Автоматично формоване

Леярите все повече приемат автоматизация на процесите, управлявани от данни, за да постигнат дългосрочни цели с по-високо качество, по-малко отпадъци, максимално време за работа и минимални разходи. Напълно интегрираната дигитална синхронизация на процесите на изливане и формоване (безпроблемно леене) е особено ценна за леярските, изправени пред предизвикателствата на производството на точно време, намалени времена на цикъла и по-чести промени в модела. С автоматизирани системи за формоване и леене, които безпроблемно се свързват заедно, процесът на кастинг става по -бърз и по -качествени части се произвеждат по -последователно. Автоматизираният процес на изливане включва мониторинг на температурата на изливане, както и захранването на инокулационния материал и проверка на всяка форма. Това подобрява качеството на всеки кастинг и намалява скоростта на скрап. Тази цялостна автоматизация също намалява необходимостта от оператори с години специализиран опит. Операциите също стават по -безопасни, тъй като като цяло са замесени по -малко работници. Тази визия не е визия за бъдещето; Това се случва сега. Инструменти като леярна автоматизация и роботика, събиране на данни и анализ се развиват през десетилетия, но прогресът се ускори наскоро с разработването на достъпни високоефективни изчислителни и напреднали сензори на индустрията 4.0 и съвместими системи за управление. Сега решенията и партньорите дават възможност на леярските да създават стабилна, интелигентна инфраструктура за поддържане на по-амбициозни проекти, обединявайки множество предишни независими подпроцеси за координиране на техните усилия. Съхраняването и анализирането на данните на процесите, събрани от тези автоматизирани, интегрирани системи, също отваря вратата към добродетелен цикъл на непрекъснато подобрение, управлявано от данни. Лейриите могат да събират и анализират параметрите на процеса, като изследват исторически данни, за да намерят корелации между тях и резултатите от процеса. След това автоматизираният процес осигурява прозрачна среда, в която всякакви подобрения, идентифицирани от анализа, могат да бъдат старателно и бързо тествани, валидирани и, когато е възможно, се прилагат.
Безпроблемни предизвикателства за формоване поради тенденцията към производството на точно време, клиентите, използващи Ressamatic® Forming Lines, често трябва да променят моделите често между малките партиди. Използване на оборудване като автоматичен прахов смяна (APC) или бърз смяна на прах (QPC) от DISA, шаблоните могат да бъдат променени само за една минута. Тъй като възникват промени в модела на високите скорости, препятствието в процеса има тенденция да се прехвърля към изливането-времето, необходимо за ръчно преместване на тундерите, за да се излее след промяна на шаблона. Безпроблемният кастинг е най -добрият начин за подобряване на тази стъпка от процеса на кастинг. Въпреки че кастингът често вече е частично автоматизиран, пълната автоматизация изисква безпроблемна интегриране на системите за управление на линията за формоване и оборудването за пълнене, така че те да работят напълно синхронно във всички възможни работни ситуации. За да постигне това надеждно, изливащият блок трябва да знае къде точно е безопасно да излеете следващата форма и, ако е необходимо, да регулирате позицията на пълнещия блок. Постигането на ефективно автоматично пълнене в стабилен производствен процес със същата форма не е толкова трудно. Всеки път, когато се прави нова плесен, колоната с плесен се движи на същото разстояние (дебелина на плесен). По този начин устройството за пълнене може да остане в същото положение, готово да запълни следващата празна форма, след като производствената линия бъде спряна. Необходими са само незначителни корекции в позицията на изливане, за да се компенсира промените в дебелината на плесен, причинени от промени в пясъчната сгъваемост. Необходимостта от тези фини корекции наскоро беше допълнително намалена благодарение на новите функции за формоване на линии, които позволяват на изливащите позиции да останат по -последователни по време на последователното производство. След завършване на всяко изливане, линията за формоване се движи отново един удар, поставяйки следващата празна форма на място, за да започне следващото изливане. Въпреки че това се случва, устройството за пълнене може да се презарежда. При промяна на модела дебелината на формата може да се промени, което изисква сложна автоматизация. За разлика от хоризонталния процес на пясъчна кутия, при който височината на пясъчната кутия е фиксирана, вертикалният Isamatic® процес може да регулира дебелината на формата до точната дебелина, необходима за всеки набор от модели, за да поддържа постоянно съотношение на пясък към желязо и да отчита височината на модела. Това е основно предимство за осигуряване на оптимално качество на кастинга и използване на ресурси, но различните дебелини на плесен прави автоматичното управление на кастинга по -предизвикателен. След промяна на модела, Machine Machine започва да произвежда следващата партида форми със същата дебелина, но машината за пълнене на линията все още запълва формите на предишния модел, който може да има различна дебелина на плесен. За да се бори с това, линията за формоване и пълнене на растението трябва да работи безпроблемно като една синхронизирана система, произвеждайки форми с една дебелина и безопасно да се изсипва друга. Безпроблемно изливане след промяна на модела. След промяна на модела, дебелината на останалата плесен между машините за формоване остава същата. Изливащият се блок, направен от предишния модел, остава същият, но тъй като новата плесен, излизащ от машината за формоване, може да е по -дебел или по -тънка, целият низ може да напредне на различни разстояния във всеки цикъл - до дебелината на новата форма. Това означава, че с всеки удар на формовъчната машина безпроблемната система за леене трябва да регулира позицията на кастинг в подготовката за следващия актьорски състав. След изсипването на предишната партида форми, дебелината на формата отново става постоянна и стабилното производство се възобновява. Например, ако новата форма е с дебелина 150 мм вместо матрицата с дебелина 200 мм, която все още се излива преди това, устройството за изливане трябва да се движи 50 мм обратно към машината за формоване с всеки ход на формовъчната машина, за да бъде в правилното положение на изливане. . За да може да се приготви заливно растение, когато колоната с мухъл спре да се движи, контролерът за пълнене на растението трябва да знае точно в каква плесен ще се излее и кога и къде ще пристигне в зоната на изливане. Използвайки нов модел, който произвежда дебели форми, докато хвърля тънки форми, системата трябва да може да хвърля две форми в един цикъл. Например, когато приготвяте мухъл с диаметър 400 мм и изсипвайки формата с диаметър 200 мм, устройството за изливане трябва да е на 200 мм от машината за формоване за всяка направена формата. В даден момент 400 мм ударът ще избута две незапълнени форми за диаметър 200 мм от възможната зона за изливане. В този случай машината за формоване трябва да изчака, докато устройството за пълнене приключи с наливането на двете 200 мм форми, преди да премине към следващия ход. Или, когато правят тънки форми, изсипването трябва да може да прескочи изсипването напълно в цикъла, докато все още изсипва дебели форми. Например, когато приготвяте калъп с диаметър 200 мм и изсипването на формата с диаметър 400 мм, поставянето на нова форма на диаметър 400 мм в областта на изливане означава, че трябва да се направят две форми за диаметър 200 мм. Проследяването, изчисленията и обменът на данни, необходими за интегрирана система за формоване и изливане, за да се осигури безпроблемно автоматизирано изливане, както е описано по-горе, представиха предизвикателства за много доставчици на оборудване в миналото. Но благодарение на съвременните машини, цифровите системи и най -добрите практики, безпроблемното изливане може да бъде (и е) постигнато бързо с минимална настройка. Основното изискване е някаква форма на „счетоводство“ на процеса, предоставяща информация за местоположението на всяка форма в реално време. Системата Monitizer® на DISA (CIM (компютърен интегриран модул) постига тази цел, като записва всяка изработена форма и проследява неговото движение през производствената линия. Като таймер на процеса, той генерира серия от потоци от данни, подпечатани във времето, които изчисляват позицията на всяка плесен и неговата дюза по производствената линия всяка секунда. Ако е необходимо, той обменя данни в реално време със системата за контрол на растенията за пълнене и други системи, за да постигне прецизна синхронизация. Системата DISA извлича важни данни за всяка плесен от базата данни на CIM, като дебелина на плесента и може/не може да се излее, и я изпраща в системата за контрол на растенията за пълнене. Използвайки тези точни данни (генерирани след екструдиране на формата), изсипването може да премести монтажа на изливане в правилното положение преди пристигането на формата и след това да започне да отваря спирателния прът, докато формата все още се движи. Мухълът пристига навреме, за да получи желязото от изливащото се растение. Това идеално време е от решаващо значение, т.е. топенето достига точно чашата за изливане. Времето за изливане е често срещано препятствие за производителността и чрез перфектно определяне на началото на изливането, времето на цикъла може да бъде намалено с няколко десети от секундата. Системата за формоване на DISA също прехвърля съответните данни от машината за формоване, като размера на тока на формата и налягането в инжектиране, както и по -широки данни за процеса, като пясъчна сгъваемост, към Monitizer® | CIM. От своя страна Monitizer® | CIM получава и съхранява критични за качеството параметри за всяка плесен от пълнещото растение, като температура на изливане, време за изливане и успех на процесите на изливане и инокулация. Това позволява отделните форми да бъдат маркирани като лоши и разделени преди смесване в разтърсващата система. В допълнение към автоматизирането на машини за формоване, линии за формоване и кастинг, Monitizer® | Управлението на леярството може да преглежда подробни отчети и да разгледа данни, за да проследи проблемите на качеството и да доведе до потенциални подобрения. Безпроблемното изживяване на кастинга на Ortrander Ortrander Eisenhütte е семейна леярна в Германия, която е специализирана в производството на среден обем, висококачествени железни отливки за автомобилни компоненти, тежкотоварни печки на дърва и инфраструктура и общи части за машини. Леярна произвежда сиво желязо, пластично желязо и уплътнено графитно желязо и произвежда приблизително 27 000 тона висококачествени отливки годишно, оперирайки две смени пет дни в седмицата. Ortrander оперира четири 6-тонен индукционни пещи за топене и три линии за формоване на DISA, произвеждайки приблизително 100 тона отливки на ден. Това включва кратки производствени писти от един час, понякога по -малко за важни клиенти, така че шаблонът трябва да се променя често. За да оптимизира качеството и ефективността, изпълнителният директор Bernd H. Williams-Book инвестира значителни ресурси в прилагането на автоматизацията и анализите. Първата стъпка беше да се автоматизира процесът на топене и дозиране на желязо, като се модернизира три съществуващи пещи за леене, използвайки най -новата система Pourtech, която включва 3D лазерна технология, инкубация и контрол на температурата. Пещите, линиите за формоване и леене вече са цифрово контролирани и синхронизирани, работещи почти напълно автоматично. Когато формовъчната машина смени модела, контролерът на pourtech pour запитва системата DISA Monitizer® | CIM за новите размери на формата. Въз основа на данните на DISA, контролерът за изливане изчислява къде да постави възела за изливане за всяко изливане. Той знае точно кога първата нова плесен пристига в завода за пълнене и автоматично преминава към новата последователност на изливане. Ако джигът достигне края на своя ход по всяко време, Machine Disamatic® спира и джигът автоматично се връща. Когато първата нова форма се отстрани от машината, операторът се предупреждава, така че той да може визуално да провери дали е в правилното положение. Ползите от безпроблемното леене на традиционните процеси на леене на ръце или по -малко сложни автоматизирани системи могат да доведат до загубено време за производство по време на промени в модела, което е неизбежно дори при бързи промени в формата на машина за формоване. Ръчно нулирането на изсипващите и изсипващите форми е по -бавно, изисква повече оператори и е предразположено към грешки като Flare. Ortrander установи, че когато бутилирането на ръка, служителите му в крайна сметка се уморяват, изгубиха концентрация и правят грешки, като например отслабване. Безпроблемната интеграция на формоването и изливането позволява по-бързи, по-последователни и по-висококачествени процеси, като същевременно намалява отпадъците и престоя. С Ortrander, автоматичното пълнене елиминира трите минути, необходими преди това, за да регулира позицията на пълнежа по време на промените на модела. Целият процес на преобразуване се използваше за отнемане на 4,5 минути, каза г-н Уилямс-Куйк. По -малко от две минути днес. Променяйки между 8 и 12 модела на смяна, служителите на Ortrander сега прекарват около 30 минути на смяна, наполовина повече от преди. Качеството се подобрява чрез по -голяма консистенция и способността за непрекъснато оптимизиране на процесите. Ortrander намали отпадъците с приблизително 20% чрез въвеждане на безпроблемен кастинг. В допълнение към намаляването на времето за престой при промяна на моделите, цялата линия за формоване и изливане изисква само двама души вместо предишните три. На някои смени трима души могат да управляват две пълни производствени линии. Мониторингът е почти всички тези работници: Освен избирането на следващия модел, управление на пясъчни смеси и транспортиране на стопилката, те имат малко ръчни задачи. Друго предимство е намалената нужда от опитни служители, които са трудни за намиране. Въпреки че автоматизацията изисква известно обучение на оператора, тя предоставя на хората критичната информация за процеса, която им е необходима, за да вземат добри решения. В бъдеще машините могат да вземат всички решения. Данните дивиденти от безпроблемния кастинг Когато се опитват да подобрят процеса, леярските леяри често казват: „Ние правим едно и също нещо по същия начин, но с различни резултати.“ Така те се хвърлят при една и съща температура и ниво за 10 секунди, но някои кастинги са добри, а други са лоши. Чрез добавяне на автоматизирани сензори, събиране на подпечатани във времето данни за всеки параметър на процеса и резултатите от мониторинга, интегрираната система за безпроблемно леене създава верига от свързани данни от процесите, което улеснява идентифицирането на коренните причини, когато качеството започва да се влошава. Например, ако се появят неочаквани включвания в партида спирачни дискове, мениджърите могат бързо да проверят, че параметрите са в приемливи граници. Тъй като контролерите на машината за формоване, кастингът и други функции като пещи и смесители на пясък работят съвместно, данните, които те генерират, могат да бъдат анализирани за идентифициране на взаимоотношенията през целия процес, от свойствата на пясъка до крайното качество на повърхността на леенето. Един възможен пример е как нивото на изливане и температурата влияят на пълненето на плесен за всеки отделен модел. Получената база данни също поставя основата за бъдещото използване на автоматизирани техники за анализ като машинно обучение и изкуствен интелект (AI) за оптимизиране на процесите. Ortrander събира данни за процесите в реално време чрез машинни интерфейси, измервания на сензора и тестови проби. За всяко леене на плесен се събират около хиляда параметри. Преди това той записваше само времето, необходимо за всяко изливане, но сега знае точно какво е нивото на накрайника за изливане на всяка секунда, което позволява на опитен персонал да проучи как този параметър влияе на други показатели, както и крайното качество на кастинга. Изцедена ли се течността от изсипващата дюза, докато формата се запълва, или изсипващата дюза се запълва до почти постоянно ниво по време на пълнене? Ortrander произвежда три до пет милиона форми годишно и е събрал огромно количество данни. Ortrander също така съхранява множество изображения на всяко излива в базата данни Pourtech в случай на проблеми с качеството. Намирането на начин за автоматично оценяване на тези изображения е бъдеща цел. Заключение. Едновременното автоматизирано формиране и изливане води до по -бързи процеси, по -постоянно качество и по -малко отпадъци. С гладкото кастинг и автоматичната промяна на модела, производствената линия работи ефективно автономно, което изисква само минимални ръчни усилия. Тъй като операторът играе надзорна роля, са необходими по -малко персонал. Безпроблемният кастинг сега се използва на много места по света и може да се прилага за всички съвременни леярни. Всяка леярна ще изисква малко по-различно решение, съобразено с неговите нужди, но технологията за прилагането му е добре доказана, в момента се предлага от DISA и неговия партньор Pour-Tech AB и не изисква много работа. Може да се извърши персонализирана работа. Повишеното използване на изкуствения интелект и интелигентната автоматизация в леярските леяри все още е във фазата на тестване, но тъй като леярските производители и OEM производители събират повече данни и допълнителен опит през следващите две до три години, преходът към автоматизация ще ускори значително. Понастоящем това решение е незадължително, тъй като интелигентността на данните е най -добрият начин за оптимизиране на процесите и подобряване на рентабилността, по -голямата автоматизация и събирането на данни се превръща в стандартна практика, а не в експериментален проект. В миналото най -големите активи на леярна бяха неговият модел и опит на служителите му. Сега, когато безпроблемният кастинг се комбинира с по -голяма автоматизация и индустриални 4.0 системи, данните бързо се превръщат в третия стълб на успеха на леярната.
-Искрено благодарим на Pour-Tech и Ortrander Eisenhütte за коментарите им по време на подготовката на тази статия.
Да, бих искал да получа бюлетина за плаване с плавателна равнина с всички най-нови новини, тестове и доклади за продукти и материали. Плюс специални бюлетини - всички с безплатно анулиране по всяко време.