本公開涉及一種熱沖壓系統(tǒng)和一種用于監(jiān)測在熱沖壓系統(tǒng)中成形的部件的質(zhì)量以及優(yōu)化熱沖壓系統(tǒng)循環(huán)時(shí)間的方法。

背景技術(shù)：

在汽車制造中對(duì)于高安全性、低重量和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性的要求已變得越來越重要。為了滿足所有的這些要求，在車身制造中高強(qiáng)度鋼已變得越來越受歡迎，以改善碰撞性能并同時(shí)降低車輛的重量。可在室溫下通過冷沖壓或在使材料奧氏體化的高溫下生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼。后一種工藝稱為熱沖壓，熱沖壓是用于金屬板的非等溫的成形工藝，在該成形工藝中，成形和淬火發(fā)生在同一成形步驟中。與通過冷沖壓工藝制造的部件相比，熱沖壓能夠提供具有最小化的彈性后效(springback)、減小的板材厚度和優(yōu)異的機(jī)械特性(諸如高強(qiáng)度)的部件。然而，熱沖壓是具有許多過程變量的相當(dāng)復(fù)雜的工藝。因此，確保熱沖壓生產(chǎn)線高效地生產(chǎn)恒定質(zhì)量的部件仍然是個(gè)挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)的測量技術(shù)不能實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確的信息，所以確定成形的部件是否獲得期望的金相轉(zhuǎn)變(metallurgicaltransformation)仍然是困難的。然而，在沒有這樣的確定的情況下，制造者不能有效地確保成形的部件擁有要求的機(jī)械特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在至少一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種熱沖壓系統(tǒng)。所述熱沖壓系統(tǒng)包括控制器，所述控制器被配置為改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間，所述模具裝置被配置為將金屬熱沖壓成部件并具有主動(dòng)冷卻系統(tǒng)。改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間是基于從所述部件傳遞到所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)的熱的量的，使得所述部件的晶粒結(jié)構(gòu)從奧氏體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體狀態(tài)。改變所述循環(huán)時(shí)間可包括響應(yīng)于所述熱的量超過閾值量而減小所述循環(huán)時(shí)間。改變所述循環(huán)時(shí)間可包括響應(yīng)于所述熱的量小于閾值量而增大所述循環(huán)時(shí)間。可選地，改變所述循環(huán)時(shí)間可包括暫停所述模具裝置的操作。所述熱的量可以是基于與所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的溫度、入口流量和出口流量的。所述熱的量可以是基于所述模具裝置的溫度或溫度變化的。所述熱的量可以是基于所述部件的溫度或溫度變化的。

在另一實(shí)施例中，公開了另一種熱沖壓系統(tǒng)。所述熱沖壓系統(tǒng)可包括模具裝置，所述模具裝置包括主動(dòng)冷卻系統(tǒng)。所述熱沖壓系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器被配置為：使所述模具裝置閉合以將金屬熱沖壓成部件。所述控制器可被進(jìn)一步配置為：響應(yīng)于從所述部件傳遞到所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)的熱的量超過閾值量指示所述部件從奧氏體到馬氏體的相變，打開所述模具裝置。所述控制器還可被配置為：響應(yīng)于所述熱的量小于閾值量而保持所述模具裝置閉合。所述熱的量可以是基于與所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的溫度、入口流量和出口流量的。所述熱的量可以是基于所述模具裝置的溫度或溫度變化的。所述熱的量可以是基于所述部件的溫度或溫度變化的。

在又一實(shí)施例中，公開了一種用于熱沖壓部件的監(jiān)測方法。所述方法可包括通過控制器改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間，其中，所述模具裝置被配置為將金屬熱沖壓成熱沖壓部件并具有主動(dòng)冷卻系統(tǒng)。改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間的操作是響應(yīng)于從所述熱沖壓部件傳遞到所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)的熱的量指示奧氏體到馬氏體的微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的。改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間的操作可包括減小所述循環(huán)時(shí)間。改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間的操作可包括增大所述循環(huán)時(shí)間。改變模具裝置的循環(huán)時(shí)間的操作可包括暫停所述模具裝置的操作。所述熱的量可以是基于與所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的溫度、入口流量和出口流量的。所述熱的量可以是基于所述模具裝置的溫度或溫度變化的。所述熱的量可以是基于所述熱沖壓部件的溫度或溫度變化的。所述熱的量還可以是基于與所述主動(dòng)冷卻系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的溫度、入口流量和出口流量的和/或是基于所述模具裝置的溫度或溫度變化的。

附圖說明

圖1描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熱沖壓過程的示例性示意圖；

圖2描繪了包含在圖1中描繪的熱沖壓系統(tǒng)中的示例性熱沖壓壓力機(jī)(hotstampingpress)的示意性側(cè)視透視圖；

圖3描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的熱沖壓系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖，包括圖2中描繪的熱沖壓壓力機(jī)的截面圖；

圖4和圖5示意性地示出了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的用于熱沖壓部件的質(zhì)量監(jiān)測和熱沖壓系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間優(yōu)化的兩組步驟。

具體實(shí)施方式

在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，公開的實(shí)施例僅為示例，其它實(shí)施例可采取各種和替代的形式。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，參考任一附圖示出和描述的各種特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征結(jié)合，以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型可以期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

除非明確地指明以外，否則在描述本發(fā)明的最寬范圍時(shí)，在本描述中指示尺寸或材料特性的所有數(shù)量值都應(yīng)被理解為由詞語“大約”來修飾。

首字母縮略詞或其它縮寫的首次定義適用于同一縮寫在此的所有后續(xù)使用，并且規(guī)定于最初定義的縮寫的常規(guī)語法變化準(zhǔn)用之。除非明確地規(guī)定為相反的以外，否則對(duì)屬性的測量由與前面或后面對(duì)于同一屬性提及的技術(shù)相同的技術(shù)來確定。

熱沖壓(也被稱為熱成形或模壓淬火)是在閉合模具中在金屬非常熱(通常超過900℃)的同時(shí)使金屬成形并且隨后對(duì)成形后的金屬進(jìn)行淬火的工藝。熱沖壓可以是直接的或間接的。熱沖壓工藝將低拉伸強(qiáng)度的金屬轉(zhuǎn)換成非常高強(qiáng)度(大約150至230千磅每平方英寸(ksi))的金屬。在圖1中示意性地繪制的典型的熱沖壓工藝中，在沖壓生產(chǎn)線或熱沖壓系統(tǒng)22的第一階段中，將諸如硼鋼坯料10的可模壓淬火的材料加熱到大約900℃至950℃至奧氏體狀態(tài)。第一階段在連續(xù)進(jìn)給熔爐12內(nèi)部持續(xù)大約4至10分鐘。自動(dòng)傳遞系統(tǒng)14隨后將奧氏體化后的坯料10傳遞至具有模具裝置18的壓力機(jī)16。這種傳遞通常耗費(fèi)不到3s的時(shí)間。在材料非常熱的同時(shí)坯料10在模具裝置18中形成部件20。對(duì)坯料10進(jìn)行沖壓，并在達(dá)到拉延深度之后根據(jù)板材厚度在某一壓力之下冷卻坯料10持續(xù)特定時(shí)間量。在這個(gè)時(shí)期，通過將成形后的零件20(還被稱作部件20)保持在閉合模腔(具有水冷系統(tǒng))中而對(duì)其進(jìn)行快速冷卻或淬火。在行程的底部(就是在材料的晶粒結(jié)構(gòu)從奧氏體狀態(tài)轉(zhuǎn)換為馬氏體狀態(tài)時(shí))，以50℃/s至100℃/s的冷卻速度淬火幾秒鐘。最終，部件20以大約150℃離開熱沖壓生產(chǎn)線。部件20具有相對(duì)高的機(jī)械特性：拉伸強(qiáng)度為大約1400mpa至1600mpa(200ksi至230ksi)且屈服強(qiáng)度為大約1000mpa至1200mpa(145ksi至175ksi)。

熱沖壓工藝相對(duì)于其他高強(qiáng)度鋼以及先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼成形方法(諸如冷沖壓)提供許多優(yōu)點(diǎn)。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供去應(yīng)力能力，這解決諸如通常與其他高強(qiáng)度鋼成形方法相關(guān)聯(lián)的彈性后效和翹曲的問題。此外，熱沖壓允許在單級(jí)模具中且僅在一個(gè)行程中成形復(fù)雜部件。因此，多部件總成可被重新設(shè)計(jì)并成形為一個(gè)部件，消除了后續(xù)的連接工藝(諸如焊接)并消除了對(duì)另外的部件的需求。這樣可繼而減小成形部件的總質(zhì)量。

已發(fā)現(xiàn)熱沖壓部件20廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。典型地，熱沖壓最適于成形同時(shí)要求輕量且堅(jiān)固兩者的部件。通過熱沖壓成形的示例性的汽車部件包括車身立柱、門檻(rocker)、車頂縱梁、保險(xiǎn)杠、車門防撞梁、載重底架(carrierunderstructure)、安裝板、前通道、前后保險(xiǎn)杠、加強(qiáng)構(gòu)件、縱梁以及要求其在翻車和受到?jīng)_擊期間足夠堅(jiān)固以承受較大載荷而對(duì)乘客車廂產(chǎn)生最小侵入的其他汽車部件。因此，該方法能夠生產(chǎn)在滿足結(jié)構(gòu)性能要求的同時(shí)使車輛盡可能少地增加重量的這種部件。

熱沖壓工藝是十分復(fù)雜的并因此存在許多過程變量，從而對(duì)魯棒的質(zhì)量控制系統(tǒng)產(chǎn)生需求。傳統(tǒng)地，通過在熱沖壓循環(huán)開始和結(jié)束時(shí)測量部件溫度來進(jìn)行熱沖壓工藝的實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測。通常使用高溫計(jì)或紅外攝像機(jī)來進(jìn)行溫度測量。然而，這種方法具有幾個(gè)缺點(diǎn)。例如，紅外攝像機(jī)溫度測量值是相對(duì)不準(zhǔn)確的。另一方面，高溫計(jì)僅能夠提供部件上一個(gè)特定位置的測量值。部件上的該位置的溫度可能與其他位置的溫度明顯不同。此外，部件表面溫度可能與部件內(nèi)部溫度不同，尤其是在較厚的部件中。用于部件質(zhì)量控制的可選方法是破壞性測試。但是這種方法是耗時(shí)且昂貴的，因此這種方法僅在幾個(gè)部件上進(jìn)行。

因此，在沖壓工藝期間獲得部件溫度測量值存在困難。然而，這個(gè)信息對(duì)確定部件是否獲得期望溫度繼而是否獲得要求的機(jī)械特性來說是關(guān)鍵的。這對(duì)在部件保持在模具中的同時(shí)確定部件是否獲得閾值溫度將會(huì)是有用的，這是因?yàn)橐坏┠＞叽蜷_并且部件暴露于周圍環(huán)境，部件就不能獲得完成金相轉(zhuǎn)變所必需的要求的冷卻速率。因此，將期望知道部件是否達(dá)到閾值溫度和何時(shí)達(dá)到閾值溫度以及其他參數(shù)(諸如部件冷卻得有多快、部件已冷卻多少等)。具有這種信息將有助于確保生產(chǎn)具有一致的機(jī)械特性的部件。還將期望的是具有在部件放置在模具中的同時(shí)控制和調(diào)節(jié)模具裝置的循環(huán)時(shí)間的能力。

根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，熱沖壓系統(tǒng)22(諸如在圖2和圖3中繪制的一個(gè))設(shè)置用于監(jiān)測在上面描述的熱沖壓工藝期間從每個(gè)部件20獲取的熱的量。熱沖壓系統(tǒng)22對(duì)于直接的熱沖壓和間接的熱沖壓都是有用的。然后，數(shù)據(jù)用于確定在部件20中是否已出現(xiàn)要求的金相轉(zhuǎn)變，并且響應(yīng)于該數(shù)據(jù)，如果需要調(diào)節(jié)的話，則改變模具裝置18的循環(huán)時(shí)間。

熱沖壓系統(tǒng)22包括熱沖壓壓力機(jī)16。熱沖壓壓力機(jī)16可以是包括圖2中示出的傳統(tǒng)部件(諸如模具裝置18、坯料保持件28、沖頭30等)的傳統(tǒng)的深拉伸壓力機(jī)、液壓或伺服壓力機(jī)。壓力機(jī)16能夠在部件20被淬火的同時(shí)保持其噸位處于行程的底部。如能從圖3中觀察到的，熱沖壓系統(tǒng)22還包括提供淬火的冷卻系統(tǒng)24。冷卻系統(tǒng)24可包括至少一個(gè)入口25和至少一個(gè)出口27。入口25和/或出口27可包括可被監(jiān)測的多個(gè)冷卻通道。為了提供高效的冷卻系統(tǒng)24，壓力機(jī)16的一些部分可被主動(dòng)冷卻。這些部分可包括沖頭30、坯料保持件28和/或模具18。

在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)24可包括多個(gè)冷卻通道，所述多個(gè)冷卻通道被包含在上述系統(tǒng)22的一個(gè)或更多個(gè)部分中，冷卻流體在所述多個(gè)冷卻通道中循環(huán)。任何經(jīng)濟(jì)可行的冷卻劑(諸如水)都可用作冷卻系統(tǒng)24中的冷卻流體。可利用泵40從流體儲(chǔ)存罐38通過一個(gè)或更多個(gè)閥42供應(yīng)流體。閥42可由一個(gè)或更多個(gè)控制器34控制。為了達(dá)到部件20的高達(dá)1600mpa的期望的拉伸強(qiáng)度，需要部件20的奧氏體到馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的完全的金相轉(zhuǎn)變。因此，在部件中必須實(shí)現(xiàn)快于27℃/s的冷卻速率以避免貝氏體或甚至鐵素體-珠光體的轉(zhuǎn)變。因此，冷卻通道向部件提供>27℃/s或大約50℃/s至100℃/s的冷卻速率進(jìn)行急冷，這導(dǎo)致在大約420℃至280℃的溫度間隔下部件從奧氏體到馬氏體的相變。

如能從圖3中進(jìn)一步觀察到的，熱沖壓系統(tǒng)22可包括監(jiān)測多個(gè)變量(諸如周圍溫度、在關(guān)鍵測量位置的模具溫度、冷卻系統(tǒng)入口25的溫度和/流量和/或出口27的溫度和/或流量、傳入的部件20的溫度和/或溫度分布和/或傳出的部件20的溫度和/或溫度分布等或前述變量的組合)的傳感器32。傳感器32可以是電子傳感器。傳感器32可包括諸如高溫計(jì)或監(jiān)測溫度譜的傳感器(諸如紅外攝像機(jī))的單點(diǎn)傳感器?？商娲?，傳感器32可以是熱電偶或其它接觸式傳感器。傳感器32可安裝在熱沖壓系統(tǒng)22的多個(gè)部分上的測量位置。例如，高溫計(jì)可安裝為監(jiān)測裝載到熔爐12中的坯料10的溫度。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱電偶可安裝在模具裝置18中，靠近冷卻系統(tǒng)24，使得熱電偶可監(jiān)測入口25溫度和/或出口27溫度。傳感器32可繼續(xù)向一個(gè)或更多個(gè)控制器34發(fā)送輸入信號(hào)。

一個(gè)或更多個(gè)控制器34被配置為基于從部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量的指示來改變模具裝置18的循環(huán)時(shí)間。一個(gè)或更多個(gè)控制器34具有一個(gè)或更多個(gè)處理組件，諸如使控制器34處理輸入數(shù)據(jù)的一個(gè)或更多個(gè)微處理單元(未描繪)。可由連接到控制器34的傳感器32和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36提供輸入數(shù)據(jù)。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36提供的輸入數(shù)據(jù)可包括包含部件20材料規(guī)格、重量、幾何形狀和/或厚度的部件20細(xì)節(jié)。輸入數(shù)據(jù)還可包括諸如冷卻液體熱容量、用于相變的潛熱和/或相變圖表的材料特性。另外的輸入數(shù)據(jù)可包括用于部件20的熱處理曲線。該數(shù)據(jù)可在熱沖壓工藝之前和/或在該工藝期間被提供至控制器34。

由傳感器32提供的輸入數(shù)據(jù)可包括實(shí)時(shí)的冷卻系統(tǒng)24的入口和出口的流量和溫度、在預(yù)定測量位置處的實(shí)時(shí)的模具裝置18溫度、傳入的部件的溫度和溫度分布、傳出的部件的溫度和溫度分布或前述輸入數(shù)據(jù)的組合。一個(gè)或更多個(gè)控制器34以設(shè)定的間隔將信號(hào)與預(yù)定設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較。如果輸入信號(hào)偏離于設(shè)定點(diǎn)，則控制器34向系統(tǒng)22的一個(gè)或更多部分提供修正的輸出信號(hào)。所述一個(gè)或更多部分負(fù)責(zé)打開模具裝置18、閉合模具裝置18、暫停熱沖壓系統(tǒng)22等或前述操作的組合。在至少一個(gè)實(shí)施例中，在熱沖壓系統(tǒng)22中使用一個(gè)以上的控制器34。例如，單獨(dú)的控制器34可針對(duì)熱沖壓壓力機(jī)16而設(shè)置，并且單獨(dú)的控制器34可針對(duì)冷卻系統(tǒng)24而設(shè)置。在另一實(shí)施例中，入口25和出口27的流量數(shù)據(jù)可由獨(dú)立于模具裝置控制器34的控制器34收集。一個(gè)或更多個(gè)控制器34可互相通信和/或與熱沖壓系統(tǒng)22的其他部分通信。

基于部件和材料特性輸入數(shù)據(jù)，控制器34確定需要從部件20獲取的熱的閾值量(也被稱為熱獲取目標(biāo)qt)?；趯?shí)時(shí)監(jiān)測的輸入數(shù)據(jù)，控制器34實(shí)時(shí)計(jì)算從每個(gè)部件20獲取的熱(也被稱為獲取的熱qe)。一旦達(dá)到模具裝置18的穩(wěn)態(tài)，控制器34就可高效地確定部件20中是否已經(jīng)出現(xiàn)需要的金相變，從而確定是否已獲得部件20的要求的機(jī)械特性。雖然一旦達(dá)到穩(wěn)態(tài)，模具裝置18中的溫度就不會(huì)改變，但是會(huì)出現(xiàn)周圍溫度的變化。因此，一旦模具裝置18達(dá)到穩(wěn)態(tài)就可針對(duì)周圍溫度的變化通過監(jiān)測周圍溫度并調(diào)節(jié)計(jì)算進(jìn)行適應(yīng)。在每個(gè)循環(huán)中、每隔一個(gè)循環(huán)、每三個(gè)循環(huán)、在隨機(jī)的循環(huán)等中，一個(gè)或更多個(gè)控制器34可處理輸入數(shù)據(jù)并計(jì)算熱的閾值量。

一個(gè)或更多個(gè)控制器34可基于從部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量的指示而動(dòng)態(tài)地改變模具裝置18的循環(huán)時(shí)間。一個(gè)或更多個(gè)控制器34還可被配置為通過暫停模具裝置18的操作來改變循環(huán)時(shí)間。如果模具裝置18打開且將要從部件20獲取的熱的閾值量沒有得到滿足，則控制器34可使熱沖壓系統(tǒng)22暫停。隨后，一個(gè)或更多個(gè)控制器34可響應(yīng)于所述熱的量小于計(jì)算的閾值量而增大循環(huán)時(shí)間?？商娲兀刂破?4可通過響應(yīng)于所述熱的量超過閾值量而減小循環(huán)時(shí)間(因此縮短模具裝置18中的后續(xù)的部件20的保持時(shí)間)來改變循環(huán)時(shí)間。因此，循環(huán)時(shí)間被優(yōu)化為生產(chǎn)具有要求的特性的部件20同時(shí)保持熱沖壓生產(chǎn)線或系統(tǒng)22高效。如果模具裝置18打開且熱的閾值量得到滿足，則一個(gè)或更多個(gè)控制器34可被配置為讀取后續(xù)傳入的部件20的實(shí)時(shí)溫度、計(jì)算將要從后續(xù)部件20獲取的熱能、讀取入口和出口的流量和溫度、計(jì)算已從后續(xù)部件20獲取的熱的量或前述數(shù)據(jù)的組合。

在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，控制器34可被配置為閉合模具裝置18并響應(yīng)于從部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量超過閾值量的指示，打開模具裝置18?？刂破?4可被配置為保持模具裝置18閉合直到已從模具裝置18中的部件20獲取了閾值量的熱。因此，部件20保持在模具裝置18中直到qe＝qt或qe>qt。為了獲得優(yōu)化效率的熱沖壓系統(tǒng)22，期望控制器34一確定已從部件20獲取了閾值量的熱就從模具裝置18移除部件20。這允許在監(jiān)測部件質(zhì)量的同時(shí)優(yōu)化熱沖壓的循環(huán)時(shí)間。

熱沖壓系統(tǒng)22還可包括諸如熔爐12的部分，在壓力機(jī)的上游，熔爐能夠?qū)⑴髁?0加熱至大約900℃以上。因?yàn)榧訜岷蟮呐髁?0非常熱，所以設(shè)置至少一個(gè)自動(dòng)化的部件搬運(yùn)系統(tǒng)(諸如往返運(yùn)輸機(jī)(shuttle)或自動(dòng)傳遞系統(tǒng)14)用于將加熱后的坯料10從熔爐12傳遞到熱沖壓壓力機(jī)16和/或從壓力機(jī)16傳遞到排出倉。熱沖壓系統(tǒng)22還可包括另外的站臺(tái)，諸如清潔單元、切邊單元、用于部件20的切割的單元等或者上述單元的組合。

在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于熱沖壓部件的質(zhì)量監(jiān)測的方法。該方法適用于直接的熱沖壓和間接的熱沖壓兩者。該方法可包括通過確定將要從部件20獲取的熱的閾值量是否已得到滿足來確定是否已獲得部件20的期望機(jī)械特性。該方法還可包括通過控制器34響應(yīng)于從熱沖壓部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量的指示而改變模具裝置18的循環(huán)時(shí)間，模具裝置18被配置為將坯料10沖壓成熱沖壓部件20并具有主動(dòng)冷卻系統(tǒng)24。

上面描述了在熱沖壓系統(tǒng)22中將坯料10成形為熱沖壓部件20的步驟?？蓪⒓訜岷蟮呐髁?0插入到具有冷卻系統(tǒng)24的沖壓模具裝置18中一段時(shí)間?？赏ㄟ^將成形后的部件20保持在閉合模具裝置18中一段時(shí)間而進(jìn)行淬火。

該方法可包括將與冷卻系統(tǒng)24的冷卻流體、熱沖壓系統(tǒng)22、坯料10、部件20或它們的組合相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)輸入和/或更新至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36中。輸入數(shù)據(jù)可被提供至一個(gè)或更多個(gè)控制器34。隨后可處理輸入數(shù)據(jù)，可計(jì)算將要從部件20獲取的熱的閾值量，并且基于計(jì)算的閾值量，可對(duì)循環(huán)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。

可包括將用于監(jiān)測過程變量并向一個(gè)或更多個(gè)控制器34提供輸入數(shù)據(jù)的一個(gè)或更多個(gè)電子傳感器32安裝在熱沖壓系統(tǒng)22內(nèi)的預(yù)定位置的步驟?？苫谔峁┑娇刂破?4的要求的數(shù)據(jù)選擇一個(gè)或更多個(gè)傳感器32的測量位置。可持續(xù)地或間斷地監(jiān)測諸如入口通道或出口通道、模具裝置18或熱沖壓系統(tǒng)22的其他部分的測量位置。可監(jiān)測入口流道的溫度和/或流量和/或出口流道的溫度和/或流量。此外，可監(jiān)測傳入的部件20的溫度和/或溫度分布和/或傳出的部件20的溫度和/或溫度分布?？稍谝粋€(gè)或更多個(gè)測量位置監(jiān)測沖壓模具裝置18的溫度?？蓪碜詡鞲衅?2的數(shù)據(jù)持續(xù)地提供到控制器34。可通過控制器34接收來自傳感器32的輸入信號(hào)?？刂破?4可向熱沖壓系統(tǒng)22的一部分或更多部分發(fā)送輸出信號(hào)。

該方法可包括檢查模具裝置18的溫度是否穩(wěn)定。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可改變模具裝置18的循環(huán)時(shí)間。所述改變可包括響應(yīng)于從熱沖壓部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量超過閾值量而減小循環(huán)時(shí)間?？身憫?yīng)于所述熱的量小于閾值量而增大循環(huán)時(shí)間。改變循環(huán)時(shí)間可包括暫停模具裝置18、熱沖壓系統(tǒng)22或這兩者的操作持續(xù)一段時(shí)間。當(dāng)暫停操作時(shí)，可改變循環(huán)時(shí)間以滿足將要從部件20獲取的熱的閾值量。模具裝置18、熱沖壓系統(tǒng)22或這兩者的操作可在優(yōu)化循環(huán)時(shí)間之后重新開始。

在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，該方法還可包括閉合模具裝置18且響應(yīng)于從部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量超過閾值量的指示而打開模具裝置18?？身憫?yīng)于從部件20傳遞到冷卻系統(tǒng)24的熱的量小于閾值量的指示而保持模具裝置18閉合。模具裝置18可保持閉合直到閾值量得到滿足?？刂破?4可接收輸入數(shù)據(jù)直到閾值量得到滿足。

圖4示出用于熱沖壓部件的質(zhì)量監(jiān)測的方法400。該方法可始于框402處，在框402處控制器34控制將坯料/部件插入到模具裝置18中。在一個(gè)示例中，控制器34向熱沖壓系統(tǒng)22的一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)傳輸命令以將部件插入到模具裝置18中。在框404處，控制器34諸如通過接收來自傳感器32的信號(hào)來檢查模具裝置溫度是否穩(wěn)定。隨后，在框406處，控制器34計(jì)算將要從部件獲取的熱的閾值量qt。此外，在框408處，控制器34讀取來自傳感器32的實(shí)時(shí)輸入信號(hào)，并在框410處計(jì)算從部件獲取的熱的量qe。該方法可繼續(xù)到框412處，在框412處控制器34評(píng)估是否qe≥qt。如果在框412處的答案為否，則控制器34在框414處使系統(tǒng)停止并在框416處增大循環(huán)時(shí)間。如果在框412處評(píng)估是否qe≥qt的答案為是，則控制器計(jì)算將要從部件獲取的熱的閾值量以用于下一個(gè)部件。

圖5示出用于熱沖壓部件的質(zhì)量監(jiān)測的方法500的另一實(shí)施例。該方法可始于框502處，在框502處控制器34命令將坯料/部件插入到模具裝置18中。控制器34在框504處進(jìn)一步閉合模具裝置18，在框506處檢查模具裝置18的溫度是否穩(wěn)定，并在框508處確定將要從部件獲取的熱的閾值量。在框510處，控制器34還讀取來自傳感器32的實(shí)時(shí)輸入信號(hào)，并在框512處計(jì)算從部件獲取的熱的量，在框514處，當(dāng)獲取了閾值量的熱時(shí)控制器34打開模具裝置18。

在此公開的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)或由處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧?。類似地，所述處理、方法或算法可按照許多形式被存儲(chǔ)為可由控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述形式包括但不限于：永久存儲(chǔ)在不可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如rom裝置)上的信息和可變地存儲(chǔ)在可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如軟盤、磁帶、cd、ram裝置和其它磁介質(zhì)和光介質(zhì))上的信息。所述處理、方法或算法還可以以軟件可執(zhí)行對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，所述處理、方法或算法可利用適合的硬件組件(諸如，專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其它硬件組件或裝置)或硬件、軟件和固件組件的組合被整體或部分地實(shí)現(xiàn)。

說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。如之前所描述的，可組合多個(gè)實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的可能未被明確描述或示出的進(jìn)一步實(shí)施例。雖然多個(gè)實(shí)施例可能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，根據(jù)具體應(yīng)用和實(shí)施方式，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷，以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性。這些屬性可包括但不限于：成本、強(qiáng)度、耐久性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù)性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式的實(shí)施例并不在本公開的范圍之外，并且可以期望用于特定應(yīng)用。