浇注控制方法以及存储有用于使计算机作为浇注控制单元发挥功能的程序的存储介质的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通过使保持有熔融金属的浇包倾动从而向铸型浇注熔融金属的浇包 倾动式自动浇注装置中的浇注控制方法、以及存储有用于使计算机作为浇注控制单元发挥 功能的程序的存储介质。
【背景技术】
[0002] 以往，作为浇包倾动式自动浇注装置中的浇注控制方法，提出了存储浇注操作者 浇注时的浇注流量（每单位时间从浇包流出的重量）数据并且以自动浇注机的浇注流量成 为与操作者的浇注流量相同的方式调整浇包倾动角速度的方法（专利文献1)、通过事前的 测试浇注实验导出浇包倾动角度与浇注流量的关系并且以成为所希望的浇注流量模式的 方式进行修正的方法（专利文献2)、以及以铸型内浇口中的液面等级成为恒定的方式进行 反馈控制的方法（专利文献3)等。
[0003] 但是，对于这些浇注控制方法，为了决定控制参数，需要进行多次测试浇注实验。 特别由于控制参数和与浇注工序有关的物理参数（浇包形状、流量系数、液体密度等）的关 系不明确，所以对于浇包形状、浇注液体不同的浇注工序，需要进行相同的测试浇注实验。 另外，在测试浇注实验与浇注环境变化时，例如在产生由熔融金属温度的降低等引起的浇 注液体的特性变动、由熔渣附着引起的浇包形状变动的情况下，浇注精度降低成为问题。
[0004] 因此，本发明的发明人们导出基于流体力学的浇注工序的数学模型，开发出基于 该模型的浇注控制系统亦即基于模型的浇注控制系统（专利文献4、5)。在该控制系统中， 由于浇注工序的物理参数与控制参数的关系变得明确，所以在浇包形状、浇注液体不同的 自动浇注装置中，也能够通过次数较少的浇注实验实现控制系统的构建。
[0005] 专利文献1 :日本专利第4565240号公报
[0006] 专利文献2 :日本专利第3537012号公报
[0007] 专利文献3 :日本专利第4282066号公报
[0008] 专利文献4 :日本专利第4328826号公报
[0009] 专利文献5 :日本专利第4496280号公报
[0010] 但是，在该浇注控制系统中，也要求事前确定浇注模型的参数亦即流量系数、液体 密度、从浇包的注出开始角度，从而需要进行多次测试浇注实验。另外，虽然存在参数的值 因浇注温度的变化、熔渣的附着等所引起的浇注状态的变化而变化的可能性，但是针对浇 注实验中的变化并未有所应对，因此浇注精度可能会降低。
【发明内容】
[0011]因此，本发明的目的在于提供缩短需要很多作业时间的参数的确定作业并且依次 更新与浇注状态对应的浇注模型的参数从而能够进行高精度的浇注的浇包倾动式自动浇 注装置的浇注控制方法以及存储介质。
[0012] 在本发明中，为了实现上述目的，在技术方案1所记载的发明中，使用如下技术手 段：一种浇注控制方法，在使浇包倾动而向铸型浇注熔融金属的浇包倾动式自动浇注装置 中，基于从控制参数的输入至利用上述浇包的浇注为止的浇注工序的数学模型来控制浇 注，在该浇注控制方法中，包括：基于在浇注时所测量出的从上述浇包流出的液体重量、浇 包倾动角度以及控制浇包倾动的指令信号，通过最优化方法确定数学模型内的控制参数亦 即流量系数、液体密度以及从浇包开始注出时的浇包的倾斜角即注出开始角度的工序；以 及更新所确定的控制参数的工序。
[0013] 根据技术方案1所记载的发明，在基于从控制参数的输入至上述浇包的浇注为止 的浇注工序的数学模型控制浇注的浇注控制方法中，由于能够通过最优化方法，确定并且 更新数学模型内的控制参数亦即流量系数、液体密度以及注出开始角度，所以能够缩短需 要很多作业时间的确定作业，并且将控制参数更新为与浇注状态对应的值，进行与浇注状 态的变化对应的控制，因此能够提高浇注精度。
[0014]另外，由于导出基于流体力学的浇注工序的数学模型，并且采用了基于该模型的 浇注控制系统亦即基于模型的浇注控制系统，所以在浇包形状、熔融金属的种类不同的浇 包倾动式自动浇注装置中，也能够通过共享参数，进行短时间的启动、浇注工序解析。
[0015] 在技术方案2所记载的发明中，在技术方案1所记载的浇注控制方法的基础上，使 用如下技术手段：上述流量系数、液体密度以及注出开始角度通过将下式所表示的评价函 数最优化而被确定。
[0016][式1]
[0018] 其中，Cld:所确定的流量系数，0sld:所确定的注出开始角度，Pld:所确定的液体 密度，T:向一个铸型浇注的浇注动作时间，Wux:从浇包倾动式自动浇注装置取得的来自浇 包的流出重量数据，Wb3ini:使用浇包倾动角度用数学模型模拟时的流出重量，csini:在模拟时 所使用的流量系数，Qssini:在模拟时所使用的注出开始角度，Psini:在模拟时所使用的液体 密度，Cavg:至上次为止的流量系数的平均值，Pavg:至上次为止的液体密度的平均值，w1:用 于对每次浇注的流量系数的变动进行控制的加权系数，w2:用于对每次浇注的液体密度的 变动进行控制的加权系数。
[0019] 如技术方案2所记载的发明那样，流量系数、液体密度以及注出开始角度能够通 过将上式所表示的评价函数最优化进行确定。这里，由于本评价函数包含对流量系数以及 液体密度的影响进行调整的加权系数，所以能够进行更高精度的参数确定，从而能够提高 浇注精度。
[0020] 在技术方案3所记载的发明中，在技术方案1或者技术方案2所记载的浇注控制 方法中，使用如下技术手段：每结束一次浇注确定并且更新上述流量系数以及液体密度，对 于上述注出开始角度，在上述浇包的连续浇注结束后，计算并且更新所确定的上述注出开 始角度与对应的饶包内液体重量的近似函数。
[0021] 根据技术方案3所记载的发明，由于每结束一次浇注，确定并且更新流量系数以 及液体密度，从而在下次浇注控制中被反映，所以能够进行更高精度的浇注。另外，对于注 出开始角度，由于在浇包的连续浇注结束后，计算并且更新与对应的浇包内液体重量的近 似函数，所以能够作成高精度的校准曲线，因此能够进行更高精度的浇注。
[0022] 在技术方案4所记载的发明中，在技术方案1~3中的任一个所记载的浇注控制 方法的基础上，使用上述最优化方法是下降单纯形法（downhillsimplexmethod)的技术 手段。
[0023] 如技术方案4所记载的发明那样，作为最优化方法，若采用下降单纯形法，则由于 能够使参数的收敛快速，缩小计算负荷，所以能够缩短参数的更新时间，因此优选。
[0024] 在技术方案5所记载的发明中，使用一种计算机可读记录介质这一技术手段，该 记录介质存储有程序，该程序用于使计算机在以能够控制浇包的动作的方式构成的浇包 倾动式自动浇注装置中，作为基于从控制参数的输入至利用上述浇包浇注为止的浇注工序 的数学模型来控制浇注的浇注控制单元发挥功能，上述计算机可读记录介质的特征在于， 存储有用于执行如下处理的程序，即：基于在浇注时所测量出的从上述浇包流出的液体重 量、浇包倾动角度以及控制浇包倾动的指令信号，通过最优化方法，确定数学模型内的控制 参数亦即流量系数、液体密度以及从浇包开始注出时的浇包的倾斜角即注出开始角度的处 理；以及更新被确定的控制参数的处理。
[0025] 如技术方案5所记载的发明那样，本发明的浇注控制方法也应用于能够通过计算 机执行该控制方法的浇注控制程序、以能够通过计算机读取的方式存储有该程序的存储介 质。
[0026] 本申请基于在日本于2013年4月27日提出的日本特愿2013 - 094810号，其内 容作为本申请的内容形成本申请的一部分。
[0027] 另外，本发明能够通过以下的详细说明更加完全地理解。然而，详细的说明以及特 定的实施例是本发明的优选实施方式，仅仅出于说明的目的而被记载。通过该详细的说明， 各种变更、改变对本领域技术人员而言显而易见。
[0028]申请人并不打算向公众公开所记载的实施方式的任何方式，在公开的改变、代替 案中，也许在语言上未包含于