用於對晃動的熔化金屬進行阻尼的方法和系統的製作方法

2023-04-23 08:56:31

專利名稱：用於對晃動的熔化金屬進行阻尼的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種用於鑄造線的控制。具體地，本發明涉及一種用於阻尼 發生在鑄造線中的鑄勺和模具中的熔化金屬中的晃動的方法和系統。
背景技術：
以下列出的專利公開1公開了常規鑄造線的一個示例，其中用於輸送模具的輸 送線設置有編碼器以檢測進給模具的速率。響應於編碼器的檢測到的信號，澆鑄裝置跟 蹤所輸送的模具並與之同步，使得澆鑄裝置移動到正確位置，即澆鑄裝置的鑄勺將熔化 金屬澆鑄到模具中的位置。現有技術文獻的參照專利引用1 日本專利No.3113950(五十鈴製造有限公司/IsuzuManufacturing Co., Ltd.)在這種常規鑄造線中，由於缸體推出，因而輸送容置模具的砂箱和澆鑄裝置， 所以砂箱或澆鑄裝置的速度波形具有這樣的波形，該波形在其移動以便輸送時為基本梯 形。這引起澆鑄裝置的鑄勺和模具中的熔化金屬的晃動，從而導致熔化金屬的液面波 動。結果，鑄造件可能會包含對鑄造產品質量產生不利影響的砂眼或鑄件飛邊。因此，存在對一種用於對發生在澆鑄過程為自動的鑄造線中的鑄勺和模具中的 熔化金屬中的晃動進行阻尼的方法和系統的需要。

發明內容
本發明的第一方面提供了一種抑制鑄造線中的晃動的方法和系統，所述鑄造線 包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出每 個都容置有模具的多個砂箱。它還包括電緩衝缸體，所述電緩衝缸體位於所述輸送線的 另一端處，使得所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，從而接收和緩衝一組被推動 的所述砂箱，使得所述輸送線輸送線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間的所述多個砂箱；以及自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄 勺，並且能夠與所述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金 屬澆鑄到所述模具中。所述方法和所述系統使用具有濾波裝置的控制器來控制所述電推 動器缸體和所述電緩衝缸體，使得當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的距離 時發生在熔化金屬中的晃動被抑制。所述方法包括基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量 與固有頻率之間的預定關係、以及所述鑄勺中的熔化金屬的測量重量，計算所述鑄勺中 的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述模具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間 的預定關係、以及所述模具中的熔化金屬的測量重量，計算所述模具中的熔化金屬的第 二固有頻率；將所述第一固有頻率和所述第二固有頻率輸入所述濾波裝置中，以修改所 輸送的所述砂箱的移動的速度波形，使得被修改的速度波形不包括所述第一固有頻率和 所述第二固有頻率；以及驅動所述電推動器缸體和所述電緩衝缸體，使得所輸送的所述砂箱的移動的速度波形是所述被修改的速度波形。所述系統包括第一重量計算裝置， 所述第一重量計算裝置用於計算所述鑄勺中的熔化金屬的重量；第二重量計算裝置，所 述第二重量計算裝置用於計算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；第一固有頻率計 算裝置，所述第一固有頻率計算裝置用於基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率 之間的預定關係以及由所述第一重量計算裝置計算的所述鑄勺中的熔化金屬的計算重量 而計算第一固有頻率；第二固有頻率計算裝置，所述第二固有頻率計算裝置用於基於所 述模具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第二重量計算裝置計 算的所述模具中的熔化金屬的計算重量而計算第二固有頻率；濾波裝置，所述濾波裝置 用於修改所述輸送線上的所輸送的所述砂箱的移動的速度波形，使得被修改的速度波形 不包括由所述第一固有頻率計算裝置和所述第二固有頻率計算裝置計算的所述第一固有 頻率和所述第二固有頻率；以及指令裝置，所述指令裝置用於基於所述被修改的速度波 形將操作指令提供給所述電推動器缸體、所述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置。
本發明的第二方面提供了一種抑制鑄造線中的晃動的方法和系統，其中，所述 鑄造線包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐 一推出每個都容置有模具的多個砂箱，以及位於所述輸送線的另一端處的電緩衝缸體， 所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使得 所述輸送線輸送線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之間的所述多個砂 箱；自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；驅動裝置，所述驅動裝置用於沿著所述沙箱的輸送方向驅動所述電推動器缸體、所 述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置；控制裝置，所述控制裝置用於控制所述驅動裝置； 以及指令裝置，所述指令裝置用於經由所述控制裝置將用於所述電推動器缸體、所述電 緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置的操作指令提供給所述驅動裝置。所述方法和所述系統基 於前饋控制程序、使用具有濾波裝置的控制器控制所述鑄造線，使得當所述鑄勺和所述 模具移動與一個砂箱相對應的距離時在熔化金屬中發生的晃動被抑制。第二方面的所述 方法包括基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述鑄勺 中的熔化金屬的測量重量計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述 模具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述模具中的熔化金屬的測量 重量計算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；在所述第一固有頻率、所述第二固有 頻率和被預先計算成使得它們不超過所述驅動裝置的能力且被存儲的所述控制裝置上的 參數下，使用所存儲的所述參數、通過濾波裝置來從所述操作指令中去除位於所述第一 頻率和所述第二頻率附近的分量，在所述操作指令中所述鑄勺和所述模具的移動速度、 移動加速度和急動度中的至少一者的最大值被限制，其中，基於使用了代表所述鑄造線 的特性的模型的模擬、以通過以下等式(1)或(2)在逐漸改變由共振頻率f參數化的濾 波參數ai(f)、bj(f)的同時反覆地計算所述分量來決定待被去除的所述分量，其中所述共 振頻率從所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬相繼地計算；以及僅僅基於所述前饋控制程 序，將位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的所述分量已被去除的所述操作指令輸入 所述控制裝置中，從而僅僅基於所述前饋控制程序而不使用反饋控制程序來操作所述驅 動裝置。
[數學式1]y(t) = b0(f)x(t)+b1(f)x(t-l)+b2(f)x(t-2)+...-a1(f)y(t-l)-a2(f)y(t-2)-...y(i) =-J)- (/W-O (1 )其中，X(t-j)是j控制周期之前輸入的時間序列數據，而y(t-i)是i控制周期之 前輸出的時間序列數據。[數學式2]
Γ(ε、Y(S) bdf)SQ+Bl(Z)Si+Mf)S2+' 『 · 3bjif)SJ (2Λ
1 ^X(S)而(/)爐+對/歡+約(/)s2+· · · Ytat(Z)Si其中，S是拉普拉斯算子，並且，通過將Z轉換應用於表示為等式(2)的濾波器 的轉遞函數而能夠獲得等式(1)。如上所述，限制鑄勺和模具的移動速度、移動加速度和移動急動度中的至少一 者的最大值能夠確保鑄造線的驅動裝置防止尤其是自動澆鑄裝置和砂箱的加速度超出。 此外，即使鑄勺和模具中的熔化金屬的檢測到的重量包含檢測誤差，通過對用以輸送砂 箱的操作指令進行濾波來去除共振頻率的分量也能夠防止鑄造線的驅動裝置的控制裝置 的效率明顯劣化。第二方面的所述系統包括第一重量計算裝置，所述第一重量計算裝置用於計 算所述鑄勺中的熔化金屬的重量；第二重量計算裝置，所述第二重量計算裝置用於計算 所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；第一固有頻率計算裝置，所述第一固有頻率計 算裝置用於基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第 一重量計算裝置計算的所述鑄勺中的熔化金屬的計算重量而計算第一固有頻率；第二固 有頻率計算裝置，所述第二固有頻率計算裝置用於基於所述模具中的熔化金屬的重量與 固有頻率之間的預定關係以及由所述第二重量計算裝置計算的所述模具中的熔化金屬的 計算重量而計算第二固有頻率；指令裝置，所述指令裝置經由所述控制裝置將用於所述 電推動器缸體、所述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置的操作的、基於前饋程序的操作指 令提供給所述驅動裝置；參數計算裝置，所述參數計算裝置用於預先計算所述控制裝置 的參數，使得所計算的參數不超過所述驅動裝置的能力；存儲裝置，所述存儲裝置用於 從所述參數計算裝置接收並存儲所計算的參數；限制裝置，所述限制裝置用於限制所述 自動澆鑄裝置和所述模具的移動速度、移動加速度和急動度中的至少一者的最大值；濾 波裝置，所述濾波裝置用於從所述第一頻率計算裝置和所述第二頻率計算裝置接收所述 第一共振頻率和所述第二共振頻率，並且用於使用來自所述存儲裝置的所存儲的參數而 從所述操作指令中去除位於所述第一頻率和所述第二頻率鄰近處的分量，在所述操作指 令中由所述限制裝置限制所述最大值，其中，基於使用了代表所述鑄造線的特性的模型 的模擬、以在所存儲的所述參數下通過以上等式(1)或(2)在逐漸改變由共振頻率f參 數化的濾波參數ai(f)、bj(f)的同時反覆地計算所述分量來決定待被去除的所述分量，其中所述共振頻率從所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬相繼地計算，並且，所述指令裝置 向所述控制裝置提供去除了位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的所述分量的操作指 令，使得所述控制裝置以僅僅基於所述前饋控制程序而不使用反饋控制程序的方式執行 控制。如文中所使用，術語「濾波裝置」指的是電路或其局部配置，它包括在其間具 有轉遞函數的一對輸入端子和輸出端子，該轉遞函數具有頻率響應。如文中所使用，術 語「前饋控制」指的是用以將待被應用於受控對象的操縱變量控制於預定值、使得輸出 值為目標值的方法。如果輸入-輸出關係和對例如受控對象的幹擾是確定的，則前饋控 制可以提供高效的控制。如文中所使用，術語「急動度」指的是加速度相對於時間的偏移率。通過參照 附圖、從以下的描述中還將清楚本發明的前述和其它特徵及目的。注意本發明的各個實 施方式將不限制於所示出的設備和裝置。


圖1是本發明應用於其上的鑄造設備的一個實施方式的示意性方框圖。
具體實施例方式第一實施方式圖1示出了本發明的方法和系統應用於其上的鑄造設備。該鑄造設備包括鑄造 線，其中輸送線A輸送多個砂箱。每個砂箱都容置模具Y，模具在由箭頭X表示的輸送 方向上線性地布置，從而鑄造線使用被輸送的砂箱執行鑄造過程。為了易於理解圖示， 每個砂箱示意性地示出為相對應的Y的輪廓。布置在鑄造線上的是電推動器缸體B、電 緩衝缸體C和自動澆鑄裝置D。該電推動器缸體B位於砂箱的輸送線A的一端處，以間 歇地將多個砂箱逐一推出。該電緩衝缸體C位於與電推動器缸體B相對的、輸送線A的 另一端處，以接收和緩衝一組被推動的砂箱。具有用於容置熔化金屬的鑄勺Z的自動澆 鑄裝置D能夠以與輸送線A上的砂箱同步的方式在方向X上移動，以通過傾斜鑄勺Z而 將熔化金屬澆鑄到模具中。該自動澆鑄裝置D設置有未示出的驅動馬達(驅動裝置)， 以使其在方向X上移動。儘管自動澆鑄裝置D還設置有多個馬達(未示出)，以使鑄勺 Z豎直地、向前地和向後地移動，並且傾斜，但是省略了對用以移動鑄勺Z的這些馬達的 解釋。鑄造設備還設置有用以對具有濾波電路的控制器進行控制的系統，從而使用程序 來控制鑄造線中電推動器缸體B、電緩衝缸體C和自動澆鑄裝置D的操作。在電推動器缸體B和電緩衝缸體C上安裝用於驅動相應滾珠螺杆的感應馬達(驅 動裝置)B1和Cl作為驅動馬達，以在方向X上移動它們。感應馬達Bl和Cl通過逆變 器B2和C2電連接到第一伺服控制器(控制裝置)B3和第二伺服控制器(控制裝置)C3， 逆變器通過輸入脈衝串數據而能夠控制位置。除了上述的第一和第二伺服控制器B3和C3之外，該控制系統還包括用於自動 澆鑄裝置D的控制單元J，以控制用以在X方向上驅動自動澆鑄裝置D的X驅動馬達(和 用以驅動鑄勺Z的驅動馬達)，並且包括用於砂箱的輸送線的控制裝置K，以控制第一 和第二伺服控制器B3和C3。該控制系統還包括以下功能用於計算鑄勺Z中的熔化金屬的重量的第一重量計算裝置；用於計算模具Y中的熔化金屬的重量的第二重量計算裝 置；基於鑄勺Z中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及來自第一重量計算 裝置的鑄勺Z中的熔化金屬的計算重量，用於計算鑄勺Z中的熔化金屬的固有頻率(第 一固有頻率)的第一固有頻率計算裝置；基於模具Y中的熔化金屬的重量與固有頻率之 間的預定關係以及來自第二重量計算裝置的模具Y中的熔化金屬的計算重量，用於計算 模具Y中的熔化金屬的固有頻率(第二固有頻率)的第二固有頻率計算裝置；基於控制 程序，用於向電推動器缸體B、電緩衝缸體C和自動澆鑄裝置D提供操作指令的指令裝 置；以及濾波裝置，其用於將砂箱的輸送運動的速度波形修改為成為目標，從而鑄造線 通過修改的速度波形而被操作，該修改的速度波形不包括來自第一和第二重量計算裝置 的鑄勺中或模具中的熔化金屬的計算固有頻率。第一伺服控制器B3可以包括中央處理單元(CPU)B3a、脈衝輸出裝置B3b、I/O B3c、通訊裝置B3d、伺服I/OB3e和計數器B3f。像第一伺服控制器B3那樣，第二伺 服控制器C3可以包括中央處理單元(CPU)C3a、脈衝輸出裝置C3b、I/O C3c、通訊裝置 C3d、伺服I/OC3e和計數器C3f。通過傳輸和接收數字數據的通訊裝置B3d和C3d，第一伺服控制器B3和第二伺 服控制器C3連接到輸送線的控制裝置K的通訊裝置K2，以獲取輸送線的控制單元K中 的關於熔化金屬的重量的數據。自動澆鑄裝置的控制單元J電連接到輸送線的控制裝置K，從而控制單元J將表 示鑄勺Z和模具Y中的熔化金屬的重量的信號通過鏈路通訊裝置J3和K3傳輸到控制裝 置K。控制單元J還包括可編程邏輯控制器(PLC) J4，以控制自動澆鑄裝置D的X驅動 馬達。第一和第二伺服控制器B3和C3將脈衝串的位置命令(信號)傳輸到逆變器B2 和C2，以驅動感應馬達Bl和Cl。控制這些馬達的扭矩、速度和位置由逆變器B2和C2 執行。附接到自動澆鑄裝置D的是測重元件G，以測量鑄勺Z中的熔化金屬的重量。 測重元件G通過放大器H電連接到自動澆鑄裝置的控制單元J的模擬輸入單元J1。現在將解釋如上述方式構造的鑄造設備的功能。鑄勺Z中的熔化金屬的重量由 測重元件G檢測，並且為了對其進行測量，接著將其輸入到自動澆鑄裝置的控制單元J的 模擬輸入單元Jl中。然後，將自動澆鑄裝置D的鑄勺Z中的熔化金屬澆鑄到模具Y中。 然後，鑄勺Z中的熔化金屬的測量重量和從前者計算的模具Y中的熔化金屬的減少重量 提供在輸送線的控制裝置K中，以得出鑄勺Z中的熔化金屬的固有頻率(第一固有頻率) 和模具Y中的熔化金屬的固有頻率(第二固有頻率)。電緩衝缸體C定位在待用的、預定的設定位置處。當第一和第二伺服控制器B3 和C3從輸送線的控制裝置K的可編程邏輯控制器(PLC)K4檢測到表示砂箱將被輸送的 信號時，電推動器缸體B首先以低速度伸展，從而以完全被夾在電推動器缸體B與電緩 衝缸體C之間的關係緊固輸送線上的砂箱組。然後，電推動器缸體B伸展，同時電緩衝 缸體C以與電推動器缸體B相同的速度波形收縮，以輸送砂箱，從而砂箱組在X方向上 移動與一個砂箱相對應的距離。同時，在自動澆鑄裝置D在X方向上移動與一個砂箱相 對應的距離的同時，自動澆鑄裝置D將熔化金屬澆鑄到模具Y中。在這種快速運動中，執行晃動抑制控制，以防止鑄勺Z和模具Y中的熔化金屬晃動，如下所述。鑄勺Z中的熔化金屬的計算固有頻率和模具Y中的熔化金屬的計算固有頻率輸 入到濾波裝置中，以修改輸送線上的砂箱的輸送運動的速度波形，從而提供被修改成不 包括這兩個固有頻率的速度波形形式。然後，電推動器缸體B和電緩衝缸體C被驅動， 從而砂箱的輸送運動的速度波形處於修改形式。於是，當鑄勺Z和砂箱移動與一個砂箱 相對應的距離時，能夠精確地抑制發生在鑄勺Z和模具Y中的熔化金屬中的晃動。自動澆鑄裝置D的控制單元J導致第二伺服控制器C3傳輸信號，該信號表示砂 箱被輸送同時自動澆鑄裝置D澆鑄熔化金屬。所傳輸的信號輸入到計數器J2中，以轉換 成位置數據。然後，自動澆鑄裝置D的X驅動馬達被驅動，以服從基於所轉換的位置數 據的位置命令，從而在X方向上移動自動澆鑄裝置D，使得其跟隨砂箱的輸送運動。由於鑄勺Z和模具Y中的熔化金屬具有複雜形狀，從而難以精確地計算相應固 有頻率，所以鑄勺Z中的熔化金屬的重量與基於如下所述的用以估算固有頻率的方法而 獲得的固有頻率之間的關係被預先地建立為參數。用於確定固有頻率的方法包括例如基 於流體分析軟體的推導、或基於熔化金屬實際振動時的振動幅度的大小的估算。這種推 導是在頻率變化之時進行的。可以用作流體分析軟體的一個示例是三維熱流體分析軟 件，它能夠高精度地計算流體的複雜和不穩定的行為，這涉及非線性行為或大的變形行 為。如上所述，儘管在本實施方式中伺服控制器的逆變器控制基於通過脈衝串的輸 出的位置控制，但是可以通過配置速度和位置的控制迴路而在伺服控制器側執行控制。 感應馬達Bi、Cl和逆變器B2、C2可以由伺服馬達和伺服放大器代替。第二實施方式與第一實施方式相同，第二實施方式中的控制系統包括如上所述的第一伺服控 制器B3、第二伺服控制器C3、自動澆鑄裝置D的控制單元J、和輸送線的控制裝置K。 第二實施方式中的控制系統還包括用於控制晃動抑制的設備。與第一實施方式相同，該 設備包括用於計算鑄勺Z中的熔化金屬的重量的第一重量計算裝置；用於計算模具Y 中的熔化金屬的重量的第二重量計算裝置；基於鑄勺Z中的熔化金屬的重量與固有頻率 之間的預定關係以及來自第一重量計算裝置的鑄勺Z中的熔化金屬的計算重量，用於計 算鑄勺Z中的熔化金屬的固有頻率(第一固有頻率)的第一固有頻率計算裝置；基於模 具Y中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及來自第二重量計算裝置的模具 Y中的熔化金屬的計算重量，用於計算模具Y中的熔化金屬的固有頻率(第二固有頻率) 的第二固有頻率計算裝置。然而，在第二實施方式中用於控制晃動抑制的設備包括下述 的指令裝置、用於計算參數的參數計算裝置、用於存儲參數的存儲裝置、用於限制最大 值的限制裝置、和濾波裝置，而不是第一實施方式的指令裝置和濾波裝置。在本實施方 式中，指令裝置提供用於鑄造線的操作的基於前控制程序的操作指令。用以計算參數的 裝置預先計算用於鑄造線的X方向的驅動裝置(即，電推動器缸體B的感應馬達Bi、 電緩衝缸體C的感應馬達Cl和自動澆鑄裝置D的X驅動馬達)的控制器(即，第一伺 服控制器B3、第二伺服控制器C3和自動澆鑄裝置D的控制單元J)的參數，從而所計算 的參數不超過用於X方向的這些驅動裝置的能力。存儲裝置從計算裝置接收參數，並將 它們存儲。依據由存儲裝置提供的所存儲的參數，限制裝置對來自指令裝置的用於鑄造線的操作指令中的自動澆鑄裝置和砂箱的移動速度、移動加速度和移動急動度中的至少 一者的最大值進行限制。依據由存儲裝置提供的所存儲的參數，濾波裝置從第一和第二 共振頻率計算裝置接收關於第一和第二共振頻率的數據，從而從操作指令去除位於它們 附近的分量，在所述操作指令中最大值由限制裝置限制。通過模擬代表鑄造線的特性的 模型、以通過以下等式(1)或(2)在逐漸改變濾波參數ai(f)、bj(f)的同時分復地計算分 量，而使用預先存儲的濾波參數執行去除位於第一和第二共振頻率附近的分量。而且， 指令裝置通過這些控制器將操作指令提供給用於X方向的驅動裝置，在所述操作指令中 由濾波裝置去除位於第一和第二共振頻率附近的分量。僅僅基於前饋控制程序，而非反 饋程序，這些控制器驅動用於X方向的驅動裝置。用於執行晃動抑制的控制的構造能夠 由計算機實現。[數學式3]
權利要求
1.一種抑制鑄造線中的晃動的方法，其中，所述鑄造線包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得輸送所述多個砂箱的所述輸送線線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；以及自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；所述方法通過使用具有濾波裝置的控制器來控制所述電推動器缸體和所述電緩衝缸 體，使得當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的距離時發生在熔化金屬中的晃 動被抑制，所述方法包括基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述鑄勺中的 熔化金屬的測量重量，計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述模 具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述模具中的熔化金屬的測量 重量，計算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；將所述第一固有頻率和所述第二固有頻率輸入所述濾波裝置中，以修改所輸送的所 述砂箱的移動的速度波形，使得被修改的速度波形不包括所述第一固有頻率和所述第二 固有頻率；驅動所述電推動器缸體和所述電緩衝缸體，使得所輸送的所述砂箱的移動的速度波 形是所述被修改的速度波形。
2.—種抑制鑄造線中的晃動的系統，其中，所述鑄造線包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得輸送所述多個砂箱的所述輸送線線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；以及自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；其中，所述系統控制所述鑄造線，使得當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對 應的距離時發生在所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬中的晃動被抑制；所述系統包括第一重量計算裝置，所述第一重量計算裝置用於計算所述鑄勺中的熔化金屬的重量；第二重量計算裝置，所述第二重量計算裝置用於計算所述模具中的熔化金屬的第二 固有頻率；第一固有頻率計算裝置，所述第一固有頻率計算裝置用於基於所述鑄勺中的熔化金 屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第一重量計算裝置計算的所述鑄勺中的熔化金屬的計算重量而計算第一固有頻率；第二固有頻率計算裝置，所述第二固有頻率計算裝置用於基於所述模具中的熔化金 屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第二重量計算裝置計算的所述模具中的 熔化金屬的計算重量而計算第二固有頻率；濾波裝置，所述濾波裝置用於修改所述輸送線上的所述砂箱的輸送的移動的速度波 形，使得被修改的速度波形不包括由所述第一固有頻率計算裝置和所述第二固有頻率計 算裝置計算的所述第一固有頻率和所述第二固有頻率；以及指令裝置，所述指令裝置用於基於所述被修改的速度波形將操作指令提供給所述電 推動器缸體、所述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置。
3.—種抑制鑄造線中的晃動的方法，其中，所述鑄造線包括 輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得所述輸送線輸送所述多個砂箱併線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；驅動裝置，所述驅動裝置用於沿著所述沙箱的輸送方向驅動所述電推動器缸體、所 述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置；控制裝置，所述控制裝置用於控制所述驅動裝置；以及指令裝置，所述指令裝置用於經由所述控制裝置將用於所述電推動器缸體、所述電 緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置的操作指令提供給所述驅動裝置；其中所述方法基於前饋控制程序、使用具有濾波裝置的控制器控制所述鑄造線，使得當 所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的距離時在熔化金屬中發生的晃動被抑制， 所述方法包括基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述鑄勺中的熔 化金屬的測量重量計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述模具中 的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述模具中的熔化金屬的測量重量計 算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；在所述第一固有頻率、所述第二固有頻率和被預先計算成使得它們不超過所述驅動 裝置的能力且被存儲的所述控制裝置的參數下，使用所存儲的所述參數、通過濾波裝置 來從所述操作指令中去除位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的分量，在所述操作指 令中所述鑄勺和所述模具的移動速度、移動加速度和移動急動度中的至少一者的最大值 被限制，其中，基於使用了代表所述鑄造線的特性的模型的模擬、以通過以下等式(1)或(2) 在逐漸改變由共振頻率f參數化的濾波參數ai(f)、bj(f)的同時反覆地計算所述分量來決 定待被去除的所述分量，其中所述共振頻率從所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬相繼地 計算，
4. 一種用於抑制鑄造線中的晃動的系統，其中，所述鑄造線包括 輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得所述輸送線輸送所述多個砂箱併線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；驅動裝置，所述驅動裝置用於沿著所述沙箱的輸送方向驅動所述電推動器缸體、所 述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置；以及控制裝置，所述控制裝置用於控制所述驅動裝置；其中所述系統控制所述鑄造線，以抑制當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的 距離時發生在所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬中的晃動，所述系統包括第一重量計算裝置，所述第一重量計算裝置用於計算所述鑄勺中的熔化金屬的重量；第二重量計算裝置，所述第二重量計算裝置用於計算所述模具中的熔化金屬的第二 固有頻率；第一固有頻率計算裝置，所述第一固有頻率計算裝置用於基於所述鑄勺中的熔化金 屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第一重量計算裝置計算的所述鑄勺中的 熔化金屬的計算重量而計算第一固有頻率；第二固有頻率計算裝置，所述第二固有頻率計算裝置用於基於所述模具中的熔化金 屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及由所述第二重量計算裝置計算的所述模具中的 熔化金屬的計算重量而計算第二固有頻率；指令裝置，所述指令裝置經由所述控制裝置將用於所述電推動器缸體、所述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置的操作的、基於前饋程序的操作指令提供給所述驅動裝置；參數計算裝置，所述參數計算裝置用於預先計算所述控制裝置的參數，使得所計算 的參數不超過所述驅動裝置的能力；存儲裝置，所述存儲裝置用於從所述參數計算裝置接收並存儲所計算的參數； 限制裝置，所述限制裝置用於限制所述自動澆鑄裝置和所述模具的移動速度、移動 加速度和移動急動度中的至少一者的最大值；濾波裝置，所述濾波裝置用於從所述第一頻率計算裝置和所述第二頻率計算裝置接 收所述第一共振頻率和所述第二共振頻率，並且用於使用來自所述存儲裝置的所存儲的 參數而從所述操作指令中去除位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的分量，在所述操 作指令中由所述限制裝置限制所述最大值，其中，基於使用了代表所述鑄造線的特性的 模型的模擬、以在所存儲的所述參數下通過以下等式(1)或(2)在逐漸改變由共振頻率f 參數化的濾波參數ai(f)、bj(f)的同時反覆地計算所述分量來決定待被去除的所述分量， 其中所述共振頻率從所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬相繼地計算，
5.—種存儲用於抑制鑄造線中的晃動的電腦程式的計算機可讀介質，其中，所述 鑄造線包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得所述輸送線輸送所述多個砂箱併線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；以及自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；其中，所述電腦程式導致具有濾波裝置的計算機控制所述電推動器缸體和所述電 緩衝缸體，使得當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的距離時發生在熔化金屬中的晃動被抑制，所述電腦程式包括待由所述計算機執行的以下步驟基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述鑄勺中的 熔化金屬的測量重量，計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述模 具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述模具中的熔化金屬的測量 重量，計算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；將所述第一固有頻率和所述第二固有頻率輸入所述濾波裝置中，以修改所述砂箱的 輸送的移動的速度波形，使得被修改的速度波形不包括所述第一固有頻率和所述第二固 有頻率；以及驅動所述電推動器缸體和所述電緩衝缸體，使得所述砂箱的輸送的移動的速度波形 是所述被修改的速度波形。
6.—種存儲用於抑制鑄造線中的晃動的電腦程式的計算機可讀介質，其中，所述 鑄造線包括輸送線，其中在所述輸送線的一端處定位有電推動器缸體，用於間歇地逐一推出 每個都容置有模具的多個砂箱，並且，在所述輸送線的另一端處定位有電緩衝缸體，並 且所述電緩衝缸體與所述電推動器缸體相對，以接收和緩衝一組被推動的所述砂箱，使 得輸送所述多個砂箱的所述輸送線線性地布置在所述電推動器缸體與所述電緩衝缸體之 間；自動澆鑄裝置，所述自動澆鑄裝置具有用於容置熔化金屬的鑄勺，並且能夠與所 述輸送線上的所述砂箱同步地移動，以通過傾斜所述鑄勺而將熔化金屬澆鑄到所述模具 中；驅動裝置，所述驅動裝置用於沿著所述沙箱的輸送方向驅動所述電推動器缸體、所 述電緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置；控制裝置，所述控制裝置用於控制所述驅動裝置；以及指令裝置，所述指令裝置用於經由所述控制裝置將用於所述電推動器缸體、所述電 緩衝缸體和所述自動澆鑄裝置的操作指令提供給所述驅動裝置；其中，所述電腦程式導致具有濾波裝置的計算機控制所述電推動器缸體和所述電 緩衝缸體，使得當所述鑄勺和所述模具移動與一個砂箱相對應的距離時在熔化金屬中發 生的晃動被抑制，所述電腦程式包括待由所述計算機執行的以下步驟基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述鑄勺中的熔 化金屬的測量重量計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率，並且，基於所述模具中 的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係以及所述模具中的熔化金屬的測量重量計 算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率；在所述第一固有頻率、所述第二固有頻率和被預先計算成使得它們不超過所述驅動 裝置的能力且被存儲的所述控制裝置的參數下，使用所存儲的所述參數、通過濾波裝置 來從所述操作指令中去除位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的分量，在所述操作指 令中所述鑄勺和所述模具的移動速度、移動加速度和移動急動度中的至少一者被限制， 其中，基於使用了代表所述鑄造線的特性的模型的模擬、以通過以下等式(1)或(2)在 逐漸改變由共振頻率f參數化的濾波參數ai(f)、bj(f)的同時反覆地計算所述分量來決定 待被去除的所述分量，其中所述共振頻率從所述鑄勺和所述模具中的熔化金屬相繼地計K(Z)S0+B1(Z)S1 ^h1(Z)S2 a0(f)S° ^al(Z)S1+a2(f)S'^其中，y(t-i)是i控制周期之前輸出的時間序列數據，x(t-j)是j控制周期之前輸入 的時間序列數據，S是拉普拉斯算子，並且，通過將Z轉換應用於表示為等式(2)的濾波 器的轉遞函數而能夠獲得等式(1)；以及僅僅基於所述前饋控制程序，將位於所述第一頻率和所述第二頻率附近的所述分量 已被去除的所述操作指令輸入所述控制裝置中，從而僅僅基於所述前饋控制程序而不使 用反饋控制程序來操作所述驅動裝置。
全文摘要
所公開的方法是用以對因澆鑄裝置的鑄勺和模具的移動而導致的澆鑄裝置的鑄勺和模具中的晃動進行抑制的控制。每個都容置有被輸送的模具的多個砂箱線性地布置在電推動器缸體與電緩衝缸體之間。在所述方法中，基於所述鑄勺中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述鑄勺中的熔化金屬的測量重量，計算所述鑄勺中的熔化金屬的第一固有頻率。而且，基於所述模具中的熔化金屬的重量與固有頻率之間的預定關係、以及所述模具中的熔化金屬的測量重量，計算所述模具中的熔化金屬的第二固有頻率。將所述第一固有頻率和所述第二固有頻率輸入濾波電路中，以修改所輸送的所述砂箱的移動的速度波形，使得被修改的速度波形不包括所述第一固有頻率和所述第二固有頻率。驅動所述電推動器缸體和所述電緩衝缸體，使得所輸送的所述砂箱的移動的速度波形是所述被修改的速度波形。
文檔編號B22D47/02GK102015162SQ20098011481
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月13日 優先權日2008年5月16日
發明者太田和弘, 鈴木薪雄 申請人:新東工業株式會社