automatinis liejimas

Liejyklos vis dažniau taiko duomenimis pagrįstą procesų automatizavimą, kad pasiektų ilgalaikius tikslus – aukštesnę kokybę, mažiau atliekų, maksimalų veikimo laiką ir minimalias išlaidas.Visiškai integruotas skaitmeninis liejimo ir liejimo procesų sinchronizavimas (besiūlis liejimas) ypač vertingas liejykloms, susiduriančioms su gamybos „just-in-time“ iššūkiais, sutrumpėjusiu ciklo laiku ir dažnesniu modelių keitimu.Naudojant automatines liejimo ir liejimo sistemas, kurios sklandžiai susijungia tarpusavyje, liejimo procesas tampa greitesnis ir kokybiškesnės dalys gaminamos nuosekliau.Automatizuotas liejimo procesas apima pylimo temperatūros stebėjimą, taip pat inokuliacinės medžiagos tiekimą ir kiekvienos formos patikrinimą.Tai pagerina kiekvieno liejimo kokybę ir sumažina laužo kiekį.Ši visapusiška automatizacija taip pat sumažina operatorių, turinčių ilgametę specializuotą patirtį, poreikį.Operacijos taip pat tampa saugesnės, nes bendrai dalyvauja mažiau darbuotojų.Ši vizija nėra ateities vizija;Tai vyksta dabar.Tokie įrankiai kaip liejyklų automatizavimas ir robotika, duomenų rinkimas ir analizė tobulėjo per dešimtmečius, tačiau pastaruoju metu pažanga paspartėjo, kai buvo kuriami įperkami didelio našumo skaičiavimai ir pažangūs pramonės 4.0 tinkle sujungti jutikliai ir suderinamos valdymo sistemos.Sprendimai ir partneriai dabar leidžia liejykloms sukurti tvirtą, pažangią infrastruktūrą, kuri remtų ambicingesnius projektus, sujungiant kelis anksčiau nepriklausomus antrinius procesus, kad koordinuotų savo pastangas.Šių automatizuotų integruotų sistemų surinktų proceso duomenų saugojimas ir analizavimas taip pat atveria duris į naudingą duomenimis pagrįsto nuolatinio tobulinimo ciklą.Liejyklos gali rinkti ir analizuoti proceso parametrus, nagrinėdamos istorinius duomenis, kad surastų sąsajas tarp jų ir proceso rezultatų.Tada automatizuotas procesas sukuria skaidrią aplinką, kurioje visi analizės metu nustatyti patobulinimai gali būti kruopščiai ir greitai išbandyti, patvirtinti ir, jei įmanoma, įdiegti.
Besiūlių formų iššūkiai Dėl tendencijos gaminti „just-in-time“ DISAMATIC® liejimo linijas naudojantys klientai dažnai turi dažnai keisti modelius tarp mažų partijų.Naudojant tokią įrangą kaip automatinis miltelių keitiklis (APC) arba greitasis DISA miltelių keitiklis (QPC), šablonus galima pakeisti vos per vieną minutę.Kai greitai keičiasi raštas, proceso kliūtis linkusi pereiti prie išpylimo – laiko, reikalingo rankiniu būdu pajudinti įpylimo indą, kad būtų galima išpilti, pasikeitus raštui.Besiūlis liejimas yra geriausias būdas pagerinti šį liejimo proceso etapą.Nors liejimas dažnai jau yra iš dalies automatizuotas, pilnai automatizuoti reikia sklandžiai integruoti liejimo linijos ir pildymo įrangos valdymo sistemas, kad jos veiktų visiškai sinchroniškai visose įmanomose darbo situacijose.Kad tai būtų pasiekta patikimai, pylimo agregatas turi tiksliai žinoti, kur saugu pilti kitą formą ir, jei reikia, pakoreguoti pildymo agregato padėtį.Pasiekti efektyvų automatinį užpildymą stabiliame tos pačios formos gamybos procese nėra taip sunku.Kiekvieną kartą gaminant naują formą, formos stulpelis pasislenka tuo pačiu atstumu (formos storis).Tokiu būdu užpildymo blokas gali likti toje pačioje padėtyje, pasiruošęs užpildyti kitą tuščią formą sustabdžius gamybos liniją.Norint kompensuoti pelėsių storio pokyčius, atsiradusius dėl smėlio gniuždomumo pokyčių, reikia atlikti tik nedidelius liejimo padėties koregavimus.Šių smulkių reguliavimų poreikis pastaruoju metu dar labiau sumažėjo dėl naujų formavimo linijos ypatybių, leidžiančių pylimo padėtys išlikti nuoseklesnės nuoseklios gamybos metu.Po kiekvieno pylimo liejimo linija vėl juda vienu judesiu, įdedama kitą tuščią formą, kad būtų pradėtas kitas pylimas.Kol tai vyksta, pildymo įrenginį galima papildyti.Keičiant modelį, gali pasikeisti formos storis, o tai reikalauja kompleksinio automatizavimo.Skirtingai nuo horizontalaus smėlio dėžės proceso, kai smėlio dėžės aukštis yra fiksuotas, vertikalus DISAMATIC® procesas gali pakoreguoti formos storį iki tikslaus storio, reikalingo kiekvienam modelių rinkiniui, kad būtų išlaikytas pastovus smėlio ir geležies santykis ir būtų atsižvelgta į aukštį. modelio.Tai yra pagrindinis pranašumas užtikrinant optimalią liejimo kokybę ir išteklių panaudojimą, tačiau dėl įvairaus formų storio automatinis liejimo valdymas tampa sudėtingesnis.Pakeitus modelį, DISAMATIC® mašina pradeda gaminti kitą tokio pat storio formų partiją, tačiau linijoje esanti pildymo mašina vis tiek užpildo ankstesnio modelio formas, kurios gali turėti skirtingą formos storį.Norint su tuo kovoti, liejimo linija ir pildymo gamykla turi veikti sklandžiai kaip viena sinchronizuota sistema, gaminanti vienokio storio formas, o saugiai pilant kitą.Besiūlis liejimas po modelio pakeitimo.Pakeitus raštą, likusios formos storis tarp liejimo mašinų išlieka toks pat.Liejimo agregatas, pagamintas iš ankstesnio modelio, išlieka toks pat, tačiau kadangi iš formavimo mašinos išeinanti nauja forma gali būti storesnė arba plonesnė, tai visa styga kiekviename cikle gali judėti skirtingais atstumais – iki naujos formos storio.Tai reiškia, kad su kiekvienu liejimo mašinos judesiu besiūlė liejimo sistema turi pakoreguoti liejimo padėtį ruošiantis kitam liejimui.Supylus ankstesnę formų partiją, formos storis vėl tampa pastovus ir atnaujinama stabili gamyba.Pavyzdžiui, jei naujoji forma yra 150 mm storio, o ne 200 mm storio formos, kuri vis dar buvo liejama anksčiau, pylimo įtaisas turi pasislinkti 50 mm atgal link formavimo mašinos su kiekvienu liejimo mašinos judesiu, kad būtų teisinga liejimo padėtis..Kad liejimo įrenginys pasiruoštų pilti, kai pelėsių kolonėlė nustos judėti, pildymo įrenginio kontrolierius turi tiksliai žinoti, į kokią formą ji pils ir kada bei kur pateks į liejimo vietą.Naudojant naują modelį, kuris gamina storas formas liejant plonas formas, sistema turėtų turėti galimybę išlieti dvi formas per vieną ciklą.Pavyzdžiui, gaminant 400 mm skersmens formą ir pilant 200 mm skersmens formą, kiekvienos pagamintos formos liejimo įtaisas turi būti 200 mm atstumu nuo liejimo mašinos.Tam tikru momentu 400 mm eiga išstums dvi neužpildytas 200 mm skersmens formas iš galimos liejimo vietos.Tokiu atveju liejimo mašina turi palaukti, kol užpildymo įtaisas baigs pilti dvi 200 mm formas, prieš pereinant prie kito eigos.Arba, kai gaminate plonas formas, piltuvas turi turėti galimybę visiškai praleisti pilstymą ciklo metu, o vis tiek pilamas storas formas.Pavyzdžiui, gaminant 200 mm skersmens formą ir pilant 400 mm skersmens formą, įdėjus naują 400 mm skersmens formą į liejimo vietą reiškia, kad reikia pagaminti dvi 200 mm skersmens formas.Stebėjimas, skaičiavimai ir keitimasis duomenimis, reikalingas integruotai liejimo ir liejimo sistemai, kad būtų užtikrintas be problemų automatizuotas liejimas, kaip aprašyta aukščiau, praeityje keldavo iššūkių daugeliui įrangos tiekėjų.Tačiau šiuolaikinių mašinų, skaitmeninių sistemų ir geriausios praktikos dėka, sklandžiai išpilstyti galima (ir buvo) greitai su minimalia sąranka.Pagrindinis reikalavimas yra tam tikra proceso „apskaita“, pateikiant informaciją apie kiekvienos formos vietą realiu laiku.DISA Monitizer®|CIM (kompiuterio integruotas modulis) sistema pasiekia šį tikslą registruodama kiekvieną pagamintą formą ir stebėdama jos judėjimą gamybos linijoje.Kaip proceso laikmatis, jis generuoja eilę laiko žymų duomenų srautų, kurie kas sekundę apskaičiuoja kiekvienos formos ir jos antgalio padėtį gamybos linijoje.Jei reikia, jis realiu laiku keičiasi duomenimis su užpildymo įrenginio valdymo sistema ir kitomis sistemomis, kad būtų pasiektas tikslus sinchronizavimas.DISA sistema iš CIM duomenų bazės ištraukia svarbius kiekvienos formos duomenis, tokius kaip formos storis ir galima/negalima pilti, ir siunčia juos į pildymo gamyklos valdymo sistemą.Naudodamas šiuos tikslius duomenis (sugeneruotus po formos išspaudimo), pylimo mašina gali perkelti pylimo mazgą į reikiamą padėtį, kol atkeliauja forma, o tada pradėti atidaryti kamščio strypą, kol forma vis dar juda.Forma atvyksta laiku, kad gautų geležį iš liejimo įrenginio.Šis idealus laikas yra labai svarbus, ty lydalas tiksliai pasiekia pylimo puodelį.Pilimo laikas yra dažna našumo kliūtis, o idealiai nustačius pilimo pradžią ciklo laikas gali sutrumpėti keliomis dešimtosiomis sekundės dalimis.DISA formavimo sistema taip pat perduoda svarbius duomenis iš liejimo mašinos, pvz., esamą formos dydį ir įpurškimo slėgį, taip pat platesnius proceso duomenis, tokius kaip smėlio suspaudimas, į Monitizer®|CIM.Savo ruožtu Monitizer®|CIM gauna ir išsaugo kokybei svarbius kiekvienos formos parametrus iš pildymo gamyklos, tokius kaip pilimo temperatūra, pilimo laikas ir pilimo bei inokuliavimo procesų sėkmė.Tai leidžia atskiras formas pažymėti kaip blogas ir atskirti prieš maišant kratymo sistemoje.„Monitizer®|CIM“ ne tik automatizuoja liejimo mašinas, liejimo linijas ir liejimą, bet ir suteikia su „Pramonės 4.0“ suderinamą sistemą, skirtą įsigijimui, saugojimui, ataskaitoms ir analizei.Liejyklos vadovybė gali peržiūrėti išsamias ataskaitas ir įsigilinti į duomenis, kad galėtų stebėti kokybės problemas ir paskatinti galimus patobulinimus.„Ortrander“ besiūlių liejinių patirtis „Ortrander Eisenhütte“ yra šeimai priklausanti liejykla Vokietijoje, kuri specializuojasi vidutinės apimties, aukštos kokybės geležies liejinių, skirtų automobilių komponentams, sunkiasvorėms malkinėms krosnims ir infrastruktūrai, bei bendrųjų mašinų dalių gamyboje.Liejykla gamina pilkąjį, kaliąjį ir tankintą grafitinį ketų ir per metus pagamina apie 27 000 tonų aukštos kokybės liejinių, dirbdama dviem pamainomis penkias dienas per savaitę.„Ortrander“ valdo keturias 6 tonų sveriančias indukcinio lydymo krosnis ir tris DISA liejimo linijas, per dieną pagamindamos apie 100 tonų liejinių.Tai apima trumpus vienos valandos gamybos etapus, kartais trumpesnius svarbiems klientams, todėl šabloną reikia dažnai keisti.Siekdamas optimizuoti kokybę ir efektyvumą, generalinis direktorius Bernd H. Williams-Book investavo didelius išteklius į automatizavimo ir analizės diegimą.Pirmasis žingsnis buvo geležies lydymo ir dozavimo proceso automatizavimas, atnaujinant tris esamas liejimo krosnis, naudojant naujausią pourTECH sistemą, kuri apima 3D lazerio technologiją, inkubaciją ir temperatūros kontrolę.Krosnys, liejimo ir liejimo linijos dabar valdomos ir sinchronizuojamos skaitmeniniu būdu, veikia beveik visiškai automatiškai.Kai liejimo mašina keičia modelį, pourTECH liejimo valdiklis užklausa DISA Monitizer®|CIM sistemos naujų formų matmenų.Remdamasis DISA duomenimis, išpylimo valdiklis apskaičiuoja, kur įdėti išpylimo mazgą kiekvienam išpylimui.Jis tiksliai žino, kada į pildymo gamyklą atkeliauja pirmoji nauja forma, ir automatiškai persijungia į naują liejimo seką.Jei bet kuriuo metu strypas pasiekia savo eigos pabaigą, DISAMATIC® mašina sustoja ir ji automatiškai grįžta atgal.Iš mašinos pašalinus pirmą naują formą, operatorius įspėjamas, kad galėtų vizualiai patikrinti, ar ji yra tinkamoje padėtyje.Besiūlio liejimo pranašumai Dėl tradicinių liejimo rankomis procesų arba ne tokių sudėtingų automatizuotų sistemų modelio keitimo metu gali sumažėti gamybos laikas, o tai neišvengiama net ir greitai keičiant formas liejimo mašinoje.Neautomatinis pylimo ir liejimo formų nustatymas iš naujo vyksta lėčiau, reikalauja daugiau operatorių ir gali atsirasti klaidų, pvz., pliūpsnio.Ortanderis pastebėjo, kad išpilstydami rankomis jo darbuotojai ilgainiui pavargo, prarado susikaupimą ir padarė klaidų, pavyzdžiui, tinginiavo.Sklandus formavimo ir liejimo integravimas leidžia greičiau, nuosekliau ir kokybiškiau atlikti procesus, tuo pačiu sumažinant atliekų ir prastovų laiką.Naudojant Ortrander, automatinis užpildymas pašalina tris minutes, kurių anksčiau prireikė pripildymo įrenginio padėčiai reguliuoti keičiant modelį.Visas konversijos procesas užtrukdavo 4,5 minutės, sakė J. Williams-Book.Šiandien mažiau nei dvi minutės.Keisdami nuo 8 iki 12 modelių per pamainą, „Ortrander“ darbuotojai dabar praleidžia apie 30 minučių per pamainą, perpus mažiau nei anksčiau.Kokybė gerinama dėl didesnio nuoseklumo ir galimybės nuolat optimizuoti procesus.„Ortrander“ sumažino atliekų kiekį maždaug 20 %, įdiegdama besiūlį liejimą.Be to, kad keičiant modelius sutrumpėja prastovos laikas, visai liejimo ir liejimo linijai reikia tik dviejų žmonių vietoj ankstesnių trijų.Kai kuriose pamainose trys žmonės gali valdyti dvi visas gamybos linijas.Stebėjimą atlieka beveik visi šie darbuotojai: išskyrus kito modelio parinkimą, smėlio mišinių tvarkymą ir lydalo transportavimą, jie turi nedaug rankinių užduočių.Kitas privalumas – sumažėjęs patyrusių darbuotojų, kuriuos sunku rasti, poreikis.Nors automatizavimas reikalauja tam tikro operatoriaus mokymo, jis suteikia žmonėms svarbios informacijos apie procesą, kurios jiems reikia norint priimti gerus sprendimus.Ateityje mašinos gali priimti visus sprendimus.Duomenų dividendai iš vientiso liejimo Bandydami tobulinti procesą, liejyklos dažnai sako: „Mes darome tą patį dalyką taip pat, bet su skirtingais rezultatais“.Taigi jie lieja toje pačioje temperatūroje ir lygiu 10 sekundžių, tačiau kai kurie liejiniai yra geri, o kiti - blogi.Pridedant automatizuotus jutiklius, renkant kiekvieno proceso parametro duomenis ir stebėjimo rezultatus, integruota vientisa liejimo sistema sukuria susijusių proceso duomenų grandinę, todėl lengviau nustatyti pagrindines priežastis, kai kokybė pradeda prastėti.Pavyzdžiui, jei stabdžių diskų partijoje atsiranda netikėtų įtraukimų, vadovai gali greitai patikrinti, ar parametrai neviršija priimtinų ribų.Kadangi liejimo mašinos, liejimo įrenginio ir kitų funkcijų, tokių kaip krosnys ir smėlio maišytuvai, valdikliai veikia kartu, jų generuojami duomenys gali būti analizuojami, siekiant nustatyti ryšius viso proceso metu – nuo ​​smėlio savybių iki galutinės liejimo paviršiaus kokybės.Vienas iš galimų pavyzdžių – išpylimo lygis ir temperatūra turi įtakos kiekvieno modelio formų užpildymui.Gauta duomenų bazė taip pat sudaro pagrindą ateityje naudoti automatizuotus analizės metodus, tokius kaip mašininis mokymasis ir dirbtinis intelektas (AI), siekiant optimizuoti procesus.„Ortrander“ realiu laiku renka proceso duomenis per mašinų sąsajas, jutiklių matavimus ir bandomuosius pavyzdžius.Kiekvienam formų liejimui surenkama apie tūkstantis parametrų.Anksčiau jis fiksuodavo tik kiekvienam išpylimui reikalingą laiką, tačiau dabar tiksliai žino, koks yra liejimo antgalio lygis kas sekundę, todėl patyręs personalas gali ištirti, kaip šis parametras veikia kitus rodiklius, taip pat galutinę liejimo kokybę.Ar pilant formą skystis nuteka iš pylimo antgalio, ar pildymo metu pylimo antgalis pripildomas iki beveik pastovaus lygio?„Ortrander“ per metus pagamina nuo trijų iki penkių milijonų formų ir surinko didžiulį duomenų kiekį.„Ortrander“ taip pat išsaugo kelis kiekvieno išpylimo vaizdus „pourTECH“ duomenų bazėje, jei kiltų kokybės problemų.Ateities tikslas yra rasti būdą, kaip automatiškai įvertinti šiuos vaizdus.Išvada.Vienu metu automatizuotas formavimas ir liejimas lemia greitesnius procesus, pastovesnę kokybę ir mažiau atliekų.Dėl sklandaus liejimo ir automatinio modelio keitimo gamybos linija veikia efektyviai autonomiškai, reikalaujant tik minimalių rankų pastangų.Kadangi operatorius atlieka priežiūros vaidmenį, reikia mažiau darbuotojų.Besiūlis liejimas dabar naudojamas daugelyje vietų visame pasaulyje ir gali būti taikomas visose šiuolaikinėse liejyklose.Kiekvienai liejyklai reikės šiek tiek kitokio sprendimo, pritaikyto jos poreikiams, tačiau technologija jai įgyvendinti yra gerai pasiteisinusi, šiuo metu prieinama iš DISA ir jos partnerio pour-tech AB ir nereikalauja daug darbo.Galima atlikti darbus pagal užsakymą.Padidėjęs dirbtinio intelekto ir išmaniosios automatikos naudojimas liejyklose vis dar yra testavimo fazėje, tačiau liejykloms ir originalios įrangos gamintojams per ateinančius dvejus ar trejus metus sukaupus daugiau duomenų ir papildomos patirties, perėjimas prie automatizavimo labai paspartės.Tačiau šiuo metu šis sprendimas yra neprivalomas, nes duomenų žvalgyba yra geriausias būdas optimizuoti procesus ir pagerinti pelningumą, o didesnis automatizavimas ir duomenų rinkimas tampa įprasta praktika, o ne eksperimentiniu projektu.Anksčiau didžiausias liejyklos turtas buvo modelis ir darbuotojų patirtis.Dabar, kai vientisas liejimas derinamas su didesniu automatizavimu ir pramonės 4.0 sistemomis, duomenys greitai tampa trečiuoju liejyklų sėkmės ramsčiu.
– Nuoširdžiai dėkojame „ pour-tech“ ir „Ortrander Eisenhütte“ už pastabas rengiant šį straipsnį.
Taip, norėčiau kas dvi savaites gauti Foundry-Planet informacinį biuletenį su visomis naujausiomis naujienomis, bandymais ir pranešimais apie produktus ir medžiagas.Be to, specialūs naujienlaiškiai – bet kuriuo metu nemokamai atšaukiami.