samodejno oblikovanje

Livarne vse pogosteje sprejemajo avtomatizacijo procesov, ki temelji na podatkih, da dosežejo dolgoročne cilje višje kakovosti, manj odpadkov, največjega časa in minimalnih stroškov. Popolnoma integrirana digitalna sinhronizacija procesov nalivanja in oblikovanja (brezhibno litje) je še posebej dragocena za livarne, ki se soočajo z izzivi pravkar v času proizvodnje, skrajšanih časov cikla in pogostejših sprememb modela. Z avtomatiziranimi sistemi za oblikovanje in litje, ki brezhibno povezujejo skupaj, se postopek vlivanja hitrejši in dele bolj kakovosti proizvajajo bolj dosledno. Postopek samodejnega vlivanja vključuje spremljanje temperature vlivanja, pa tudi za hranjenje inokulacijskega materiala in preverjanje vsakega kalupa. To izboljšuje kakovost vsakega vlivanja in zmanjša hitrost odpadkov. Ta celovita avtomatizacija tudi zmanjšuje potrebo po operaterjih z leti specializiranih izkušenj. Operacije postanejo tudi varnejše, ker je na splošno vključenih manj delavcev. Ta vizija ni vizija prihodnosti; To se zdaj dogaja. Orodja, kot so avtomatizacija livarne in robotika, zbiranje podatkov in analiza, se razvijajo v desetletjih, vendar se je napredek v zadnjem času pospešil z razvojem cenovno ugodnih računalniških računalništva in naprednih omrežnih senzorjev in združljivih nadzornih sistemov. Rešitve in partnerji zdaj omogočajo, da livarjem ustvarijo robustno, inteligentno infrastrukturo za podporo bolj ambiciozne projekte in združujejo več prej neodvisnih podprocesov, da bi usklajevali njihova prizadevanja. Shranjevanje in analizo podatkov procesov, ki jih zbirajo ti avtomatizirani, integrirani sistemi, odpira tudi vrata v krepostni cikel nenehnega izboljšanja, ki temelji na podatkih. Livarne lahko zbirajo in analizirajo parametre procesa s preučevanjem zgodovinskih podatkov, da bi našli povezave med njimi in procesnimi rezultati. Avtomatiziran postopek zagotavlja pregledno okolje, v katerem je mogoče vse izboljšave, ki jih je ugotovila analiza, temeljito in hitro preizkusi, potrjeni in, kjer je to mogoče, izvedemo.
Brezhibni izzivi oblikovanja Zaradi trenda do pravočasne proizvodnje so kupci, ki uporabljajo disertanske linije za oblikovanje, pogosto med majhnimi serijami pogosto spreminjati modele. Z uporabo opreme, kot je samodejno menjavo prahu (APC) ali hitro menjalnik praška (QPC) iz DISA, lahko predloge spremenite v samo eni minuti. Ko se spreminjajo spremembe vzorca visoke hitrosti, se ozko grlo v procesu preusmeri proti izlivanju-čas, potreben za ročno premikanje tundža, da se po spreminjanju vzorca vlije. Brezhibno igranje je najboljši način za izboljšanje tega koraka postopka igranja. Čeprav je litje pogosto že delno avtomatizirano, polna avtomatizacija zahteva brezhibno integracijo krmilnih sistemov linije za oblikovanje in opreme za polnjenje, tako da v vseh možnih delovnih situacijah popolnoma sinhrono delujejo. Da bi to zanesljivo dosegli, mora enota za nalivanje natančno vedeti, kje je varno naliti naslednji kalup in po potrebi prilagoditi položaj polnilne enote. Doseganje učinkovitega samodejnega izpolnjevanja stabilnega proizvodnega procesa istega kalupa ni tako težko. Vsakič, ko je narejen nov kalup, stolpec plesni premakne na isti razdalji (debelina plesni). Na ta način lahko polnilna enota ostane v istem položaju, pripravljena za zapolnitev naslednjega praznega kalupa po prenehanju proizvodne linije. Za kompenzacijo sprememb v debelini plesni, ki jih povzročajo spremembe v stiskanju peska, so potrebne le manjše prilagoditve položaja nalivanja. Potreba po teh drobnih prilagoditvah se je v zadnjem času še zmanjšala zaradi novih funkcij linije za oblikovanje, ki omogočajo, da med dosledno proizvodnjo ostanejo bolj dosledni. Po zaključku vsakega vlivanja se linija oblikovanja spet premakne en udarec in postavi naslednji prazen kalup na mestu, da začne naslednji vliv. Medtem ko se to dogaja, lahko napravo za polnjenje napolnite. Pri spreminjanju modela se lahko debelina kalupa spremeni, kar zahteva zapleteno avtomatizacijo. Za razliko od horizontalnega procesa peskovnika, kjer je višina peskovnika pritrjena, lahko vertikalni dinamatični postopek prilagodi debelino kalupa na natančno debelino, potrebno za vsak niz modelov, da ohrani stalno razmerje med peskom in železom in predstavlja višino modela. To je velika prednost pri zagotavljanju optimalne kakovosti vlivanja in uporabe virov, vendar različne debeline plesni naredijo samodejni nadzor vlivanja bolj zahteven. Po spremembi modela DisAmatic® stroj začne proizvajati naslednjo serijo kalupov iste debeline, vendar polnilni stroj na črti še vedno napolni kalupe prejšnjega modela, ki ima lahko drugačno debelino plesni. Za boj proti temu morata linija za oblikovanje in polnjenje brezhibno delovati kot en sinhroniziran sistem, ki proizvaja kalupe ene debeline in varno vliva drugo. Brezhibno vlivanje po spremembi vzorca. Po spremembi vzorca debelina preostalega kalupa med stroji za oblikovanje ostane enaka. Nalivna enota, narejena iz prejšnjega modela, ostaja enaka, a ker je novi kalup, ki izhaja iz molžnega stroja, lahko debelejši ali tanjši, lahko celotna vrvica napreduje na različnih razdaljah v vsakem ciklu - do debeline nove oblike. To pomeni, da mora z vsakim potekom stroja za oblikovanje brezhiben sistem litine prilagoditi položaj vlivanja v pripravi na naslednjo zasedbo. Po vlivanju prejšnje serije kalupov debelina plesni spet postane konstantna in stabilna proizvodnja se nadaljuje. Na primer, če je nov kalup debel 150 mm namesto 200 mm debelega kalupa, ki se je že prej nalival, se mora naprava za nalivanje premakniti 50 mm nazaj proti stroju za oblikovanje z vsakim potekom stroja za oblikovanje, da bo v pravilnem položaju za nalivanje. . Da se lahko naliva obrat pripravi, da se nalije, ko se stolpec plesni neha premikati, mora krmilnik za polnjenje točno vedeti, v kakšen plesen se bo vlival in kdaj in kje bo prišel na območje zalivanja. Z novim modelom, ki proizvaja debele kalupe med vlivanjem tankih kalupov, bi moral sistem v enem ciklu lahko metati dve kalupi. Na primer, pri izdelavi kalupa s premerom 400 mm in nalivanju kalupa s premerom 200 mm mora biti naprava za nalivanje 200 mm oddaljena od stroja za oblikovanje za vsak izdelani kalup. V nekem trenutku bo 400 mm poteza potisnila dva nepopolna kalupa s premerom 200 mm iz možnega območja zalivanja. V tem primeru mora stroj za oblikovanje počakati, da se polnilna naprava konča z vlivanjem obeh 200 mm kalupov, preden se premakneta na naslednji možganski udar. Ali pri izdelavi tankih kalupov mora biti vklop v ciklu v celoti preskočiti vlivanje, medtem ko še vedno naliva debele kalupe. Na primer, pri izdelavi kalupa s premerom 200 mm in nalivanju kalupa s premerom 400 mm, postavitev novega kalupa s premerom 400 mm na območju nalivanja pomeni, da je treba narediti dve plesni s premerom 200 mm. Sledenje, izračuni in izmenjava podatkov, potrebnih za integrirani sistem za oblikovanje in nalivanje, za zagotavljanje brezhibnega avtomatiziranega izlivanja, kot je opisano zgoraj, so v preteklosti predstavljali izzive za številne dobavitelje opreme. Toda zahvaljujoč sodobnim strojem, digitalnim sistemom in najboljšim praksam je brezhibno izlivanje lahko (in je bilo) hitro doseženo z minimalno nastavitev. Glavna zahteva je neka oblika "računovodstva" postopka, ki zagotavlja informacije o lokaciji vsakega obrazca v realnem času. DiSA's Monitatizer® | CIM (računalniško integrirani modul) sistem doseže ta cilj s snemanjem vsakega izdelanega kalupa in sledenje njenemu gibanju skozi proizvodno linijo. Kot časovnik procesa ustvari vrsto podatkovnih tokov s časom, ki vsako sekundo izračunajo položaj vsakega kalupa in njegove šobe na proizvodni liniji. Po potrebi izmenjuje podatke v realnem času s sistemom za nadzor polnilnih obratov in drugimi sistemi, da doseže natančno sinhronizacijo. Sistem DISA izvleče pomembne podatke za vsak kalup iz baze podatkov CIM, kot je debelina plesni in ga ni mogoče vlivati, in jih pošlje v sistem za nadzor naprave za polnjenje. S pomočjo teh natančnih podatkov (ustvarjenih po iztiskanju kalupa) lahko vlilnik premakne sklop vlivanja v pravilen položaj, preden pride kalup, nato pa začne odpirati palico za zamašek, medtem ko se plesen še premika. Kalup pride pravočasno, da dobi železo iz nalivne rastline. Ta idealen čas je ključnega pomena, tj. Talina natančno doseže skodelico za nalivanje. Pour Time je običajno ozko grlo za produktivnost in s popolnim časom začetka vlivanja se lahko časi cikla skrajšajo za več desetin sekunde. Sistem za oblikovanje DISA prenaša tudi ustrezne podatke iz stroja za oblikovanje, kot sta trenutna velikost plesni in tlak vbrizgavanja, pa tudi širši procesni podatki, kot je stisljivost peska, na monitatizer® | CIM. Monitatizer® | CIM sprejema in shrani kakovostne kritične parametre za vsak kalup iz polnilne naprave, kot so temperatura vlivanja, čas nalivanja in uspeh procesov nalivanja in inokulacije. To omogoča, da se posamezne obrazce pred mešanjem v sistemu tresenja označijo kot slabe in ločijo. Poleg avtomatizacije strojev za oblikovanje, linije za oblikovanje in vlivanje, Monitatizer® | CIM ponuja industrijski 4,0 skladen okvir za pridobitev, shranjevanje, poročanje in analizo. Upravljanje livatov si lahko ogleda podrobna poročila in se vrti v podatke za sledenje težavam s kakovostjo in spodbudi morebitne izboljšave. Ortranderjeva brezhibna izkušnja kastinga Ortrander Eisenhütte je družinska livarna v Nemčiji, ki je specializirana za proizvodnjo srednje volumnih, kakovostnih železnih odlitkov za avtomobilske sestavne dele, težke peči in infrastrukture za lesene in infrastrukture ter splošnih delov strojev. Livarna proizvaja sivo železo, duktilno železo in stisnjeno grafitno železo ter proizvede približno 27.000 ton visokokakovostnih ulitkov na leto, ki deluje dva izmena pet dni na teden. Ortrander upravlja s štirimi 6-tonskimi indukcijskimi talilnimi peči in tri linije za brizganje, ki proizvajajo približno 100 ton ulitkov na dan. To vključuje kratke proizvodnje ene ure, včasih manj za pomembne stranke, zato je treba predlogo pogosto spreminjati. Za optimizacijo kakovosti in učinkovitosti je izvršni direktor Bernd H. Williams-Book vložil pomembne vire v izvajanje avtomatizacije in analitike. Prvi korak je bil avtomatizacija postopka taljenja in odmerjanja železa, nadgradnje treh obstoječih litinskih peči z najnovejšim sistemom Pourtech, ki vključuje 3D lasersko tehnologijo, inkubacijo in nadzor temperature. Peči, linije za oblikovanje in vlivanje so zdaj digitalno nadzorovane in sinhronizirane, ki delujejo skoraj v celoti samodejno. Ko stroj za oblikovanje spreminja model, krmilnik PourTech Pour poizvede sistem DiSA Monitatizer® | CIM za nove dimenzije plesni. Na podlagi podatkov DISA regulator PUOR izračuna, kam postaviti vozlišče za vsako vlivanje. Točno ve, kdaj prvi nov kalup prispe v napravo za polnjenje in se samodejno preklopi na novo zaporedje olivanja. Če se jig kadar koli doseže konec kap, se Disematic® Machine ustavi in ​​Jig se samodejno vrne. Ko se prvi nov kalup odstrani s stroja, je operater opozorjen, da lahko vizualno preveri, ali je v pravilnem položaju. Prednosti brezhibnega vlivanja tradicionalnih postopkov litin rok ali manj zapletenih avtomatiziranih sistemov lahko povzročijo izgubljeni čas proizvodnje med spremembami modela, kar je neizogibno tudi s hitrimi spremembami plesni na stroju za oblikovanje. Ročno ponastavitev nalivkov in nalivanja je počasnejša, zahteva več operaterjev in je nagnjen k napakam, kot je Flare. Ortrander je ugotovil, da so se njegovi zaposleni, ko so se ročno polnili, sčasoma utrudili, izgubili koncentracijo in delali napake, kot je na primer zmanjševanje. Brezhibna integracija oblikovanja in nalivanja omogoča hitrejše, bolj dosledne in kakovostnejše procese, hkrati pa zmanjšuje odpadke in izpadanje. Z Ortranderjem samodejno polnjenje odpravlja tri minute, ki so prej potrebne za nastavitev položaja polnilne enote med spremembami modela. Celoten postopek pretvorbe je trajal 4,5 minute, je dejal gospod Williams-Book. Danes manj kot dve minuti. S spreminjanjem med 8 in 12 modelov na izmenji zaposleni Ortrander zdaj preživijo približno 30 minut na izmeno, na polovico toliko kot prej. Kakovost se poveča z večjo skladnostjo in sposobnostjo nenehne optimizacije procesov. Ortrander je z uvedbo brezhibnega vlivanja zmanjšal odpadke za približno 20%. Poleg zmanjšanja izpadov pri spreminjanju modelov celotna linija za oblikovanje in nalivanje zahtevata le dve osebi namesto prejšnjih treh. V nekaterih izmenah lahko tri osebe upravljajo dve popolni proizvodni liniji. Nadzor je skoraj vsi ti delavci: razen izbire naslednjega modela, upravljanja peščenih mešanic in prevoza taline imajo malo ročnih nalog. Druga prednost je zmanjšana potreba po izkušenih zaposlenih, ki jih je težko najti. Čeprav avtomatizacija zahteva nekaj usposabljanja operaterjev, ljudem zagotavlja kritične informacije, ki jih potrebujejo za dobre odločitve. V prihodnosti lahko stroji sprejemajo vse odločitve. Podatkovne dividende iz brezhibnega vlivanja Ko poskušajo izboljšati postopek, livarne pogosto pravijo: "Enako počnemo enako, vendar z različnimi rezultati." Tako se oddajajo pri isti temperaturi in ravni za 10 sekund, vendar so nekateri ulitki dobri, nekateri pa slabi. Z dodajanjem avtomatiziranih senzorjev, zbiranjem podatkov s časom na vsakem procesnem parametru in spremljanjem rezultatov integriran sistem brezhibnega lita ustvarja verigo povezanih podatkov procesnih podatkov, kar olajša prepoznavanje vzrokov, ko se kakovost začne slabšati. Na primer, če se nepričakovane vključitve pojavijo v seriji zavornih diskov, lahko menedžerji hitro preverijo, ali so parametri v sprejemljivih mejah. Ker regulatorji za oblikovanje stroja, vlivajo rastlino in druge funkcije, kot so peči in mešalniki peska, lahko koncerte koncerte, podatke, ki jih ustvarijo, analiziramo za identifikacijo odnosov v celotnem postopku, od peščenih lastnosti do končne kakovosti površine kastinga. En možni primer je, kako raven in temperatura vplivata na polnjenje plesni za vsak posamezen model. Nastala baza podatkov je tudi temelj za prihodnjo uporabo tehnik samodejne analize, kot sta strojno učenje in umetna inteligenca (AI) za optimizacijo procesov. Ortrander v realnem času zbira podatke o procesih prek strojnih vmesnikov, meritev senzorjev in preskusnimi vzorci. Za vsako vlivanje plesni se zbira približno tisoč parametrov. Prej je zabeležil le čas, potreben za vsak vliv, zdaj pa natančno ve, kakšna je raven šobe za nalivanje vsako sekundo, ki izkušenemu osebju omogoča, da preuči, kako ta parameter vpliva na druge kazalnike, pa tudi na končno kakovost igranja. Ali se tekočina odcedi iz šobe za nalivanje, medtem ko se plesen napolni, ali je šoba za nalivanje med polnjenjem napolnjena na skoraj konstantno raven? Ortrander proizvede tri do pet milijonov kalupov na leto in zbral ogromno podatkov. Ortrander v primeru težav s kakovostjo shrani tudi več slik vsakega vliva v bazo podatkov Pourtech. Iskanje načina za samodejno oceno teh slik je prihodnji cilj. Zaključek. Hkratno avtomatizirano oblikovanje in izlivanje povzroči hitrejše procese, doslednejšo kakovost in manj odpadkov. Z gladkim vlivanjem in spreminjanjem samodejnega vzorca proizvodna linija deluje učinkovito samostojno, kar zahteva le minimalen ročni napor. Ker ima operater nadzorno vlogo, je potrebnih manj osebja. Brezhibno igranje se zdaj uporablja v mnogih krajih po vsem svetu in ga je mogoče uporabiti za vse sodobne livarne. Vsaka livarna bo potrebovala nekoliko drugačno rešitev, prilagojena njegovim potrebam, vendar je tehnologija za njihovo izvajanje dobro dokazana, trenutno na voljo pri Disa in njegovem partnerju Pour-Tech AB in ne potrebuje veliko dela. Delo po meri je mogoče opraviti. Povečana uporaba umetne inteligence in inteligentne avtomatizacije v livarnah je še vedno v fazi testiranja, toda ker livarne in originalne opreme zbirajo več podatkov in dodatne izkušnje v naslednjih dveh do treh letih, se bo prehod na avtomatizacijo znatno pospešil. Ta rešitev pa je trenutno neobvezna, saj je podatkovna inteligenca najboljši način za optimizacijo procesov in izboljšanje dobičkonosnosti, večja avtomatizacija in zbiranje podatkov postaja standardna praksa in ne eksperimentalni projekt. V preteklosti so bile največje premoženje livarne njen model in izkušnja zaposlenih. Zdaj, ko je brezhibno vlivanje kombinirano z večjo avtomatizacijo in sistemi industrije 4.0, podatki hitro postajajo tretji steber uspeha livarne.
-Iskreno se zahvaljujemo Pour-Tech in Ortrander Eisenhütte za njihove komentarje med pripravo tega članka.
Da, rad bi prejel dvotedensko glasilo za livarno-planet z vsemi najnovejšimi novicami, testi in poročili o izdelkih in materialih. Plus posebna glasila - vse z brezplačno odpovedjo kadar koli.