Ljevaonice sve više prihvaćaju automatizaciju procesa usmjerene na podatke kako bi se postigli dugoročni ciljevi veće kvalitete, manje otpada, maksimalnog produžetka i minimalnih troškova. Potpuno integrirana digitalna sinkronizacija procesa izlijevanja i lijevanja (bešavno lijevanje) posebno je vrijedna za ljevaonice s kojima se suočavaju izazovi samo-vremenske proizvodnje, smanjenog vremena ciklusa i češće promjene modela. Sa automatiziranim sustavima oblikovanja i lijevanja koji se neprimjetno povezuju, postupak lijevanja postaje brži i dijelovi više kvalitete proizvode se dosljedno. Proces automatiziranog ulijevanja uključuje praćenje temperature ulijevanja, kao i zanošenje materijala za inokulaciju i provjeru svakog kalupa. To poboljšava kvalitetu svakog lijevanja i smanjuje brzinu otpada. Ova sveobuhvatna automatizacija također smanjuje potrebu za operatorima s godinama specijaliziranog iskustva. Operacije također postaju sigurnije jer je ukupno uključeno manje radnika. Ova vizija nije vizija budućnosti; To se sada događa. Alati kao što su automatizacija i robotika, prikupljanje podataka i analiza podataka razvijali su se tijekom desetljeća, ali napredak je nedavno ubrzao razvojem pristupačnih računalnih i naprednih industrijskih senzora i kompatibilnih upravljačkih sustava. Rješenja i partneri sada omogućuju ljevarištima da stvore robusnu, inteligentnu infrastrukturu za podršku ambicioznijim projektima, okupljajući više prethodno neovisnih podprocesa kako bi koordinirali svoje napore. Pohranjivanje i analiza podataka o procesu prikupljenih ovim automatiziranim, integriranim sustavima također otvara vrata krepostnom ciklusu kontinuiranog poboljšanja na temelju podataka. Ljejne mogu prikupiti i analizirati parametre procesa ispitivanjem povijesnih podataka kako bi se pronašli korelacija između njih i rezultati procesa. Automatizirani postupak tada pruža transparentno okruženje u kojem se svaka poboljšanja identificirana analizom mogu temeljito i brzo testirati, potvrditi i, kad je to moguće, implementirati.
Besprijekorni izazovi za oblikovanje zbog trenda prema samo-vremenskoj proizvodnji, kupci koji koriste Inchaatic® linije za oblikovanje često moraju često mijenjati modele između malih serija. Koristeći opremu kao što je automatski izmjenjivač praha (APC) ili brzi izmjenjivač praha (QPC) iz DISA, predloške se mogu promijeniti za samo jednu minutu. Kako se pojavljuju promjene uzorka velike brzine, uska grlo u tom procesu ima tendenciju da se pomakne prema izlijevanju-vrijeme potrebno za ručno pomicanje Tundish-a za izlivanje nakon promjene uzorka. Besprijekorno lijevanje najbolji je način za poboljšanje ovog koraka postupka lijevanja. Iako je lijevanje često već djelomično automatizirano, potpuna automatizacija zahtijeva besprijekornu integraciju upravljačkih sustava linije za oblikovanje i opreme za punjenje, tako da djeluju potpuno sinkrono u svim mogućim radnim situacijama. Da bi se to pouzdano postiglo, jedinica za izlijevanje mora točno znati gdje je sigurno sipati sljedeći kalup i, ako je potrebno, prilagoditi položaj jedinice za punjenje. Postizanje učinkovitog automatskog popunjavanja stabilnog proizvodnog procesa istog kalupa nije tako teško. Svaki put kada se napravi novi kalup, stupac kalupa pomiče se na istoj udaljenosti (debljina kalupa). Na taj način, jedinica za punjenje može ostati u istom položaju, spremna za popunjavanje sljedećeg praznog kalupa nakon zaustavljanja proizvodne linije. Potrebna su samo manja podešavanja položaja izlivanja kako bi se nadoknadile promjene debljine kalupa uzrokovane promjenama u kompresibilnosti pijeska. Potreba za tim finim prilagodbama nedavno je dodatno smanjena zahvaljujući novim značajkama linije kalupa koje omogućuju da se pozicioni ulijevanje ostanu dosljednije tijekom dosljedne proizvodnje. Nakon dovršetka svakog izlijevanja, linija za oblikovanje ponovo pomiče jedan udar, postavljajući sljedeći prazan kalup na mjesto kako bi započeo sljedeći izlivanje. Iako se to događa, uređaj za punjenje može se napuniti. Pri promjeni modela može se promijeniti debljina kalupa, što zahtijeva složenu automatizaciju. Za razliku od horizontalnog postupka pijeska, gdje je visina pijeska fiksirana, vertikalni neskladni postupak može prilagoditi debljinu kalupa na točnu debljinu potrebnu za svaki skup modela za održavanje konstantnog omjera pijeska do željeza i računa o visini modela. Ovo je glavna korist u osiguravanju optimalne kvalitete lijevanja i korištenja resursa, ali različite debljine kalupa čine automatsku kontrolu lijevanja izazovnijom. Nakon promjene modela, SmeaMatic® stroj počinje proizvoditi sljedeću seriju kalupa iste debljine, ali stroj za punjenje na liniji i dalje ispunjava kalupe prethodnog modela, što može imati različitu debljinu kalupa. Za borbu protiv toga, linija za oblikovanje i biljka za punjenje moraju raditi neprimjetno kao jedan sinkronizirani sustav, stvarajući plijesni od jedne debljine i sigurno izlijevajući drugu. Besprijekorno izlijevanje nakon promjene uzorka. Nakon promjene uzorka, debljina preostalog kalupa između strojeva za oblikovanje ostaje ista. Jedinica za izlijevanje izrađena od prethodnog modela ostaje ista, ali budući da novi plijesan koji izlazi iz stroja za kalupe može biti deblji ili tanji, cijeli niz može napredovati na različitim udaljenostima u svakom ciklusu - do debljine novog oblika. To znači da sa svakim udarom stroja za kalupe, bešavni sustav lijevanja mora prilagoditi položaj lijevanja u pripremi za sljedeći lijekovi. Nakon što se izlije prethodna serija kalupa, debljina kalupa postaje konstantna i stabilna proizvodnja nastavlja se. Na primjer, ako je novi kalup debljine 150 mm umjesto kalupa debljine 200 mm koji se još uvijek izlijevao, uređaj za izlijevanje mora se kretati 50 mm natrag prema stroju za oblikovanje sa svakim udarcem stroja za oblikovanje kako bi bio u ispravnom položaju za ulijevanje. . Da bi se biljka za izlijevanje pripremila za sipanje kada se stupac kalupa prestane kretati, kontroler za punjenje biljke mora točno znati u koji će se plijesan uliti i kada i gdje će stići u područje izlijevanja. Koristeći novi model koji proizvodi debele kalupe tijekom bacanja tankih kalupa, sustav bi trebao biti u stanju bacati dva kalupa u jedan ciklus. Na primjer, prilikom izrade kalupa promjera 400 mm i izlijevanjem kalupa promjera 200 mm, uređaj za izlijevanje mora biti udaljen 200 mm od stroja za oblikovanje za svaki izrađeni kalup. U nekom će trenutku 400 mm hod gurnuti dva neispunjena kalupa promjera 200 mm iz mogućeg područja za ulijevanje. U ovom slučaju, stroj za oblikovanje mora pričekati dok uređaj za punjenje nije završio izlijevanje dva 200 mm kalupa prije nego što prijeđe na sljedeći hod. Ili, prilikom izrade tankih kalupa, urez mora biti u stanju preskočiti izlivanje u ciklusu dok još uvijek izlijeva debele kalupe. Na primjer, prilikom izrade kalupa promjera 200 mm i ulijevanjem kalupa promjera 400 mm, postavljanje novog kalupa promjera 400 mm u području izlijevanja znači da treba napraviti dva kalupa promjera 200 mm. Praćenje, proračuni i razmjena podataka potrebni su za integrirani sustav oblikovanja i ulijevanja kako bi se osiguralo bez problema s automatiziranim ulijevanjem, kao što je gore opisano, predstavljali izazove mnogim dobavljačima opreme u prošlosti. Ali zahvaljujući modernim strojevima, digitalnim sustavima i najboljim praksama, bešavno izlijevanje može se (i biti) brzo postići uz minimalno postavljanje. Glavni zahtjev je neki oblik „računovodstva“ postupka, pružajući informacije o lokaciji svakog obrasca u stvarnom vremenu. DiSA -ov Monitazer® | CIM (računalni integrirani modul) postiže ovaj cilj snimajući svaki izrađeni kalup i prateći svoj kretanje kroz proizvodnu liniju. Kao tajmer procesa, generira niz vremenski označenih tokova podataka koji izračunavaju položaj svakog plijesni i njezine mlaznice na proizvodnoj liniji svake sekunde. Ako je potrebno, razmjenjuje podatke u stvarnom vremenu s sustavom za kontrolu postrojenja za punjenje i drugim sustavima kako bi se postigla precizna sinkronizacija. DISA sustav izvlači važne podatke za svaki kalup iz CIM baze podataka, poput debljine kalupa i može se/ne može izliti, te ih šalje u sustav za upravljanje biljkama za punjenje. Koristeći ove točne podatke (generirane nakon što se kalup ekstrudira), ulijevač može premjestiti sklop za izlijevanje u ispravan položaj prije nego što kalup stigne, a zatim počnete otvarati štap za čep dok se kalup još uvijek kreće. Kalup stiže na vrijeme da primi željezo iz biljke za izlijevanje. Ovo idealno vrijeme je presudno, tj. Talina točno dopire do čaše za izlijevanje. Vrijeme izlivanja uobičajeno je usko grlo produktivnosti, a savršeno vrijeme početka sipa, vremena ciklusa mogu se smanjiti za nekoliko desetina sekunde. Sustav DISA oblikovanja također prenosi relevantne podatke iz stroja za moling, poput trenutne veličine kalupa i tlaka ubrizgavanja, kao i šireg procesa, poput kompresibilnosti pijeska, u montilizator® | CIM. Zauzvrat, Monitalizator® | CIM prima i pohranjuje parametre kvalitete-kritične za svaki kalup iz postrojenja za punjenje, poput temperature ulijevanja, vremena ulijevanja i uspjeha procesa izlijevanja i inokulacije. To omogućava da se pojedinačni oblici označe kao loši i odvojeni prije miješanja u sustavu za tresenje. Osim automatizacije strojeva za oblikovanje, linije za oblikovanje i lijevanja, Monitinazer® | CIM pruža okvir u skladu s industrijom 4.0 za stjecanje, skladištenje, izvještavanje i analizu. Upravljanje ljevaonicama može pregledati detaljna izvješća i izbaciti podatke kako bi se pratila pitanja kvalitete i pokrenula potencijalna poboljšanja. Orranderovo besprijekorno iskustvo lijevanja Orrander Eisenhütte obiteljska je ljevaonica u Njemačkoj koja se specijalizirala za proizvodnju srednjih volumena, visokokvalitetnih odljevanih željeza za automobilske komponente, teških štednjaka na drva i infrastrukture, te općih dijelova strojeva. Ljevaonica proizvodi sivo željezo, duktilno željezo i zbijeno grafitno željezo i proizvodi otprilike 27 000 tona visokokvalitetnih odljeva godišnje, radeći dvije smjene pet dana u tjednu. Orrander upravlja četiri 6-tonske indukcijske peći za topljenje i tri linije za oblikovanje Disa, proizvodeći oko 100 tona odljeva dnevno. To uključuje kratke proizvodnje od jednog sata, ponekad manje za važne klijente, tako da se predložak mora često mijenjati. Kako bi optimizirao kvalitetu i učinkovitost, izvršni direktor Bernd H. Williams-Book uložio je značajne resurse u implementaciju automatizacije i analitike. Prvi korak bio je automatizirati postupak topljenja i doziranja željeza, nadogradnju tri postojeće peći za lijevanje pomoću najnovijeg PourTech sustava, koji uključuje 3D lasersku tehnologiju, inkubaciju i kontrolu temperature. Peći, linije za oblikovanje i lijevanje sada se digitalno kontroliraju i sinkroniziraju, radeći gotovo u potpunosti automatski. Kad se stroj za kalupe promijeni, PourTech Pour regulator upita DiSA Monitizer® | CIM sustav za nove dimenzije kalupa. Na temelju podataka DISA, kontroler SOUR -a izračunava gdje postavljati čvor izlivanja za svaki izlivanje. Točno zna kada prvi novi kalup stigne u postrojenje za punjenje i automatski se prebacuje na novi slijed izlijevanja. Ako u bilo kojem trenutku stigne do kraja svog moždanog udara, Stroj Insamatic® zaustavlja se i JIG se automatski vraća. Kad se prvi novi kalup ukloni iz stroja, operator je upozoren tako da vizualno može provjeriti je li u ispravnom položaju. Prednosti besprijekornog lijevanja tradicionalnih procesa ručnog lijevanja ili manje složenih automatiziranih sustava mogu rezultirati izgubljenim vremenom proizvodnje tijekom promjena modela, što je neizbježno čak i s brzim promjenama plijesni na stroju za oblikovanje. Ručno resetiranje narezanja i kalupa za ulijevanje je sporije, zahtijeva više operatera i sklon je pogreškama poput bljeska. Orrander je otkrio da su se, kad su ručno flaširali, njegovi zaposlenici na kraju umorili, izgubili koncentraciju i pogriješili, poput slabljenja. Bešavna integracija oblikovanja i izlijevanja omogućava brže, dosljednije i kvalitetnije procese uz smanjenje otpada i zastoja. S ORTRANDER -om, automatsko punjenje eliminira tri minute prethodno potrebne za podešavanje položaja jedinice za punjenje tijekom promjena modela. Čitav postupak pretvorbe koji je trajao 4,5 minuta, rekao je gospodin Williams-knjiga. Danas manje od dvije minute. Promjenom između 8 i 12 modela u smjeni, zaposlenici Ortrandera sada troše oko 30 minuta u smjeni, pola koliko i prije. Kvaliteta se povećava većom dosljednošću i mogućnošću kontinuiranog optimizacije procesa. Orrander je smanjio otpad za otprilike 20% uvođenjem bešavnog lijevanja. Osim smanjenja zastoja prilikom promjene modela, cijela linija za oblikovanje i ulijevanje zahtijeva samo dvije osobe umjesto prethodne tri. U nekim smjenama, tri osobe mogu upravljati dvije kompletne proizvodne linije. Nadzor je gotovo sve ti radnici: osim odabira sljedećeg modela, upravljanja mješavinama pijeska i transporta taline, oni imaju malo ručnih zadataka. Druga prednost je smanjena potreba za iskusnim zaposlenicima, koje je teško pronaći. Iako automatizacija zahtijeva određenu obuku operatera, ljudima pruža kritične informacije o procesu potrebne za donošenje dobrih odluka. U budućnosti strojevi mogu donositi sve odluke. Dividende podataka od besprijekornog lijevanja Pri pokušaju poboljšanja procesa, ljevaonice često kažu: "Mi radimo isto na isti način, ali s različitim rezultatima." Tako bacaju istu temperaturu i razinu 10 sekundi, ali neki su odljevi dobri, a neki loši. Dodavanjem automatiziranih senzora, prikupljanjem podataka s označenim vremenom na svakom parametru procesa i praćenjem rezultata, integrirani bešavni sustav lijevanja stvara lanac povezanih podataka o procesu, što olakšava prepoznavanje uzroka korijena kada se kvaliteta počne pogoršati. Na primjer, ako se neočekivane uključivanja pojave u hrpi kočnih diskova, menadžeri mogu brzo provjeriti jesu li parametri u prihvatljivim granicama. Budući da kontroleri za stroj za oblikovanje, postrojenje za lijevanje i druge funkcije poput peći i miksera pijeska djeluju na koncertu, podaci koje generiraju mogu se analizirati kako bi se identificirali odnosi tijekom cijelog postupka, od svojstava pijeska do konačne kvalitete površine lijevanja. Jedan od mogućih primjera je kako razina i temperatura ulijevaju punjenje kalupa za svaki pojedinačni model. Rezultirajuća baza podataka također postavlja temelj za buduću upotrebu automatiziranih tehnika analize kao što su strojno učenje i umjetna inteligencija (AI) za optimizaciju procesa. Orrander prikuplja podatke o procesu u stvarnom vremenu kroz strojna sučelja, mjerenja senzora i test uzoraka. Za svaki lijevanje kalupa prikuplja se oko tisuću parametara. Prije toga, zabilježio je samo vrijeme potrebno za svako izlijevanje, ali sada točno zna koja je razina mlaznice za ulijevanje svake sekunde, omogućavajući iskusnom osoblju da ispita kako ovaj parametar utječe na druge pokazatelje, kao i na konačnu kvalitetu lijevanja. Je li tekućina isušena iz mlaznice za izlijevanje dok se kalup puni ili se mlaznica za izlijevanje puni na gotovo konstantnu razinu tijekom punjenja? Orrander proizvodi tri do pet milijuna kalupa godišnje i prikupio je ogromnu količinu podataka. OrTrander također pohranjuje više slika svakog izlivanja u PourTech bazu podataka u slučaju problema s kvalitetom. Pronalaženje načina za automatsku ocjenu ovih slika je budući cilj. Zaključak. Istodobno automatizirano oblikovanje i izlijevanje rezultira bržim procesima, dosljednijom kvalitetom i manje otpada. S glatkim lijevanjem i automatskim promjenom uzoraka, proizvodna linija djeluje učinkovito autonomno, zahtijevajući samo minimalni ručni napor. Budući da operater igra nadzornu ulogu, potrebno je manje osoblja. Besprijekorno lijevanje sada se koristi na mnogim mjestima širom svijeta i može se primijeniti na sve moderne ljevaonice. Svaka ljevaonici trebat će malo drugačije rješenje prilagođeno njegovim potrebama, ali tehnologija za koju se provodi dobro je dokazana, trenutno dostupna od Disa i njegovog partnera Pour-Tech AB i ne zahtijeva mnogo posla. Prilagođeni rad može se provesti. Povećana upotreba umjetne inteligencije i inteligentne automatizacije u ljevaonici još uvijek je u fazi ispitivanja, ali kako se ljevaonice i proizvođači prikupljaju više podataka i dodatnog iskustva u naredne dvije do tri godine, prijelaz na automatizaciju značajno će se ubrzati. Ovo je rješenje trenutno neobavezno, jer je podatkovna inteligencija najbolji način za optimizaciju procesa i poboljšanje profitabilnosti, veća automatizacija i prikupljanje podataka postaju uobičajena praksa, a ne eksperimentalni projekt. U prošlosti je najveća imovina ljevaonice bila njegov model i iskustvo njegovih zaposlenika. Sada kada se bešavno lijevanje kombinira s većim automatizacijskim i industrijskim sustavima 4.0, podaci brzo postaju treći stup uspjeha u ljevaonici.
-Iskreno zahvaljujemo Pour-Tech-u i Orranderu Eisenhütteu na njihovim komentarima tijekom pripreme ovog članka.
Da, želio bih primiti bilten ljestvice-planeta s dva tjedna uz sve najnovije vijesti, testove i izvještaje o proizvodima i materijalima. Plus posebni bilteni - svi s besplatnim otkazivanjem u bilo kojem trenutku.
Post Vrijeme: OCT-05-2023