用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備和用于制造鑄造構件的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備以及一種鑄造系統和一種用于制造鑄造構件的方法，加工設備包括用于冷卻鑄造坯件的噴射裝置，該噴射裝置包括至少一個用于至少在時間、位置或量上可變地將流動性介質施加到鑄造坯件的至少一個區段上的噴嘴裝置，該加工設備還包括用于測量鑄造坯件的至少一個區段上的溫度的溫度測量裝置和用于根據測得的溫度控制和調節噴嘴裝置的控制裝置。
【專利說明】
用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備和用于制造鑄造構件的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備以及一種用于制造鑄造構件的鑄造系統，該鑄造系統包括鑄造機和加工設備。本發明還涉及一種用于制造鑄造構件的方法。
【背景技術】
[0002]原則上已知在壓鑄方法中通常使用熔點低的金屬材料，所述壓鑄方法是用于制造批量構件的工業鑄造方法。在此，尤其是液態熔體在約I OMPa至120MPa的高壓下并且以相對高的例如直至120m/s的模具填充速度被壓入壓鑄模具中，該壓鑄模具也可稱為型腔，在該型腔中熔體凝固成鑄造坯件。有利的是，在該壓鑄方法中以永久模具并且因此沒有相應所需的模型的情況下工作，從而在此在制造批量構件時產生低的制造費用。例如以壓鑄方法制造的結構構件(優選鎂和鋁結構構件)以已知方式在熱狀態下從鑄造機中被取出并且隨后在鑄造系統內在壓力機中被粗去毛刺。但精去毛刺要在很長時間之后進行，即在從鑄造機中取出的鑄造坯件被冷卻到室溫(通常指25°C)時進行。這表示，第二去毛刺過程、即精去毛刺過程必須借助在附加的壓力機中的另一附加的沖壓工具進行，該壓力機有可能設置在鑄造系統之外。此外，原則上已知，鑄造坯件在冷態下大多還必須進行費時且昂貴的手動矯正，以便達到可能會要求的構件公差。
【發明內容】
[0003]因此，本發明的任務在于，至少部分消除在用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備以及用于制造鑄造構件的鑄造系統中的上述缺點。本發明的任務尤其在于，提供一種用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備以及一種用于制造鑄造構件的鑄造系統和尤其是提供一種用于制造鑄造構件的方法，借助它們可以以簡單且低成本的方式制造鑄造構件，在制造鑄造構件時可以省卻依次分開進行的加工步驟，如相互分開的粗去毛刺和精去毛刺和與此分開進行的矯正過程。有利的是，鑄造構件應在一個鑄造系統內制造并且尤其是加工。
[0004]上述任務通過一種具有權利要求1特征的用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備和一種具有權利要求7特征的用于制造鑄造構件的鑄造系統以及一種具有權利要求8特征的用于制造鑄造構件的方法來解決。本發明的其它特征和細節由從屬權利要求、說明書和附圖給出。在此，結合加工設備所說明的特征和細節當然也適于與用于制造鑄造構件的按照本發明的鑄造系統或按照本發明的方法相結合并且相應地反之亦然，從而關于各個發明方面的公開內容始終相互參考或者說可相互參考。
[0005]根據本發明的用于加工澆鑄的鑄造坯件的加工設備包括用于冷卻鑄造坯件的噴射裝置，該噴射裝置包括至少一個用于至少在時間、位置或量上可變地將流動性介質施加到鑄造坯件的至少一個區段上的噴嘴裝置，加工設備還包括用于測量鑄造坯件至少一個區段上的溫度的溫度測量裝置和用于根據測得的溫度控制和調節噴嘴裝置的控制裝置。鑄造坯件本身優選是在鑄造過程后產生的管件，但接下來仍須被加工并且尤其是被矯正和去毛刺，從而可由該鑄造坯件產生鑄造構件，該鑄造構件根據本發明理解為完成的例如可設置于構件組中的構件。加工設備本身優選用于接下來對尤其是借助鑄造機澆鑄的鑄造坯件進行加工。為此，加工設備包括噴射裝置，該噴射裝置包括至少一個噴嘴裝置，所述噴嘴裝置用于將流動性介質、優選水-空氣混合物施加到至少鑄造坯件區段上。噴射裝置的噴嘴裝置本身例如可以是靜態的，即相對于待冷卻鑄造坯件不可運動地設置或相對于待冷卻鑄造坯件可運動地設置。因此，當噴嘴裝置靜態設置在噴射裝置內時，鑄造坯件可沿加工或運輸路徑穿過噴射裝置沿噴嘴裝置運動或從噴嘴裝置旁運動經過。此外也可想到，鑄造坯件不僅以平移運動在運輸路徑的方向上沿噴嘴裝置運動，而且也圍繞其縱軸線旋轉地沿噴嘴裝置運動，從而存在如下可能性，即，可借助噴嘴裝置將流動性介質施加到鑄造坯件的任何區段上。在噴嘴裝置本身相對于待冷卻鑄造坯件可運動地設置的情況下，噴嘴裝置可沿優選靜態并且因此不可運動地設置在噴射裝置內的鑄造坯件運動，以便能夠實現將流動性介質施加到鑄造坯件的任何區段上。有利的是，基于溫度測量裝置測得的值確定流動性介質應以多少量、以何混合比、在多長時間上被施加到鑄造坯件的哪個區段上。
[0006]有利的是，溫度測量裝置在鑄造坯件的至少一個區段上測量鑄造坯件的溫度，該溫度測量裝置因此構成加工設備的單元，也可想到，溫度測量裝置在鑄造坯件的不同區段上檢測其溫度。
[0007]與溫度測量裝置并且優選與噴嘴裝置以數據通信的方式連接的控制裝置有利地用于根據測得的溫度至少控制或調節噴嘴裝置。因此，該控制裝置可限定流動性介質應以多少量、在多長時間上和/或以何混合比施加到鑄造坯件的哪個區段上。
[0008]有利的是，加工設備一方面用于冷卻鑄造坯件并且另一方面也有利地用于矯正鑄造坯件，如在下面還將詳細說明的那樣。有利的是，借助根據本發明的加工設備基于可精確計量的流動性介質將鑄造坯件冷卻到優選小于80°C并且特別優選小于50°C的溫度，從而在接下來的步驟中可有利地在鑄造系統內在一個單獨的加工步驟中實現粗去毛刺以及精去毛刺。
[0009]有利的是，根據本發明的加工設備包括用于測量鑄造坯件的至少一個幾何參數的幾何參數測量裝置。因此，幾何參數測量裝置優選是加工設備的單元并且特別優選也與控制裝置有線或無線地以數據通信的方式連接，以便將檢測到或測得的測量值傳輸給控制裝置，控制裝置隨后確定是否存在鑄造坯件的幾何參數偏差并且尤其是單個尺寸偏差。有利的是，控制裝置因此不僅可基于溫度測量裝置的測量值而且也可有利地基于幾何參數測量裝置的測量值控制所述至少一個噴嘴裝置，使得所述至少一個噴嘴裝置在限定的時間間隔中將限定量的流動性介質量優選以限定的混合比施加到鑄造坯件的限定區段或區域上，以便特定地冷卻鑄造還件并且因此通過流動性介質有針對性地流向鑄造還件來有針對性地抵抗可能出現的變形。
[0010]有利的是，所述加工設備包括用于比較測得的溫度值與溫度參考值和/或比較測得的幾何參數值與幾何參數參考值的比較裝置。因此，比較裝置特別優選與控制裝置以數據通信的方式連接并且比較獲得的實際值與例如存儲于存儲裝置中的規定值，比較裝置優選也是加工設備的單元。存儲裝置優選是控制裝置的單元，但也可以是獨立的單元。所述值的平衡例如導致流動性介質限定地施加到鑄造坯件的限定區段上并且因此導致限定地冷卻和/或矯正鑄造坯件以及導致停止冷卻和/或停止矯正。
[0011]在本發明的范圍內還可以的是，所述噴嘴裝置具有至少一個用于將兩種互不相同的可流動物質施加到鑄造坯件上的雙物質噴嘴，借助該雙物質噴嘴可將兩種可流動物質在量上可變地組合成所述流動性介質。因此可想到，流動性介質、如水-空氣混合物可在其混合比中靈活變化。有利的是，將流動性介質以噴霧形式施加到鑄造坯件上并且尤其是鑄造坯件的至少一個區段上。有利的是，在流動性介質、尤其是水-空氣混合物的情況下水滴被精細霧化地噴射到構件上，在本發明的范圍內出發點在于，水滴被越細地霧化，萊頓弗羅斯特效應就越小。萊頓弗羅斯特效應描述這樣一種物理效應，該物理效應包括延遲的物質轉換、尤其是物態在時間上延長的變化。因此，基于萊頓弗羅斯特效應可能不利的是，所力求的冷卻鑄造坯件的短時間例如可能由于鑄造坯件和冷卻介質之間積聚的蒸汽層而延長。因此在本發明的范圍內在量上僅噴出與可無殘留地蒸發的水一樣多的噴霧。有利的是，根據噴射持續時間或鑄造坯件溫度以實時調節的方式調節噴霧量。有利的是，由此尤其是通過持續減少噴射的水量可防止水積聚在鑄造坯件上并且因此避免鑄造系統內與之有關的水遺留，從而尤其是在冷卻階段的最后時間段上優選僅噴射空氣。
[0012]此外可想到，噴射裝置包括多個靜態設置的或相對于待冷卻鑄造坯件可運動地設置的噴嘴裝置，所述噴嘴裝置彼此間隔開地設置在噴射裝置內。因此，噴射裝置有利地可包括兩個或更多噴嘴裝置，它們優選相互獨立地借助控制裝置控制或調節。因此有利的是，噴射裝置的每個噴嘴裝置將不同于噴射裝置的另一噴嘴裝置的量的流動性介質或具有不同混合比的流動性介質施加到鑄造坯件彼此不同的區段或區域上。由此能夠實現限定地冷卻鑄造坯件的各個區段，從而又有利地通過限定的冷卻來有針對性地抵抗出現的變形或通過限定的冷卻進行有針對性的矯正。
[0013]此外可想到，噴射裝置包括用于相對于噴嘴裝置定位鑄造坯件的澆鑄夾具。借助該澆鑄夾具，鑄造坯件可有利地固定在噴射裝置內，從而在冷卻時出現的收縮不影響夾緊位置。
[0014]此外，要求保護一種用于制造鑄造構件的鑄造系統，其包括至少一個具有至少一個用于產生鑄造坯件的型腔的鑄造機和至少一個根據上述權利要求1至6至少之一的加工設備。因此，有利的是要求保護一種還包括上述類型的加工設備的用于制造鑄造構件的鑄造系統。在本發明的范圍內，在鑄造系統內可有利地產生、冷卻和加工鑄造坯件，從而由此省卻鑄造區域和加工區域之間的運輸行程。有利的是，通過如下方式也省卻了附加的制造步驟，即，可在鑄造系統內將澆鑄的鑄造坯件在冷卻后去毛刺并且也優選同時矯正，其中，粗去毛刺和精去毛刺優選在一個加工步驟期間進行。“去毛刺”在本發明的范圍內可理解為對鑄造坯件的機械加工，在該機械加工中，除去了澆鑄和溢流系統。鑄造機(其也可稱為壓鑄機)優選具有模具閉合單元，該模具閉合單元用于打開和閉合壓鑄模具和尤其是型腔。有利的是，模具閉合單元本身具有用于容納固定澆鑄模具半部的固定的機器板和用于容納液壓頂出器的可運動的機器板。有利的是，可運動的機器板借助導向柱導向。固定的機器板和可運動的機器板例如借助閉鎖缸閉合。用于制造鑄造坯件的液態材料、即熔體例如從壓鑄室借助壓鑄活塞被壓入模具或型腔中，根據所使用機器的類型尤其是可在熱室法和冷室法之間對它們加以區分。
[0015]本發明的鑄造系統具有所有已就根據本發明第一方面的按照本發明的加工設備所說明的優點。
[0016]此外，要求保護一種用于制造鑄造構件的方法，其至少包括下述步驟:
[0017]—借助鑄造機在鑄造機的至少一個型腔內澆鑄鑄造坯件，
[0018]—借助溫度測量裝置測量澆鑄的鑄造坯件的至少一個區段的溫度，并且
[0019]—借助由加工設備施加到鑄造坯件上的流動性介質加工澆鑄的鑄造坯件。鑄造構件本身優選是加工后的鑄造坯件，該鑄造坯件在鑄造機的型腔中澆鑄或制造出并且為了加工可轉移到加工設備上。有利的是，夾具或運輸裝置用于將鑄造坯件從鑄造機的型腔轉移到加工設備，鑄造機和加工設備有利地構成一個共同的鑄造系統的單元或設備。在加工鑄造坯件后產生鑄造構件，該鑄造構件因此可作為完成的構件集成到構件組中。為了確定應借助流動性介質加工鑄造坯件的哪些區段而使用用于測量溫度的溫度測量裝置，該溫度測量裝置尤其可以是溫度測量系統、如熱敏元件或溫度傳感器等或必要時也可以是熱成像攝像機。溫度測量裝置有利地實時檢測澆鑄的鑄造坯件的溫度并且將檢測到的溫度測量值例如傳輸到用于比較檢測的測量值與相應存儲于存儲裝置中的參考值的比較裝置。基于比較值控制或調節鑄造坯件的加工。這表示，一旦鑄造坯件例如被冷卻到低于50°C的溫度，則終止向至少鑄造坯件限定區段中施加流動性介質。
[0020]有利的是，通過按照本發明的方法至少可以借助流動性介質冷卻或矯正所述鑄造坯件。因此有利的是，在冷卻期間也可同時進行用于將鑄造坯件加工成鑄造構件的第一加工步驟、即鑄造坯件的矯正，術語“矯正”在本發明的范圍內理解為有針對性地在時間和位置上可變地冷卻鑄造坯件。尤其是考慮到實際的鑄造過程本身和隨后的冷卻階段都可構成鑄件變形的原因，歸功于流動性介質的施加，可通過有針對性地在時間和位置上可變地冷卻鑄造坯件的各個區段或位置，尤其是通過不均勻的溫度分布產生應力。因此，可通過冷卻有針對性地抵抗出現的變形或進行有針對性地矯正。因此有利地省卻了冷卻過程后所需的矯正過程。在本發明的范圍內可以有利的是，冷卻過程和矯正過程的設計尤其是通過模擬支持來進行。
[0021 ]此外可想到，將流動性介質以噴霧形式施加到鑄造坯件上，在時間、位置和/或量上借助控制裝置控制介質的施加。因此可借助控制裝置控制噴嘴裝置，噴嘴裝置本身相對于待冷卻鑄造坯件剛性或亦相對于其可運動地設置。尤其是當噴嘴裝置(也可在噴射裝置內設置多個噴嘴裝置)靜態設置在或不可運動地設置在噴射裝置中時，則有利的是，鑄造坯件本身在運輸路徑的方向上沿所述至少一個噴嘴裝置運動或在該噴嘴裝置旁運動經過并且優選圍繞其縱軸線轉動，從而能夠實現借助通過噴嘴裝置霧化的流動性介質潤濕鑄造坯件的任何區段。還可想到，噴嘴裝置本身也相對于鑄造坯件可運動地設置，有利的是，噴嘴裝置可在三個平移自由度以及三個轉動自由度上相對于待冷卻鑄造坯件運動地設置在噴射裝置內。此外可想到，不僅噴嘴裝置本身、而且待冷卻鑄造坯件也可運動地設置在噴射裝置內，從而因此鑄造坯件及噴嘴裝置可彼此相對運動。有利的是，當噴射裝置內設有多個噴嘴裝置時，每個噴嘴裝置單獨借助例如控制裝置控制，從而可想到每個噴嘴裝置將互不相同的量的流動性介質以不同的時間間隔和不同的混合比施加到待冷卻鑄造坯件的分別的區段或區域上。有利的是，實時監控并且調節每個噴嘴或噴嘴裝置的流動性介質的流量，尤其是對此使用控制裝置。有利的是，控制裝置本身是加工設備的單元并且與噴嘴裝置有線或無線地以數據通信的方式連接。還可想到，在設有多個噴嘴裝置時，所述噴嘴裝置之中的一些噴嘴裝置靜態設置或者說不可運動地設置，而所述噴嘴裝置之中的其余噴嘴裝置動態設置或者說可運動地設置在噴射裝置內。因此可想到，噴射裝置包括動態噴嘴區或靜態噴嘴區或者除了靜態噴嘴區外還包括動態噴嘴區。
[0022]此外可以的是，幾何參數測量裝置測量澆鑄的鑄造坯件的至少一個幾何參數。澆鑄的鑄造坯件的幾何參數例如是長度或寬度或角度或可比較的值，幾何參數測量裝置優選是加工設備的單元或單獨的單元或裝置，其與加工設備無線或有線地以數據通信的方式連接。有利的是，幾何參數測量裝置是光學距離測量裝置。有利的是，幾何參數測量裝置至少與比較裝置和/或控制裝置無線或有線地以數據通信的方式連接，以便將檢測到或測得的幾何參數值并且尤其是幾何參數實際值傳輸給比較裝置和/或控制裝置。
[0023]在本發明的范圍內，比較裝置比較由溫度測量裝置測得的溫度值與溫度參考值和/或比較由幾何參數測量裝置測得的幾何參數值與幾何參數參考值。比較裝置本身在此例如可以是加工設備的單元或裝置或者也可以是單獨或獨立的裝置，其僅與加工設備無線或有線地以數據通信的方式連接。有利的是，比較裝置尤其是與控制裝置以數據通信的方式連接。參考值、尤其是如幾何參數參考值和/或溫度參考值例如存儲于比較裝置的存儲裝置中，存儲裝置也可以是獨立于比較裝置的裝置，其僅無線或有線地與比較裝置以數據通信的方式連接。比較裝置本身用于規定值一實際值詢問或規定值一實際值比較，在此比較由溫度測量裝置或幾何參數測量裝置檢測到的值與存儲的參考值。有利的是，比較裝置還用作分析裝置并且基于在規定值和實際值之間的比較來確定是否需要在鑄造坯件的限定區段內加工鑄造坯件。這表示，基于檢測到的值、即溫度值和/或幾何參數值確定須在鑄造坯件的哪個區段內以何混合比在多長時間上施加流動性介質，以便尤其是為了隨后的去毛刺充分冷卻鑄造坯件以及也實現鑄造坯件的矯正。
[0024]因此也可想到，在檢測到鑄造坯件的至少一個幾何參數值和/或尤其是至少一個溫度值后，將所述至少一個檢測到的數據與優選存儲于存儲裝置、如數據庫中的關于幾何參數和/或溫度的值進行比較，隨后可以開啟或激活相應存儲的加工程序和尤其是噴射程序。這表示，可針對關于不同待制造鑄造構件的溫度和/或幾何參數的不同數據存儲不同的噴射程序，這些噴射程序可在考慮檢測到的值或數據的情況下運行。由此有利地避免持續測量或檢測各個值、如鑄造坯件的溫度和/或幾何參數。噴射程序或噴射方案例如規定須控制哪個噴嘴裝置、哪個噴嘴裝置須將多少介質量以何混合比施加到鑄造坯件上和/或噴嘴裝置應如何相對于鑄造坯件運動或鑄造坯件應如何相對于噴嘴裝置運動。
[0025]在本發明的范圍內還可想到，將所述鑄造坯件在一個加工步驟期間粗去毛刺和精去毛刺。這表示，優選在冷卻后在一個工作步驟中并且優選在加工設備內進行全部去毛刺。根據本發明有利地避免了在粗去毛刺之后借助附加裝置進行附加的精去毛刺，由此可低成本且省時地將鑄造坯件加工成鑄造構件。
[0026]此外可想到，在根據上述權利要求7所述的鑄造系統內制造鑄造構件。因此可以有利的是，在根據上述類型的鑄造系統內制造鑄造構件，從而有利地省卻了從鑄造系統運出鑄造坯件以便去毛刺并且尤其是以便對鑄造坯件精去毛刺和/或附加矯正，從而可有利地節省運輸行程和運輸成本。
[0027]有利的是，將根據上述權利要求1至6至少之一所述的和因此根據上述類型的加工設備用作用于加工鑄造坯件的加工設備。
[0028]所描述的方法具有所有已就根據本發明第一方面的加工設備和/或鑄造系統所說明的優點。
【附圖說明】
[0029]下面參考附圖詳細說明按照本發明的加工設備的實施方式以及用于加工鑄造坯件的流程或方法。示意性顯示的附圖如下:
[0030]圖1為按照本發明的加工設備的一種實施方式的功能圖；
[0031]圖2為關于用于加工鑄造坯件的方法的一種實施方式的流程圖；
[0032]圖3為關于用于加工鑄造坯件的方法的另一種實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]具有相同功能和作用方式的元件在圖1至3中分別設有同一附圖標記。
[0034]圖1示意性示出用于加工鑄造坯件20的加工設備I的一種實施方式的功能圖。該加工設備I包括噴射裝置2，所述噴射裝置具有噴嘴裝置3并且尤其是具有多個噴嘴裝置3.1至3.7。噴嘴裝置3或3.1至3.7沿運輸路徑T設置在加工設備I內，以便將流動性介質M施加到至少鑄造坯件20區段或區域上。有利的是，各個噴嘴裝置3、3.1至3.7沿運動方向B并且尤其是沿X、Y和/或Z方向或者說沿X、Y、Z軸方向相對于待冷卻鑄造坯件20可運動地設置。此外，噴嘴裝置3、3.1至3.7可圍繞乂、￥和/或2軸轉動或旋轉并且因此可沿0^07、02轉動方向運動。但也可想到，各個噴嘴裝置3、3.1至3.7靜態設置在加工設備中，從而僅鑄造坯件20沿運輸路徑T運動。
[0035]有利的是，鑄造坯件20具有縱軸線L，鑄造坯件20可圍繞該縱軸線L沿轉動方向D轉動或旋轉，從而可以將流動性介質M施加到鑄造坯件20的任何區段上。此外可想到，噴嘴裝置3、3.1至3.7可圍繞鑄造坯件20旋轉地設置或運動，從而噴嘴裝置3或者說噴嘴裝置3.1至3.7因此可圍繞鑄造坯件20的縱軸線L旋轉。有利的是，噴嘴裝置3、3.1至3.7具有沿平移方向并且因此沿X、Y和Z方向至少三個自由度，并且沿轉動方向并且因此有利地沿Dx、Dy、Dz轉動方向具有三個自由度。
[0036]此外，加工設備I包括溫度測量裝置4以及幾何參數測量裝置5，它們沿運輸路徑T設置，以便能夠測量或檢測鑄造坯件20的溫度尤其是表面溫度或幾何參數、如長度或寬度或角度。有利的是，溫度測量裝置4和/或幾何參數測量裝置5相對于鑄造坯件20可運動地設置，以便能夠經過鑄造坯件20的任何區段，從而因此能夠在任何區段中檢測鑄造坯件20的溫度或尺寸。溫度測量裝置4和/或幾何參數測量裝置5的可能的運動自由度參見噴嘴裝置
3、3.1至3.7的上述運動自由度，當前假設溫度測量裝置4和/幾何參數測量裝置5也可進行相應運動。這表示，如已經關于噴嘴裝置3、3.1至3.7所提到的那樣，可想到溫度測量裝置4和/或幾何參數測量裝置5也可以是靜態的并且因此相對于鑄造坯件20不可運動地設置，但在此情況下需要鑄造坯件20至少沿平移方向T運動或轉動方向D、即沿旋轉方向D圍繞其縱軸線L運動。此外可想到，幾何參數測量裝置5和/或溫度測量裝置4包括多個測量裝置，這些測量裝置彼此間隔開地設置在加工設備I中。
[0037]有利的是，各個噴嘴裝置3、3.1至3.7以及溫度測量裝置4和幾何參數測量裝置5通過數據通信線路6與比較裝置10連接。在此也可想到，在噴嘴裝置3、3.1至3.7、溫度測量裝置4和/或幾何參數測量裝置5與比較裝置10之間的數據傳輸可無線地例如通過藍牙或WLAN等進行。比較裝置10有利地用于將由溫度測量裝置4和/或幾何參數測量裝置5獲得的關于鑄造坯件20的溫度、尤其是表面溫度或各個尺寸或幾何參數值的實際值與尤其是有利地存儲于比較裝置10的存儲裝置10.1中的參考值進行比較。有利的是，比較裝置10也包括分析裝置10.2，該分析裝置用于確定鑄造坯件20的哪個區段仍須被施加以流動性介質M和/或流動性介質M須具有何混合比和/或應在多長時間范圍內以流動性介質M潤濕鑄造坯件20的相應區段，尤其是以便實現鑄造坯件20連續且均勻的冷卻并且在冷卻期間有利地避免構件變形。
[0038]此外，在圖1中以附圖標記7表示控制裝置，該控制裝置有利地用于根據要求來控制噴射裝置2的各個噴嘴裝置3、3.1至3.7。可想到，在檢測到鑄造坯件20的溫度或至少一個溫度值后和/或在檢測到鑄造還件20的幾何參數或至少一個幾何參數值后，例如促使控制裝置7激活或關停至少一些所述噴嘴裝置3、3.1至3.7、控制或調節它們的噴射持續時間和/或它們的流動性介質混合比等。
[0039]在圖2中示出關于用于加工鑄造坯件的方法的流程圖，在步驟SI中將來自鑄造機的鑄造坯件提供給加工設備。在接下來的步驟S2中，流動性介質、尤其是水-空氣混合物流向并且尤其是借助噴嘴裝置潤濕鑄造坯件并且尤其是鑄造坯件的至少一個區段。在接下來的步驟S3中，有利的是，借助溫度測量裝置測量或檢測鑄造坯件至少一個區段的溫度并且尤其是表面溫度并且將其輸送給比較裝置，該比較裝置在步驟S4中比較檢測到的溫度值(其也可稱為溫度實際值)與溫度參考值、尤其是極限值，所述溫度參考值、尤其是極限值有利地存儲于比較裝置的存儲裝置中并且也可稱為溫度規定值。當測得的溫度實際值高于溫度參考值時，以步驟S2繼續并且繼續以流動性介質潤濕相應區段，直至測得的溫度實際值達到溫度參考值或極限值，所述溫度參考值或極限值有利地為50°C或更低。因此，當測得的溫度實際值達到極限值時，比較裝置獲知至少該被測量的鑄造坯件區段充分冷卻，從而可以將鑄造坯件進行精去毛刺。為此，可以在下一步驟S5中將鑄造坯件和尤其是冷卻的鑄造坯件取出于噴射裝置并且可以供應給去毛刺區域。因此在最后一個步驟S6中去毛刺，去毛刺尤其是粗去毛刺和精去毛刺的組合。在鑄造坯件去毛刺后形成鑄造構件，該鑄造構件因此可置于在用于制造最終產品的構件組中。此外可想到，尤其是當去毛刺本身并且尤其是精去毛刺或粗去毛刺(如步驟S6所示)設置在噴射裝置(該噴射裝置尤其是加工設備的組成部分)內時，省卻了步驟S5和尤其是省卻了從噴射裝置取出冷卻的鑄造坯件。
[0040]在圖3中示出用于加工鑄造坯件的方法的另一種實施方式的流程圖，在此，除了單純冷卻鑄造坯件、尤其是鑄造坯件的區段外也示出鑄造坯件的矯正。有利的是，將鑄造坯件在型腔并且尤其是鑄造機中制造后在步驟SI期間提供給加工設備I，在接下來的步驟S7中，有利地借助幾何參數測量裝置測量鑄造坯件，從而例如可測量鑄造坯件的長度和/或寬度和/或其角度和尤其是其所有幾何參數。還可想到，在測量鑄造坯件期間或者說在檢測鑄造坯件的至少一個幾何參數值期間，鑄造坯件至少暫時在測量裝置中轉動或運動，以便能夠測量鑄造坯件的各個區域或區段。但也可想到，僅測量裝置或所述至少一個測量裝置可沿鑄造坯件的至少一個區段運動，以便檢測所述至少一個幾何參數值。因此也可以的是，不僅鑄造坯件而且所述至少一個測量裝置可相對運動。
[0041]在借助比較裝置分析關于鑄造坯件幾何參數的測量數據期間，尤其是如在圖3的步驟S8.1所示那樣，有利地可以與分析過程或規定值一實際值比較過程并行或同時地將鑄造坯件例如運輸到噴射裝置中或轉移給該噴射裝置，如尤其是以步驟S8.2示出那樣。因此可想到，幾何參數測量裝置和噴射裝置是相互分開的裝置，為了加工可在它們之間轉移鑄造坯件。但也可想到，測量裝置和噴射裝置構成一個共同的用于加工鑄造坯件的裝置，從而因此可省卻步驟S8.2。比較裝置一方面鑒于有利地存儲于比較裝置的存儲裝置中的參考值分析檢測到的幾何參數值并且另一方面在接下來的步驟S9中檢驗可能的檢測到的幾何偏差是否位于預規定的公差范圍內。如檢測到或測得的尺寸或幾何參數等于預規定的參考值或者它們位于允許的公差范圍內，則在下一步驟S3中有利地借助溫度測量裝置檢測鑄造坯件的溫度并且尤其是表面溫度。檢測到的溫度測量值(其也可稱為溫度實際值)又被傳輸給比較裝置，該比較裝置在步驟S4中比較獲得或測得的溫度實際值與相應的參考值或溫度極限值并且尤其是溫度規定值，其中，溫度極限值又有利地存儲于比較裝置的存儲裝置中。當測得的溫度實際值大于預規定的溫度極限值時，向鑄造坯件的至少一個區段并且優選一些區段施加以流動性介質，如尤其是在步驟S2中示出那樣。有利的是，在向鑄造坯件施加以流動性介質期間或之后又借助溫度測量裝置進行溫度測量，以便能夠確定，鑄造坯件的溫度是否達到預規定的溫度極限值。因此有利的是，在向鑄造坯件施加以流動性介質期間如以步驟S3所示那樣，持續地進行溫度測量，并且如在步驟S4中所示那樣，比較檢測到的溫度值與存儲的溫度極限值，從而能夠實時確定溫度極限值的達到。如比較裝置檢測到溫度實際值達到溫度極限值或低于溫度極限值，則如在步驟S5中所示那樣有利地從噴射裝置中取出鑄造坯件并且尤其是冷卻的鑄造坯件并且將其供應給用于粗去毛刺和精去毛刺的去毛刺過程，在此，去毛刺過程本身也可在噴射裝置中進行。
[0042]當幾何參數測量裝置在之前的步驟S8.1中檢測到了幾何參數偏差或尺寸偏差并且所述檢測到的尺寸偏差未位于預規定的公差范圍內時，如在步驟S9中所示那樣，則有針對性地向鑄造坯件的一些區段施加以流動性介質，如在步驟SlO中示出那樣。在冷卻或噴射冷卻鑄造坯件后，例如在步驟Sll中所示那樣，將該鑄造坯件又取出于噴射裝置并且供應給用于測量幾何參數并且用于確定鑄造坯件的至少一個幾何參數值的測量裝置。因此，以步驟SI I表示鑄造坯件的運輸。但也可想到，如上所述那樣，測量裝置和噴射裝置構成一個共同的裝置，從而在測量和冷卻的各個步驟之間不需要運輸鑄造坯件。在此情況下，步驟Sll可理解為在以流動性介質有針對性地施加到或流向鑄造坯件的一些區段之后或至少在此期間暫時這樣操作鑄造坯件，使得該鑄造坯件例如可在組合的測量和噴射裝置內運動并且尤其是圍繞特定轉動軸線或縱軸線在不同方向上轉動。在此情況下，步驟Sll和下面解釋的步驟S12有利地同時進行。
[0043]在圖3的步驟S12中，例如在流動性介質有針對性地流向鑄造坯件期間并且優選之后借助幾何參數測量裝置又進行幾何參數測量，以便再次獲得幾何參數實際值，所述幾何參數實際值被傳輸給比較裝置。該比較裝置又在步驟S13.1中對檢測到的幾何參數值進行規定值一實際值比較。在對數據或測量值進行分析期間可想到，將鑄造坯件又取出于測量裝置并且轉移到噴射裝置，如尤其是以步驟S13.2示出那樣，該步驟有利地與步驟S13.1并行或同時進行。但當測量裝置和噴射裝置構成一個共同的裝置時，則步驟13.2尤其是表示這樣操作鑄造坯件，即，在測量和/或分析測量數據期間對鑄造坯件進行噴射冷卻和/或持續測量并且檢測其幾何數據。當檢測到的幾何參數實際值等于優選存儲于存儲裝置中的幾何參數規定值或檢測到的幾何參數實際值位于預規定的公差范圍內時，在步驟S14之后進行上面已描述的步驟S3并且因此借助溫度測量裝置進行溫度測量。否則在步驟S15中確定是否滿足至少一個可能的剔除標準。剔除標準例如是鑄造坯件如此強的變形或過度冷卻的區域或區段，以致該鑄造坯件不能繼續借助流動性介質矯正或加工來產生相應的鑄造構件。因此，將不可再加工的鑄造坯件在步驟S16中剔除出加工設備并供應給廢品容器，如以步驟S17示出那樣。如鑄造坯件不滿足剔除標準，則該鑄造坯件繼續在限定的區段或區域中被施加以流動性介質，從而繼續進行構件矯正，如以步驟SlO示出那樣。
[0044]有利的是，借助用于加工或制造鑄造坯件的按照本發明的加工設備和按照本發明的方法省卻了去毛刺步驟和因此省卻了壓力機以及沖壓工具，這是因為尤其是粗去毛刺和精去毛刺可在冷卻鑄造坯件之后在一個加工步驟期間進行。此外，有利的是，不再需要晚些時候手動矯正部件，這尤其是因為可以借助也用于冷卻的流動性介質矯正構件。因此有利地減少了運輸和儲存成本。
[0045]附圖標記列表
[0046]I加工設備
[0047]2噴射裝置
[0048]3,3.1-3.7 噴嘴裝置
[0049]4溫度測量裝置
[0050]5幾何參數測量裝置
[0051]6數據通信線路
[0052]7控制裝置
[0053]10比較裝置
[0054]10.1存儲裝置
[0055]10.2分析裝置
[0056]20鑄造坯件
[0057]B運動方向
[0058]D轉動方向
[0059]Dx圍繞X軸的轉動方向
[0060]Dy圍繞Y軸的轉動方向[0061 ] Dz 圍繞Z軸的轉動方向
[0062]L縱軸線
[0063]M流動性介質
[0064]SI提供鑄造坯件
[0065]S2向鑄造坯件施加以流動性介質
[0066]S3測量溫度
[0067]S4比較溫度實際值與溫度極限值
[0068]S5取出冷卻的鑄造坯件
[0069]S6去毛刺
[0070]S7測量幾何參數
[0071 ] S8.1比較規定值一實際值
[0072]S8.2操作鑄造坯件
[0073]S9比較尺寸偏差與預規定的公差
[0074]SlO有針對性地向鑄造坯件施加以流動性介質
[0075]Sll操作鑄造坯件
[0076]SI 2測量幾何參數
[0077]S13.1規定值一實際值比較
[0078]S13.2操作鑄造坯件
[0079]S14比較確定的尺寸偏差與預規定的公差
[0080]S15確定是否滿足至少一個剔除標準[0081 ]SI 6剔除鑄造坯件
[0082]S17廢品
[0083]T運輸路徑
[0084]XX 軸
[0085]YY 軸
[0086]ZZ軸
【主權項】
1.用于加工澆鑄的鑄造坯件(20)的加工設備(I)，該加工設備包括用于冷卻鑄造坯件(20)的噴射裝置(2)，該噴射裝置包括至少一個用于至少在時間、位置或量上可變地將流動性介質(M)施加到鑄造坯件(20)的至少一個區段上的噴嘴裝置(3、3.1-3.7)，該加工設備還包括用于測量鑄造坯件(20)至少一個區段上的溫度的溫度測量裝置(4)和用于根據測得的溫度控制和調節噴嘴裝置(3,3.1-3.7)的控制裝置(7)。2.根據權利要求1所述的加工設備(I)，其特征在于，所述加工設備(I)包括用于測量鑄造還件(20)的至少一個幾何參數的幾何參數測量裝置(5)。3.根據上述權利要求1或2所述的加工設備(I)，其特征在于，所述加工設備(I)包括用于比較測得的溫度值與溫度參考值和/或比較測得的幾何參數值與幾何參數參考值的比較裝置(10)。4.根據上述權利要求之一所述的加工設備(I)，其特征在于，所述噴嘴裝置(3、3.1_3.7)具有至少一個用于將兩種互不相同的可流動物質施加到鑄造坯件(20)上的雙物質噴嘴，借助該雙物質噴嘴可將兩種可流動物質在量上可變地組合成所述流動性介質(M)。5.根據上述權利要求之一所述的加工設備(I)，其特征在于，所述噴射裝置(2)包括多個靜態設置的或相對于待冷卻鑄造坯件可運動地設置的噴嘴裝置(3、3.1-3.7)，所述噴嘴裝置彼此間隔開地設置在噴射裝置(I)內。6.根據上述權利要求之一所述的加工設備(I)，其特征在于，所述噴射裝置(2)包括用于相對于噴嘴裝置(3、3.1-3.7)定位鑄造坯件(2)的澆鑄夾具。7.用于制造鑄造構件的鑄造系統，該鑄造系統包括至少一個鑄造機和至少一個根據上述權利要求1至6至少之一所述的加工設備(I)，該鑄造機具有至少一個用于產生鑄造坯件的型腔。8.用于制造鑄造構件的方法，至少包括下述步驟: 一借助鑄造機在鑄造機的至少一個型腔內澆鑄鑄造坯件(20)， 一借助溫度測量裝置(4)測量澆鑄的鑄造坯件(20)的至少一個區段的溫度，并且 一借助由加工設備(I)施加到鑄造坯件(20)上的流動性介質(M)加工澆鑄的鑄造坯件。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，借助流動性介質(M)至少冷卻或矯正所述鑄造坯件(10)。10.根據上述權利要求8至9之一所述的方法，其特征在于，將所述流動性介質(M)以噴霧形式施加到鑄造坯件(20)上，其中，在時間、位置和/或量上借助控制裝置(7)控制介質(M)的施加。11.根據上述權利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，幾何參數測量裝置(5)測量澆鑄的鑄造坯件(20)的至少一個幾何參數。12.根據上述權利要求8至11之一所述的方法，其特征在于，比較裝置(10)比較由溫度測量裝置(4)測得的溫度值與溫度參考值和/或比較由幾何參數測量裝置測得的幾何參數值與幾何參數參考值。13.根據上述權利要求8至12之一所述的方法，其特征在于，將所述鑄造坯件(20)在一個加工步驟期間粗去毛刺和精去毛刺。14.根據上述權利要求8至13之一所述的方法，其特征在于，在根據上述權利要求7所述的鑄造系統中制造鑄造構件。15.根據上述權利要求8至14之一所述的方法，其特征在于，將根據上述權利要求1至6至少之一所述的加工設備(I)用作用于加工鑄造坯件的加工設備(I)。
【文檔編號】B22D17/20GK105873695SQ201580003545
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年3月11日
【發明人】A·芬特, H·莫里斯, L·舒爾茨-福韋克, R·舍希特爾
【申請人】寶馬股份公司