本发明涉及铝铸件冷却，具体为用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统。
背景技术：
1、铝铸件因其轻质、高强、良好的导热性能和可回收性，在汽车、航空航天、机械制造等领域得到了广泛的应用。铝铸件的制造过程中，冷却环节是至关重要的一步，它直接影响到铸件的微观结构、机械性能以及后续的加工和应用。传统的铝铸件冷却控制方法存在一些不足，主要表现在以下几个方面：
2、冷却均匀性问题：在铝铸件的冷却过程中，由于铸件不同区域的几何形状、壁厚、冷却介质的分布等因素的差异，导致冷却速度不一致，容易产生冷却不均匀现象，这可能会引起铸件内部的应力集中和变形，影响铸件的质量和性能；
3、冷却效率问题：传统的冷却方法可能由于冷却介质的温度控制不精确、冷却设备的布局不合理等原因，导致冷却效率不高，延长了生产周期，增加了能源消耗和生产成本；
4、冷却过程监控不足：在一些现有的冷却控制系统中，对铸件冷却过程的监控不够全面和精确，缺乏有效的温度监测和数据分析手段，难以及时发现和处理冷却过程中的异常情况；
5、冷却策略单一：现有的冷却控制系统往往采用固定的冷却策略，缺乏根据铸件的具体特性和生产条件进行动态调整的能力，无法满足不同类型和规格铝铸件的冷却需求；
6、为了解决上述缺陷，现提供技术方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决传统的冷却控制较为单一，无法满足不同铝铸件的冷却需求的问题，而提出用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，包括：
4、温度监测单元，用于采用阵列式温度监测方法对铸件表面及内部温度分布，具体步骤如下：
5、首先确定铸件的关键监测区域，将铸件按照逻辑分割为不同区域，针对不同区域的重要度进行评判，通过采集铸件不同区域的重评参数进行综合分析得到关键监测区域的壁厚、热梯度、冷时值、热节值、应力值、缺现值及形评值，归一化处理后，以壁厚与热梯度的乘积加上冷时值作为底圆半径建立底圆，以热节值、应力值及所缺现值之和作为高建立圆锥体模型，选取圆锥体模型顶点作为球心，形评值乘以权重因子为直径建立球形体模型；
6、再计算圆锥体与球形体形成的异形体的表面积，并记为重判值，并以此重判值作为衡量该区域重要度的评判标准；
7、将铸件所有分割的区域得到的重判值按照大小进行排序，并选取重判值位于前半部分的区域作为关键监测区域进行温度的监测；
8、针对关键监测区域布置温度传感器，完成温度传感器的布置后，分析存在盲区面积大于预设盲区的区域，并在该区域额外布置温度传感器，实现对整个铸件形成阵列式布局；
9、配置数据采集功能，用于收集传感器数据，并设置采样频率，确保对铸件冷却过程中捕捉到铸件关键区域的温度变化；
10、温度分析单元，用于对监测铸件关键区域温度进行分析并判断冷却异常；
11、冷却控制单元，用于根据冷却异常进行对应的冷却控制。
12、进一步的，所述温度监测单元中关键监测区域的壁厚、热梯度、冷时值、热节值、应力值、缺现值及形评值的分析过程如下：
13、厚壁为该区域铸件的平均壁厚，当平均壁厚越大，则该区域需要更长的冷却时间，其重要度更高；
14、热梯度为该区域铸件内部与表面或不同部分的温差，当热梯度越大，则冷却重要度越高；
15、冷却速率需求通过对该区域所需冷却的时间进行衡量，当该区域不同部分所需的冷却时间不同时，计算该区域所有部分的冷却时间均值，并记为冷时值，当冷时值越小，则该区域的冷却重要度越高；
16、局部热节及应力集中区域为该区域铸件出现局部热点或热节及应力集中区域的总面积，分别记为热节值及应力值，当该区域没有局部热点或热节及应力集中区域时，则该区域的热节值及应力值为0，当热节值或应力值越大，则冷却需求越高，对应的冷却重要度越高；
17、历史缺陷记录为该区域出现冷却缺陷的次数，并记为缺现值，并以此缺现值作为衡量该区域历史缺陷记录影响重要度的标准；
18、区域几何形状为对铸件该区域的几何形状赋予1-100的复杂度评分，并记为形评值，将此形评值作为衡量该区域几何形状的标准，当形评值越大，则该区域的几何形状的复杂度越大，对应的冷却重要度越高。
19、进一步的，所述温度分析单元分析的具体操作步骤如下：
20、将获取的不同关键区域监测到的温度分别记为，归一化处理后代入以下公式：得到温度均值，式中为每个关键区域监测到的温度；
21、再将温度均值代入以下公式：以得到不同关键区域温度的方差，再将得到的方差与预设的阈值进行比对，当得到的方差大于预设阈值时，则判断对铸件进行冷却操作过程中存在冷却不均，并生成冷均信令；
22、再对不同关键区域监测到的温度建立温度曲线，横轴为时间，纵轴为温度值；
23、通过同类型铸件冷却的历史记录分析得到该铸件不同区域冷却时的温度下降标准曲线，根据温度下降标准曲线按照预设标准进行双向扩张，形成温度下降曲线标准区间；
24、再对不同关键区域监测到的温度建立的温度曲线与分析得到的温度下降曲线标准区间进行比对，判断是否存在温度曲线走势至温度下降曲线标准区间之外的情况，当出现温度曲线走势至温度下降曲线标准区间之外的情况时，记录时间温度曲线走势至温度下降曲线标准区间之外的时间，当时间超过预设时间阈值时，则判断该区域铸件冷却温度下降异常，并生成异常信令。
25、进一步的，所述冷却控制单元冷却控制的具体操作步骤如下：
26、当接收到冷均信令后，获取所有关键区域监测得到的温度并计算关键区域监测的温度与温度均值的差值，并将得到的温度差值与预设的差阈值进行比对，当温度差值大于预设的差阈值时，则将对应的关键区域进行标记；再通过接收的异常信令及对应关键区域温度下降曲线与温度下降曲线标准区间的比对结果，判断标记的关键区域属于冷却过快的区域或冷却过慢的区域；
27、针对冷却过慢的区域具体的冷却控制步骤如下：
28、首先获取冷却过慢的区域在铸件的具体位置，并针对冷却过慢区域位置使用冷却附件；
29、再对该区域位置的冷却介质的温度进行降低，温度降低通过逐步降低的方式，并增大冷却介质的流量，提高冷却速度；
30、然后通过控制夹持铸件的装置进行旋转或移动，使铸件冷却过慢的区域与冷却水道的距离更近，同时增加冷却水道的截面积，并配合加速冷却技术，减少冷却过慢区域的隔热材料或移除不必要的隔热层；
31、针对冷却过快的区域具体的冷却控制步骤如下：
32、首先获取冷却过慢的区域在铸件的具体位置，针对冷却过快区域位置提高冷却介质或空气的温度，减缓冷却速度，调节冷却介质的流量，使冷却介质流量减少，降低冷却强度；
33、同时在冷却过快区域位置周边增加隔热材料，减缓热量传递，再对冷却过快区域位置使用局部加热设备，包括加热带或加热垫以平衡冷却速度，延长整个铸件的冷却时间，以补偿局部区域的快速冷却。
34、进一步的，所述冷却控制单元在执行冷却控制过程中，实施动态冷却控制策略，实时监测区域铸件温度下降曲线是否回到温度下降曲线标准区间范围内，判断是否需要暂停冷却控制或减少控制强度。
35、进一步的，所述冷却控制单元执行均匀冷却机制的具体操作步骤如下：
36、首先对冷却过快或过慢的区域统计总数量，并计算与所有关键区域的占比，记为异常占比；
37、将得到的异常占比与预设占比阈值进行比对，当异常占比大于预设占比阈值时，则判断铸件的冷却周边的冷却介质温度不够均匀，并启用浸泡式冷却方式，具体通过将铸件整体在冷却介质中浸泡，配合搅拌或旋流装置对冷却介质进行搅拌中和，从而中和冷却介质的温度，使冷却介质对铸件不同区域的冷却更加均匀；
38、然后在冷却介质的装载容器中的不同部位均匀布设温度传感器，实时监测装载容器中冷却介质的实时温度；
39、再根据不同部位的温度传感器的温度数值的离散程度判断是否需要启动搅拌或旋流装置进行冷却介质的中和，当需要启动搅拌或旋流装置时，再通过对装载容器中不同部位的温度离散程度的大小，调整搅拌或旋流装置的启动功率，以实现在装载容器中冷却介质不同部位的温差越大，搅拌或旋流装置的功率越高，达到快速中和不同部位冷却介质的温度，完成对铸件冷却均匀度的快速提高。
40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
41、本发明，通过阵列式温度监测方法和关键监测区域的确定，能够有效监控铝铸件冷却过程中的温度分布，及时发现并处理冷却不均的情况，从而提高铸件的整体冷却均匀性，减少应力集中和变形，提升铸件质量；
42、本发明，采用动态冷却控制策略和均匀冷却机制，能够根据铸件冷却过程中的实际温度变化，实时调整冷却介质的温度和流量，优化冷却设备的布局和使用，提高冷却效率，缩短生产周期，降低能源消耗和生产成本；
43、本发明，通过建立温度下降曲线标准区间和实时监测铸件温度下降曲线，配合搅拌或旋流装置对冷却介质进行中和，实现了对冷却过程的全面智能化监控，不仅提高了冷却过程的可控性和稳定性，还能有效预防和及时响应冷却过程中可能出现的异常情况，确保铝铸件的冷却质量。
1.用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，所述温度监测单元中关键监测区域的壁厚、热梯度、冷时值、热节值、应力值、缺现值及形评值的分析过程如下：
3.根据权利要求1所述的用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，所述温度分析单元分析的具体操作步骤如下：
4.根据权利要求1所述的用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，所述冷却控制单元冷却控制的具体操作步骤如下：
5.根据权利要求4所述的用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，所述冷却控制单元在执行冷却控制过程中，实施动态冷却控制策略，实时监测区域铸件温度下降曲线是否回到温度下降曲线标准区间范围内，判断是否需要暂停冷却控制或减少控制强度。
6.根据权利要求4所述的用于铝铸件冷却过程中的优化控制系统，其特征在于，所述冷却控制单元执行均匀冷却机制的具体操作步骤如下：
