Automatsko oblikovanje

Livnice sve više usvajaju automatizaciju vođene podacima kako bi se postigli dugoročni ciljevi viši kvalitete, manje otpada, maksimalnih produžetka i minimalnih troškova. Potpuno integrirana digitalna sinhronizacija procesa izlivanja i oblikovanja (bešavne kasting) posebno je vrijedna za linije s kojima se suočavaju sa izazovima samo u vremenskoj proizvodnji, smanjenim vremenima ciklusa i češće promjene modela. Uz automatizirani sistemi za oblikovanje i livenje koji se neprimjetno povezuju zajedno, proces livenja postaje brži i veći dijelovi kvalitete dosljednije se dosljednije. Automatizirani postupak izlivanja uključuje praćenje temperature izlijevanja, kao i hranjenje inokulacijskih materijala i provjeravanje svakog kalupa. To poboljšava kvalitetu svakog livenja i smanjuje stopu otpadaka. Ova sveobuhvatna automatizacija također smanjuje potrebu za operaterima sa godinama specijaliziranog iskustva. Operacije postaju takođe sigurnije jer je manje radnika u cjelini uključeno. Ova vizija nije vizija budućnosti; To se događa sada. Alati kao što su ljevaonica i robotika, prikupljanje i analiza podataka razvijale su se tokom desetljeća, ali napredak je nedavno ubrzao s razvojem pristupačnih računalnih računarskih i naprednih mrežnih senzora i kompatibilnih upravljačkih sistema. Rješenja i partneri sada omogućavaju livnice za stvaranje robusne, inteligentne infrastrukture za podršku ambicioznim projektima, što zajedno sastavljamo više prethodno neovisnih podračuna. Skladištenje i analizu procesa podataka prikupljenih ovim automatiziranim, integriranim sistemima također otvaraju vrata do vrlićeg ciklusa kontinuiranog poboljšanja. Livnice mogu prikupiti i analizirati parametre procesa ispitivanjem povijesnih podataka za pronalaženje korelacija između njih i rezultata procesa. Automatizirani proces tada pruža prozirno okruženje u kojem se svaka poboljšanja identificirana analizom mogu temeljito i brzo testirati, potvrditi i, ako je to moguće, implementirano.
Besprekorni klinasti izazovi zbog trenda samo u proizvodnji, kupci koji koriste Disamatic® linije za oblikovanje često moraju često mijenjati modele između malih serija. Korištenje opreme kao što su automatski mjenjač praška (APC) ili brze mjenjač praška (QPC) iz Dise, predlošci se mogu mijenjati u samoku minutu. Kako se pojavljuju promjene uzorka velike brzine, usko grlo u procesu teži se prebacivanju prema izlijevanju - vrijeme potrebno za ručno pomicanje tada da se sipa nakon promjene uzoraka. Besprekorno lijevanje je najbolji način za poboljšanje ovog koraka procesa lijevanja. Iako je livenje često već djelomično automatiziralo, puna automatizacija zahtijeva besprijekornu integraciju upravljačkih sustava linije za oblikovanje i opremu za punjenje tako da djeluju potpuno sinkrono u svim mogućim radnim situacijama. Da biste to postigli pouzdano, jedinica za izlijevanje mora znati tačno tamo gdje je sigurno uliti sljedeći kalup i, ako je potrebno, podesite položaj jedinice za punjenje. Postizanje efikasnog automatskog punjenja u stabilnom proizvodnom procesu istog kalupa nije tako teško. Svaki put kada se napravi novi kalup, stupac kalupa pomiče istu udaljenost (debljina kalupa). Na taj način jedinica za punjenje može ostati u istom položaju, spremna za popunjavanje sljedećeg prazan kalup nakon zaustavljanja proizvodnje. Za nadoknadu promjena debljine kalupa potreban je samo manja prilagođavanja u debljini kalupa uzrokovana promjenama pri kompresibilnosti pijeska. Potreba za ta fina prilagođavanja nedavno je dodatna smanjena zahvaljujući novim značajkama lijepljenja koji omogućuju prelijevanje položaja da ostanu dosljedniji tokom dosljedne proizvodnje. Nakon završetka svake sipa, linija za oblikovanje pomiče jedan hod, postavljajući sljedeći prazan plijesan za početak sljedeće sipa. Iako se to događa, uređaj za punjenje može se puniti. Prilikom promjene modela, debljina kalupa može se promijeniti, za što je potrebna složena automatizacija. Za razliku od horizontalnog procesa pijeska, gdje je visina pijeska, vertikalni Disagatic® postupak može podesiti debljinu kalupa u tačnu debljinu potrebnu za svaki set modela za održavanje konstantnog pijeska u odnosu i računa za visinu modela. Ovo je velika korist u osiguravanju optimalnog kvaliteta lijevanja i korištenja resursa, ali različite debljine kalupa čine automatsku kontrolu livenja više izazovnije. Nakon promjene modela, Disagatic® mašina počinje proizvoditi sljedeću seriju kalupa iste debljine, ali mašina za punjenje na liniji i dalje ispunjava kalupe prethodnog modela, koji mogu imati različitu debljinu kalupa. Za borbu protiv toga, postrojenje za oblikovanje i punjenje moraju bezbrojno raditi kao jedan sinhronizirani sustav, stvarajući kalupe jedne debljine i sigurno izlijevanje drugog. Besprečno izlijevanje nakon promjene uzoraka. Nakon promjene uzoraka, debljina preostalog kalupa između mašina za oblikovanje ostaje isti. Jedinica za izlijevanje iz prethodnog modela ostaje ista, ali s obzirom da je novi kalup koji izlazi iz mašine za oblikovanje deblji ili tanji, cijeli niz može napredovati na različitim udaljenostima u svakom ciklusu - do debljine novog oblika. To znači da sa svakim udarom mašine za oblikovanje, bešavni sistem za livenje mora podesiti položaj za lijevanje u pripremi za sljedeću ulogu. Nakon izlijevanja prethodne serije kalupa, debljina kalupa postaje stalna i stabilna proizvodnja nastavlja se. Na primjer, ako je novi kalup debljine 150 mm, a umjesto kalupa debljine 200 mm koji je i dalje preliven, uređaj za izlijevanje mora se pomaknuti 50 mm natrag prema uređaju za oblikovanje sa svakim udarom kalupljenog uređaja da bi se svakid motora za oblikovanje. . Da bi se postrojenje za izlijevanje pripremilo za sipati kada se stupac kalup prestane kretati, regulator za punjenje mora znati tačno koji će plijesan ulijevati i kada i gdje će stići u područje izlijevanja. Upotreba novog modela koji proizvodi debele kalupe dok bacaju tanke kalupe, sustav bi trebao biti u mogućnosti da baci dva kalupa u jednom ciklusu. Na primjer, prilikom izrade kalupa promjera 400 mm i izlijevanje kalupa promjera 200 mm, uređaj za izlijevanje mora biti 200 mm udaljen od stroja za oblikovanje za svaki napravljen kalup. U nekom trenutku udarca od 400 mm potaknut će dva nepopunjena kalupa promjera 200 mm iz mogućeg područja izlijevanja. U ovom slučaju, stroj za oblikovanje mora pričekati dok uređaj za punjenje ne završim izlijevanje dva 200 mm kalupa prije prelaska na sljedeći moždani udar. Ili, prilikom izrade tankih kalupa, Pour mora biti u mogućnosti da u potpunosti preskočite sipa u ciklusu dok još uvijek izliječe debele kalupe. Na primjer, prilikom izrade kalupa promjera od 200 mm i izlijevanje kalupa promjera 400 mm, postavljanje novog kalupa promjera 400 mm u području izlijevanja znači da moraju napraviti dva kalupa promjera 200 mm. Praćenje, proračune i razmjena podataka potrebna za integrirani sustav oblikovanja i sipanja kako bi se osigurala nevolje bez automatiziranog izlivanja, kako je gore opisano, predstavili su izazove za mnoge dobavljače opreme u prošlosti. Ali zahvaljujući modernim mašinama, digitalnim sistemima i najboljim praksama, bešavno izlijevanje može biti (i bilo) brzo postignuto uz minimalno podešavanje. Glavni zahtjev je neki oblik "računovodstva" procesa, pružajući informacije o lokaciji svakog obrasca u realnom vremenu. DISA-ov Monizer® | CIM (kompjuterski integrirani modul) sistem postiže ovaj cilj snimanjem svakog kalupa i praćenje njegovog kretanja kroz proizvodnoj liniji. Kao procesni tajmer generira niz vremenskih tokova podataka koji izračunavaju položaj svakog kalupa i mlaznice na proizvodnoj liniji svake sekunde. Ako je potrebno, razlikuje podatke u realnom vremenu sa sustavom za kontrolu postrojenja za punjenje i drugim sustavima za postizanje precizne sinhronizacije. DiSA sistem izvlači važne podatke za svaki kalup iz CIM baze podataka, poput debljine kalupa i može se / ne može biti izlijevanje i šalje ga u sistem za kontrolu postrojenja za punjenje. Koristeći ove tačne podatke (generirane nakon ekstrudiranog kalupa), Potoper može pomaknuti sklop izlijevanja na ispravan položaj prije nego što kalup stigne, a zatim počnite otvaranje štapova za čepom dok se kalup još uvijek kreće. Kalup stiže na vrijeme da primi gvožđe iz postrojenja za izlijevanje. Ovaj idealni vremenski raspored je presudan, tj. Topi se precizno doseže čašu za izlijevanje. Vrijeme sipa je uobičajena bočica sa produktivnosti, a savršeno vremenom starta sipa, vremena ciklusa mogu se smanjiti za nekoliko desetina sekunde sekunde. DiSA sistem za oblikovanje također prenosi relevantne podatke iz stroja za oblikovanje, poput trenutne veličine kalupa i tlaka ubrizgavanja, kao i širi procesni podaci, kao što su kompresibilnost pijeska, na Monitorizer® | CIM. Zauzvrat, Monitorizer® | CIM prima i pohranjuje kvalitetne kritične parametre za svaki plijesan iz postrojenja za punjenje, poput temperature izlijevanja, vrijeme sipaju i uspjeh procesa sipa i inokulacije. To omogućava pojedinačnim oblicima da budu označeni kao loši i odvojeni prije miješanja u sistemu tresenja. Pored automatizacije mašina za oblikovanje, linije i live za kaling, Monitorizer® | CIM pruža industrijski okvir koji podržava industriju za kupovinu, skladištenje, izveštavanje i analizu. Livnice u upravljanju može pregledati detaljne izvještaje i izbušiti u podatke kako bi se pratila pitanja kvalitete i pokretanje potencijalnih poboljšanja. Ortrander's Bespremljeno lijepsko iskustvo Ortrander Eisenhütte nalazi se u porodičnoj ljebi u Njemačkoj koje se specijaliziralo za proizvodnju srednjeg obima, visokokvalitetne željezne odljeve za automobile, teške drvene peći i infrastrukturu i opće dijelove strojeva. Ljevaonica proizvodi sivo željezo, duktilno gvožđe i zbijeno grafitno željezo i proizvodi oko 27.000 tona visokokvalitetnih odljeva godišnje, operativne dvije smjene pet dana u sedmici u sedmici. OrTrander upravlja četiri 6-tona indukcijskog peći i tri disaling linije za oblikovanje, proizvodeći oko 100 tona odljevaka dnevno. To uključuje kratke proizvodne trake od jednog sata, ponekad manje za važne klijente, tako da se predložak mora često promijeniti. Da biste optimizirali kvalitetu i efikasnost, izvršni direktor Bernd H. Williams-knjiga uložio je značajne resurse u provedbu automatizacije i analitike. Prvi korak je bio automatizacija procesa topljenja i doziranja gvožđa, nadogradnja tri postojeće peći za livenje pomoću najnovijeg Pouterhech sistema, koji uključuje 3D laserska tehnologija, inkubaciju i kontrolu temperature. Peći, linije za oblikovanje i livenje sada su digitalno kontrolirane i sinhronizirani, radeći gotovo u potpunosti automatski. Kada se mašina za oblikovanje promijeni model, Pourtech upita kontroler upita Disa Monitizer® | CIM sistem za nove dimenzije kalupa. Na osnovu podataka DISS-a, regulator sipa izračunava gde da postavi čvor izlivanja za svaku sipu. Točno zna kada prvi novi kalup stigne u postrojenje za punjenje i automatski se prebacuje u novi niz izlijevanja. Ako Jig dostigne kraj svog udara u bilo kojem trenutku, Disagatska mašina se zaustavlja, a Jig se automatski vraća. Kada se prvi novi kalup uklanja iz stroja, operater se upozorava tako da može vizualno provjeriti da li je u ispravnom položaju. Prednosti bešavne kasting tradicionalnih procesa lijevanja ruku ili manje složeni automatizirani sustavi mogu rezultirati izgubljenim vremenom proizvodnje tijekom promjena modela, što je neizbježno čak i uz promjene brzih kalupa na uređaju za brzo. Ručno resetiranje izlivača i kalupa iz sipa je sporije, zahtijeva više operatera i sklon je greškama poput flare. OrTrander je otkrio da kada su se boce ručno, njegovi zaposlenici na kraju postali umorni, izgubili su koncentraciju i učinili greške, poput zalaska. Bespremna integracija oblikovanja i izlijevanja omogućava brže, dosljednije i kvalitetnije procese uz smanjenje otpada i zastoja. Uz Ortrander, automatsko punjenje eliminira prethodno potrebnu tri minute potrebnu za podešavanje položaja jedinice za punjenje tokom promjena modela. Čitav postupak pretvorbe koji se koristio za 4,5 minuta, rekao je gospodin Williams-Book. Manje od dvije minute danas. Promjenom između 8 i 12 modela po smjeni, OrTrander zaposlenici sada provode oko 30 minuta po smjeni, pola onoliko prije. Kvaliteta se pojačava kroz veću konzistenciju i mogućnost kontinuirano optimizacije procesa. OrTrander je smanjio otpad za otprilike 20% uvođenjem bešavnog livenja. Pored smanjenja starenja prilikom promjene modela, cjelokupna linija za oblikovanje i izlijevanje zahtijeva samo dvije osobe umjesto prethodne tri. Na nekim smjenama tri osobe mogu upravljati dvije kompletne proizvodne linije. Monitoring je gotovo svi ti radnici rade: osim odabira sljedećeg modela, upravljanje pješčanim mješavinama i transportiranjem topline, imaju nekoliko ručnih zadataka. Još jedna korist je smanjena potreba za iskusnim zaposlenicima, koji su teško pronaći. Iako automatizacija zahtijeva neki trening operatera, on ljudima pruža kritične informacije koje su potrebne za donošenje dobre odluke. U budućnosti mašine mogu donositi sve odluke. Dividende podataka iz bešavnog kastinga Kada pokušavate poboljšati proces, livnice često kažu, "radimo istu stvar na isti način, ali s različitim rezultatima". Dakle, oni su bacili na istoj temperaturi i nivou 10 sekundi, ali neke su odljeve dobre i neke su loše. Dodavanjem automatiziranih senzora, prikupljajući vremenski okvir podataka o svakom procesu parametar i rezultate praćenja, integrirani bešavni sistem za kasting stvara lanac povezanih procesa, što olakšava identifikaciju uzroka korijena kada se kvaliteta počne pogoršati. Na primjer, ako se pojave neočekivane uključivanja u seriji kočnih diskova, menadžeri mogu brzo provjeriti da su parametri unutar prihvatljivih granica. Budući da su kontroleri za mašinu za oblikovanje, postrojenje za lijevanje i druge funkcije poput peći i miksera za pesku, na koncertu, podaci koje oni generiraju mogu se analizirati kako bi se identificirali odnosi tokom cijelog procesa, od svojstava pijeska do završne površinske kvalitete livenja. Jedan mogući primjer je kako sipajte nivo i temperaturu utječu na punjenje kalupa za svaki pojedinačni model. Rezultirajuća baza podataka također postavlja temelj za buduću upotrebu automatiziranih tehnika analize kao što su mašinska učenje i umjetna inteligencija (AI) za optimizaciju procesa. OrTrander prikuplja procesne podatke u realnom vremenu putem strojnih sučelja, mjerenja senzora i testnim uzorcima. Za svaku kalifu prikuplja se oko hiljadu parametara. Prije toga, zabilježilo je samo vrijeme potrebno za svaku sipu, ali sada zna tačno koja je razina mlaznice za izlijevanje svake sekunde, omogućujući iskusnom osoblju da ispituje kako ovaj parametar utječe na druge pokazatelje, kao i konačni kvalitet lijevanja. Je li tečnost iscrpljena iz mlaznice za izlijevanje dok se kalup popunjava ili je mlaznicu izlijevanja punjena na gotovo stalnu razinu tokom punjenja? OrTrander proizvodi tri do pet miliona kalupa godišnje i sakupio je ogromnu količinu podataka. OrTrander također pohranjuje više slika svakog sipa u bazu podataka pourtech u slučaju pitanja kvalitete. Pronalaženje načina za automatsko ocjenjivanje ovih slika je budući cilj. Zaključak. Istovremeno automatizirano formiranje i izlivanje rezultira bržim procesima, konzistentniji kvalitet i manje otpada. S glatkom lijevanjem i automatskom promjenom uzoraka, proizvodna linija djeluje učinkovito autonomno, zahtijevajući samo minimalan ručni napor. Budući da operator igra nadzornu ulogu, potrebno je manje osoblja. Besprekorno lijevanje sada se koristi na mnogim mjestima širom svijeta i može se primijeniti na sve moderne livnice. Svaka ljevaonica zahtijevat će malo različito rješenje prilagođene njenim potrebama, ali tehnologija za implementaciju dobro je dokazana, trenutno dostupna od Disa i njenog partnera Pour-Tech AB i ne zahtijeva mnogo posla. Prilagođeni rad se može izvršiti. Povećana upotreba umjetne inteligencije i inteligentne automatizacije u reonicama još uvijek je u fazi testiranja, ali kao što su livnice i OEM-ovi prikupljaju više podataka i dodatno iskustvo u naredne dvije do tri godine, značajno će ubrzati prijelaz na automatizaciju. Ovo rješenje je trenutno neobavezno, jer je podatkovna inteligencija najbolji način za optimizaciju procesa i poboljšanje profitabilnosti, veća automatizacija i prikupljanje podataka postaju standardna praksa, a ne eksperimentalni projekt. U prošlosti je najveća livnica bila njen model i iskustvo svojih zaposlenika. Sada kada se bešavno lijevanje kombinira s većom automatizacijom i industrijskim 4,0 sustavima, podaci brzo postaju treći stup uspjeha livnice.
- Iskreno zahvaljujemo Pour-Tech-u i Ortrander Eisenhütte na njihovim komentarima tokom pripreme ovog članka.
Da, želio bih primiti bilten bi-tjedne ljevaonice sa svim najnovijim vijestima, testovima i izvještajima o proizvodima i materijalima. Plus posebni bilteni - svi sa besplatnim otkazivanjem bilo kada.