据所述当前固化时间长度及预设时间长度，确定偏差时间长度；根据所述偏差时间长度以及预设固化时间长度，确定固化时间调整参数，并作为更新后的制芯固化调整参数。

进一步的，所述系统还用于：当更新温度调整参数时计算的偏差温度大于第二预设偏差温度，和\或更新压力调整参数时计算的偏差压力大于第二预设偏差压力时，确定制芯失败，停止制芯固化操作。

进一步的，所述第一时刻确定模块，用于当所述芯盒内部的温度大于预设起始温度，更新温度调整参数时计算的偏差温度小于第二预设偏差温度，且更新压力调整参数时计算的偏差压力小于第二预设偏差压力时，开始计时。

上述制芯固化系统可执行本发明任意实施例所提供的制芯固化方法，具备执行的制芯固化方法相应的功能模块和有益效果。

实施例三

在上述实施例的基础上，本发明实施例三提供了一种制芯固化设备，包括如实施例二中所述的制芯固化系统。具体如图3所示，所述设备还包括：

温度传感器301，与制芯固化系统309相连，用于将采集的芯盒内部的温度发送至制芯固化系统309；

压力传感器302，与制芯固化系统309相连，用于将采集的吹气管路通道内的气体的压力发送至制芯固化系统309；

可编程控制器303，与制芯固化系统309相连，用于接收制芯固化系统309发送的制芯固化调整参数，并根据制芯固化调整参数对加热器304和/或气体发生器305进行控制；

加热器304，与可编程控制器303相连，用于加热固化气体；

气体发生器305，与可编程控制器303相连，用于生成固化气体。

管路306，分别与加热器304和气体发生器305相连，用于传输加热后的固化气体至吹气罩307，内部可以设置有压力传感器302；

吹气罩307，与管路306相连，形成封闭的空间盛装管路306输送的固化气体，入口处可以设置有温度传感器301；

人机交互界面308，与制芯固化系统309相连，用于接收用户输入的设定参数以及显示制芯固化过程中的实时数据。

本发明实施例通过设置制芯固化系统，反馈调节制芯固化过程中的加热器和气体发生器，实现对制芯固化操作的质量监控，避免人工根据经验设定参数的错误，灵活调整制芯固化操作，从而提高砂芯的合格率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。