用于监控铸造期间的金属水平的系统和方法与流程

本公开总体上涉及金属铸造并且更具体地涉及用于监控金属铸造工艺的相关过程和系统。

背景技术：

1、熔融金属可以沉积到模具中以产生金属锭块。这些金属锭块可以使用例如直接激冷(dc)铸造或电磁铸造(emc)来形成。在dc铸造中，熔融金属通常被倾倒到浅水冷模具中。模具可以包括安装在伸缩液压台上以形成假底的底块。在熔融金属沉积到模具中之前，底块可以定位在模具底部处或附近。当熔融金属沉积到模具中时，熔融金属可以填充模腔，并且模具的外部和下部可以被冷却。熔融金属可以冷却并开始凝固，从而在熔融芯周围形成固态或半固态金属壳。随着底块下降，附加的熔融金属可能被馈入模腔。

2、在铸造工艺之前、期间和之后，模具和金属锭块可以由一个或多个传感器监控。例如，金属水平传感器可以测量模具中的熔融金属的高度。这些传感器中的许多传感器放置在模具中和周围，并且通常与锭块或模具进行物理接触。为了缓解操作员进入铸造环境和传感器与锭块接触的风险，可能需要使用不与锭块接触的系统从铸造环境外部监控铸造工艺。

技术实现思路

1、术语实施方案和类似术语意图广义地指代本公开和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施方案由下面的权利要求而非本
技术实现要素：
限定。本发明内容是本公开的各方面的高度概述，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容既非意图识别所要求保护的主题的关键或本质特征，也非意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。应通过参考本公开的完整说明书的适当部分、任何或全部附图以及每条权利要求来理解主题。

2、本文中的某些示例涉及用于在铸造工艺期间监控铸造系统的系统和方法。各种示例利用包括在铸造工艺期间将熔融金属沉积到一个或多个模具中的流槽的铸造系统。模具中的至少一者可以具有跨越模具的顶部与底部之间的多个侧壁。模具的顶部和底部可以是敞开的，从而允许熔融金属由流槽通过敞开的顶部沉积并允许凝固金属通过敞开的底部排出。所述系统可以包括一个或多个相机，其中至少一个相机的视野包括模具的至少一部分。例如，一个或多个相机的视野可以包括模具的顶部。计算机系统可以用于检测铸造操作期间的一个或多个事件，诸如模具中的金属水平或底块与金属锭块的一部分之间的距离。计算机系统可以基于检测到的事件中的一个或多个来确定适当动作和/或警告。

3、在各种示例中，提供了一种用于监控铸造操作的系统。所述系统可以包括：模具，所述模具具有模具壁，所述模具壁限定开口以接纳熔融金属；流槽，所述流槽被配置为在所述铸造操作期间将所述熔融金属沉积到所述模具开口中；相机，所述相机具有至少包括模具壁的一部分的视野并且被配置为捕捉与所述模具壁的所述部分相关联的光学数据；以及控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器被配置为执行存储在存储器中的非暂时性计算机可读介质上的指令。所述控制器可以使所述处理器执行包括以下各项的处理器操作：接收与所述模具壁的所述部分相关联的所述光学数据以及基于所述光学数据来确定所述模具中的所述熔融金属的水平。

4、在各种示例中，提供了一种监控模具的方法。所述方法可以包括使用铸造系统发起铸造操作。所述铸造系统可以包括模具，所述模具包括限定模具开口的模具壁。所述铸造操作可能导致熔融金属流入所述模具开口中。所述监控方法还可以包括使用相机捕捉与第一模具壁的一部分相关联的第一光学数据以及基于所述第一光学数据来确定所述模具中的熔融金属的水平。

5、在各种示例中，提供了一种用于监控模具的系统。所述系统可以包括：模具，所述模具包括模具壁，所述模具壁限定开口以接纳熔融金属；相机，所述相机具有至少包括模具壁的一部分的视野并且被配置为捕捉与所述模具壁的所述部分相关联的光学数据；以及控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器被配置为执行存储在存储器中的非暂时性计算机可读介质上的指令。所述控制器可以使所述处理器执行包括以下各项的处理器操作：捕捉与所述模具壁的所述部分相关联的第一光学数据以及基于所述第一光学数据来确定所述模具中的所述熔融金属的水平。

6、其他目的和优点将从以下非限制性示例的详细描述中变得显而易见。

技术特征：

1.一种用于监控模具的系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中捕捉所述第一光学数据包括改变所述相机的所述视野。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器操作还包括生成用于铸造操作的操作指令。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作指令是至少基于所述模具中的所述熔融金属的所述水平。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作指令包括用于至少调整所述熔融金属进入所述模具开口的流速的指令。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器操作还包括：

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述模具壁的所述部分包括所述相机可见的标志。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述标志被配置为帮助确定所述模具中的所述熔融金属的所述水平。

9.根据权利要求1所述的系统，其还包括流槽，所述流槽被配置为在所述铸造操作期间将所述熔融金属沉积到所述模具开口中。

10.根据权利要求9所述的系统，其中确定所述模具中的所述熔融金属的所述水平包括确定所述模具壁的所述部分的高度。

11.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作指令包括用于调整所述熔融金属进入所述模具开口的流速的指令。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述模具中的所述熔融金属的所述水平距所述模具的底部在20mm至90mm之间的范围内。

13.一种监控模具的方法，其包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括基于所述确定而生成用于与所述铸造操作一起使用的一个或多个组件的操作指令。

15.根据权利要求14所述的方法，其中调整所述铸造操作包括改变所述熔融金属进入所述模具开口的流速。

16.根据权利要求13所述的方法，其还包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一模具壁和所述第二模具壁是不同的模具壁。

18.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述模具中的所述熔融金属的所述水平包括将所述模具壁的所述部分的可见高度与已知高度进行比较。

19.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述模具中的所述熔融金属的所述水平包括区分与所述模具壁的所述部分相关联的所述第一光学数据和与所述熔融金属相关联的第二光学数据。

技术总结
监控系统可以监控模具中的熔融金属的水平。所述监控系统可以包括相机和计算机系统。所述相机可以被定位成捕捉或检测与定位在铸造环境中的一个或多个模具相关联的光学数据并将所述光学数据发送到所述计算机系统。例如，计算机系统可以确定模具中的熔融金属的水平。可以将模具中的熔融金属的水平与基线水平进行比较。计算机系统可以基于当前水平与基线水平之间的比较而生成操作指令。所述操作指令可以用于调整铸造工艺。

技术研发人员：J·R·B·麦卡勒姆
受保护的技术使用者：诺维尔里斯公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13