本發(fā)明涉及陽極氧化，尤其涉及基于環(huán)保的鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、陽極氧化技術領域涉及通過電化學處理方法，以增強金屬與合金的表面特性。陽極氧化技術利用電流通過電解液，使金屬表面形成氧化層。氧化層不僅能提高金屬的耐腐蝕性、耐磨性和美觀性，還能增強金屬的絕緣性。陽極氧化層的厚度、結構和性質(zhì)可以通過控制電解參數(shù)如電壓、電流、電解液成分及溫度來精確調(diào)整。陽極氧化技術廣泛應用于航空航天、汽車、建筑和消費電子等多個領域，用以制造功能性或裝飾性的防護層。

2、其中，鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)控制方法涉及使用陽極氧化技術對鋁合金材料進行表面處理的參數(shù)控制。鋁合金陽極氧化旨在通過構建一層致密的氧化鋁保護層，來提升材料的表面硬度和耐久性，同時提供更好的美觀性。這種處理不僅增強了鋁合金的耐腐蝕性和耐磨性，還可通過著色處理增加美觀和識別性，使之在工業(yè)設計、汽車部件、建筑裝飾及電子設備外殼等應用中具有廣泛的用途。

3、傳統(tǒng)陽極氧化方法在電解參數(shù)控制方面較為固定，導致電解效率和材料利用率不是最優(yōu)。固定的電解參數(shù)設置無法適應所有工作環(huán)境或材料變化，影響氧化層的質(zhì)量和均勻性，同時能耗較高，缺乏動態(tài)能效監(jiān)控與維護策略的調(diào)整，導致設備在未達到最佳維護時間點時過度使用或過早維護，增加了額外的維護成本和停機時間，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，不僅增加了生產(chǎn)成本，也會因為效率低下和材料浪費而影響企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的基于環(huán)保的鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)控制方法及系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：基于環(huán)保的鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)控制方法，包括以下步驟：

3、s1：基于鋁合金的陽極氧化需求，包括氧化層的厚度，調(diào)整陽極氧化電解電壓和電流，匹配鋁合金的物理特性和陽極氧化需求，得到陽極氧化參數(shù)優(yōu)化信息；

4、s2：基于所述陽極氧化參數(shù)優(yōu)化信息，根據(jù)陽極氧化電解液的ph值和化學成分，對陽極氧化電解液溫度進行動態(tài)調(diào)節(jié)，得到優(yōu)化電解液信息；

5、s3：基于所述優(yōu)化電解液信息和氧化參數(shù)優(yōu)化信息，收集陽極氧化過程中的能耗數(shù)據(jù)與鋁合金陽極氧化的加工效率數(shù)據(jù)，計算陽極氧化電解設備的能效比，并根據(jù)一段時間內(nèi)的能效比數(shù)據(jù)，計算能效比的變化速率，得到能效評估信息；

6、s4：基于所述能效評估信息，根據(jù)鋁合金陽極氧化電解設備的歷史維護數(shù)據(jù)，評估維護活動對陽極氧化電解設備能效比的影響，調(diào)整陽極氧化電解設備的維護周期，將陽極氧化電解設備的能效比維持在目標水平，得到優(yōu)化能效維護信息。

7、本發(fā)明改進有，所述陽極氧化參數(shù)優(yōu)化信息的獲取步驟：

8、s111：基于待陽極氧化處理的鋁合金，獲取鋁合金的物理特性參數(shù)，物理特性參數(shù)包括鋁合金材料的電導率和電阻率；

9、s112：基于所述物理特性參數(shù)，結合鋁合金的陽極氧化需求，通過公式：

10、

11、

12、計算調(diào)整后的陽極氧化電解電壓和調(diào)整后的陽極氧化電解電流，得到陽極氧化參數(shù)優(yōu)化信息；

13、其中，和是基礎電壓和電流參數(shù)，表示陽極氧化層的目標厚度，表示電導率，表示電阻率，是調(diào)整后的陽極氧化電解電壓，是調(diào)整后的陽極氧化電解電流。

14、本發(fā)明改進有，所述優(yōu)化電解液信息的獲取步驟為：

15、s211：根據(jù)陽極氧化電解液的特性，包括陽極氧化電解液的ph值和化學成分，獲取陽極氧化電解液電解過程中的目標溫度范圍；

16、s212：基于所述目標溫度范圍，通過公式：

17、

18、計算調(diào)整后的電解溫度，得到優(yōu)化電解液信息；

19、其中，為調(diào)整后的電解溫度，是當前電解液溫度，是目標溫度的平均值，是溫度調(diào)節(jié)系數(shù)，是溫度敏感度系數(shù)，是自然對數(shù)底數(shù)。

20、本發(fā)明改進有，所述計算陽極氧化電解設備的能效比的方法為：

21、s311：收集陽極氧化過程中的能耗數(shù)據(jù)與鋁合金陽極氧化的加工效率數(shù)據(jù)，得到能耗與效率數(shù)據(jù)；

22、s312：基于所述能耗與效率數(shù)據(jù)，通過公式：

23、

24、計算陽極氧化電解設備的能效比，根據(jù)陽極氧化電解設備的能效比值的大小，評估陽極氧化電解設備的能效比，得到能效比評估信息；

25、其中，代表加工效率，代表能耗，以千瓦時計量，和是調(diào)整參數(shù)，為陽極氧化電解設備的能效比。

26、本發(fā)明改進有，所述能效評估信息的獲取步驟為：

27、s321：基于所述能效比評估信息，收集一段時間內(nèi)的能效比數(shù)據(jù)，得到能效比數(shù)據(jù)集；

28、s322：基于所述能效比數(shù)據(jù)集，通過公式：

29、

30、計算能效比的變化速率，根據(jù)能效比的變化速率的正負和大小，評估陽極氧化電解設備的能效變化，得到能效評估信息；

31、其中，和表示連續(xù)兩個時間點的能效比，是權重系數(shù)，是時間間隔，是數(shù)據(jù)點的總數(shù)，是索引。

32、本發(fā)明改進有，所述評估維護活動對陽極氧化電解設備能效比的影響的方法為：

33、s411：收集陽極氧化電解設備的歷史維護數(shù)據(jù)，包括維護日期、維護類型和維護后的能效比變化數(shù)據(jù)；

34、s412：基于所述歷史維護數(shù)據(jù)，通過公式：

35、

36、計算維護活動對能效比的影響指數(shù)；

37、其中，為維護活動對能效比的影響指數(shù)，和分別表示第次維護后和前的能效比，是維護類型的效果系數(shù)，是維護活動的頻率權重，是維護次數(shù)。

38、本發(fā)明改進有，所述優(yōu)化能效維護信息的獲取步驟為：

39、s421：基于所述維護活動對能效比的影響指數(shù)，獲取陽極氧化電解設備的基準維護周期；

40、s422：基于所述陽極氧化電解設備的基準維護周期，結合當前能效比、目標能效比和能效比變化速率，通過公式：

41、

42、計算調(diào)整后的維護周期，得到優(yōu)化能效維護信息；

43、其中，是調(diào)整系數(shù)，是基準維護周期，是當前能效比，是目標能效比，是維護活動對能效比的影響，是能效比變化速率，是調(diào)整后的維護周期。

44、基于環(huán)保的鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

45、參數(shù)優(yōu)化模塊基于鋁合金的陽極氧化需求，結合鋁合金的物理特性，調(diào)整陽極氧化電解電壓和電流，優(yōu)化電解過程中的能耗，生成參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)；

46、電解液管理模塊基于所述參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)，根據(jù)電解液的ph值和化學成分，對電解液溫度進行動態(tài)調(diào)節(jié)，優(yōu)化陽極氧化速率與電解材料消耗，得到優(yōu)化電解液配置；

47、能效監(jiān)控模塊基于所述參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)和優(yōu)化電解液配置，監(jiān)測陽極氧化過程中的能耗數(shù)據(jù)與鋁合金陽極氧化的加工效率數(shù)據(jù)，計算陽極氧化電解設備的能效比，得到能效比數(shù)據(jù)信息；

48、效率評估模塊基于所述能效比數(shù)據(jù)信息，獲取一段時間內(nèi)的能效比數(shù)據(jù)，評估能效比變化速率，得到能效評估信息；

49、維護策略模塊依據(jù)所述能效評估信息，分析維護活動對陽極氧化電解設備能效比的影響，調(diào)整陽極氧化電解設備的維護周期，生成優(yōu)化能效維護信息。

50、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

51、本發(fā)明中，通過對鋁合金陽極氧化過程中電解參數(shù)的動態(tài)調(diào)整，減少電能消耗，動態(tài)調(diào)節(jié)電解液的溫度，加快了氧化速率，實現(xiàn)了電解材料的高效利用，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量和美觀度，優(yōu)化了電解材料的利用率，減少資源浪費和環(huán)境污染，通過收集和分析能耗數(shù)據(jù)及加工效率數(shù)據(jù)，定期評估陽極氧化電解設備的能效比，優(yōu)化了設備維護周期，確保設備長期運行在最佳狀態(tài)，降低了陽極氧化過程中的能耗，確保了生產(chǎn)過程的持續(xù)穩(wěn)定和高效率，同時降低了生產(chǎn)成本。