[发明专利]在流速需求转变时减轻金属液位过冲或下冲

说明书

自动化方法和系统在铸造工艺期间动态控制熔融金属到模具的输送速率。此类自动化方法和系统可以包含：在第一铸造阶段期间自动控制流量控制装置（如控制销）以调节熔融金属流量或流速；在所述第一阶段与第二阶段之间的转变时间内朝着基于所述第一阶段的第一预计流速与所述第二阶段的第二预计流速之间的差确定的替代性流量控制装置位置移动所述流量控制装置；以及在所述第二阶段期间基于检测到的金属液位和金属液位设定值恢复对所述流量控制装置的自动控制。另外地或可替代地，可以通过平移模具或改变铸造速度来减轻过冲和/或下冲。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月15日提交的美国临时申请第62/586,270号和于2018年6月20日提交的美国临时申请第62/687,379号的权益，这些美国临时申请通过援引以其全文结合到本文中。

技术领域

本申请涉及在铸造工艺期间动态地控制熔融金属输送到模具的速率的自动化方法和系统。

背景技术

当如在铝铸造工艺中生产铸锭时，对进入模具的金属流量的控制是一个重要因素。例如，在极端情况下，过量的金属流量可能使模具溢出或以其它方式超过适当的边界并且损坏其它设备，同时不充分的流量可能使金属在到达模具边界之前冷却和凝固并且导致铸锭具有不合乎期望的形状或其它负面特性。

保持适当的流量控制可能由于流动行为中可能发生的波动而是具有挑战性的，甚至在稳定地保持和不改变其它变量的情况下也是如此。以这样的导管为例：可以通过将锥形销移动为较靠近或较远离与导管的类似锥形开口的接合来在不同程度上闭合导管。即使销保持在恒定位置处，通过部分阻塞的开口的流速也可能根据许多因素而变化，如模具中的销后面的熔融金属的量和重量、流动金属的成分、温度等。

通常，这种波动通过自动化算法解释，所述自动化算法检测模具中的金属液位，将检测到的液位与目标液位（例如，设定值）进行比较并且通过改变销位置（或其它某个流量控制装置的其它设置）来进行响应，从而解决检测到的液位与目标液位之间的差异。例如，可以响应于确定检测到的液位略低于设定值而将销开启较小量，响应于较大的已确定缺陷而将销开启较大量，并且在记录到检测到的液位高于设定值时在闭合方向上递增地移动销。

尽管这种算法可以提供用于减轻液位偏差的有用控制，但是仍然可能出现流量控制问题。例如，在这种算法的操作中，当流速要求突然改变时，实际的金属液位可能将设定值“过冲（overshoot）”或“下冲（undershoot）”显著的量。这种过冲或下冲可能负面地影响工艺控制，使铸造中止（例如，由于检测到的液位落在批准参数之外）或以其它方式负面地影响铸造工艺。

发明内容

本专利中使用的术语“发明（invention）”和“本发明（the invention、thisinvenion和the present invention）”旨在广泛地指代此专利的所有主题和下文的专利权利要求。含有这些术语的陈述应理解为不限制本文所描述的主题或不限制下文的专利权利要求的含义或范围。本专利所涵盖的本发明的实施例由下文的权利要求限定，而不是由此发明内容限定。此发明内容是本发明的各个实施例的高级概述，并且介绍了在下文的具体实施方式部分中进一步描述的概念中的一些。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求理解本主题。