Foundries все чаще использует автоматизацию процессов, управляемую данными, для достижения долгосрочных целей более высокого качества, меньшего количества отходов, максимального времени безотказной работы и минимальных затрат. Полностью интегрированная цифровая синхронизация процессов заливки и литья (бесшовное литье) особенно полезна для литейных заводов, сталкивающихся с проблемами производства справедливого времени, сокращенного времени цикла и более частых изменений модели. Благодаря автоматическим системам литья и литья, которые беспрепятственно связываются вместе, процесс литья становится быстрее, а детали более высокого качества производятся более последовательно. Автоматизированный процесс заливки включает в себя мониторинг температуры заливки, а также кормление материала для прививки и проверку каждой формы. Это улучшает качество каждого литья и снижает скорость лома. Эта всесторонняя автоматизация также снижает необходимость в операторах с многолетним опытом. Операции также становятся более безопасными, потому что в целом участвуют меньше работников. Это видение не видение будущего; Это происходит сейчас. Такие инструменты, как автоматизация и робототехника, сбор данных и анализ данных развивались в течение десятилетий, но прогресс недавно ускорился с разработкой доступных высокопроизводительных вычислений и передовых сетевых датчиков 4.0 и совместимых систем управления. Решения и партнеры теперь позволяют литейным заводам создавать надежную интеллектуальную инфраструктуру для поддержки более амбициозных проектов, объединяя несколько ранее независимых подпроцессов для координации их усилий. Хранение и анализ данных процесса, собранных этими автоматизированными интегрированными системами, также открывает дверь для добродетельного цикла постоянного улучшения, управляемого данными. Файси могут собирать и анализировать параметры процесса, изучая исторические данные, чтобы найти корреляции между ними и результатами процесса. Затем автоматизированный процесс предоставляет прозрачную среду, в которой любые улучшения, выявленные анализом, могут быть тщательно и быстро протестированы, проверены и, где это возможно, внедрены.
Проблемные проблемы с формированием. Из-за тенденции к тому, что в условиях не только поставки клиенты, использующие линии литья Disamatic®, часто должны часто менять модели между небольшими партиями. Используя оборудование, такое как автоматический изменение порошка (APC) или быстрый изменение порошка (QPC) из DISA, шаблоны могут быть изменены всего за одну минуту. По мере того, как происходят высокоскоростные изменения схемы, узкое место в процессе имеет тенденцию сдвигаться в сторону заливки-время, необходимое для вручную перемещать тундиш, чтобы залить после изменения шаблона. Беспланочный кастинг - лучший способ улучшить этот шаг процесса кастинга. Хотя литье часто уже частично автоматизировано, полная автоматизация требует бесшовной интеграции систем управления линией литья и оборудования для заполнения, чтобы они работали полностью синхронно во всех возможных рабочих ситуациях. Чтобы достоверно достичь этого, блок заливки должен точно знать, где безопасно налить следующую форму, и, при необходимости, отрегулировать положение начинного блока. Достижение эффективного автоматического заполнения в стабильном производственном процессе той же формы не так сложно. Каждый раз, когда производится новая плесень, колонка плесени перемещается на одинаковое расстояние (толщина плесени). Таким образом, наполненный блок может оставаться в том же положении, готовый заполнить следующую пустую форму после остановки производственной линии. Только незначительные корректировки в положение заливания необходимы для компенсации изменений толщины плесени, вызванных изменениями сжимаемости песка. Необходимость в этих тонких корректировках недавно была еще более сокращена благодаря новым функциям линии литья, которые позволяют заливным позициям оставаться более последовательными во время последовательного производства. После того, как каждый залив завершен, линия формования снова перемещается на один ход, размещая следующую пустую форму на место, чтобы начать следующий залить. Пока это происходит, устройство заполнения может быть пополнено. При изменении модели толщина плесени может измениться, что требует сложной автоматизации. В отличие от процесса горизонтальной песочницы, где высота песочницей фиксируется, процесс вертикального Disamatic® может отрегулировать толщину формы до точной толщины, необходимой для каждого набора моделей, чтобы поддерживать постоянное отношение песка к железу и учитывать высоту модели. Это основное преимущество в обеспечении оптимального качества литья и использования ресурсов, но различная толщина плесени делает автоматический контроль литья более сложным. После изменения модели машина Disamatic® начинает создавать следующую партию форм той же толщины, но наполнительная машина на линии все еще заполняет формы предыдущей модели, которая может иметь другую толщину плесени. Чтобы бороться с этим, линия литья и заполнительная установка должны легко работать в качестве одной синхронизированной системы, производя плесени одной толщины и безопасно заливая другую. Бесплатная заливка после изменения рисунка. После изменения рисунка толщина оставшейся плесени между формованными машинами остается неизменной. Заливное устройство, сделанное из предыдущей модели, остается прежней, но, поскольку новая плесень, выходящая из формовочной машины, может быть более толстой или более тонкой, вся струна может перемещаться на разных расстояниях на каждом цикле - до толщины новой формы. Это означает, что с каждым ходом формовой машины система бесшовного литья должна регулировать положение литья в подготовке к следующему актеру. После того, как предыдущая партия плесени выливается, толщина плесени снова становится постоянной, а стабильное производство возобновляется. Например, если новая плесень толщиной 150 мм вместо формы толщиной 200 мм, которая все еще заливалась ранее, заливное устройство должно перемещаться на 50 мм обратно в сторону формованной машины, и каждый удар формовочной машины находится в правильном положении заливки. Полем Чтобы заливное растение готовилось, чтобы залить, когда колонна плесени перестает двигаться, контроллер наполнителя должен точно знать, в какую форму он будет наливаться, а когда и где он будет прибывать в область заливки. Используя новую модель, которая производит толстые плесени при литии тонких плесени, система должна быть в состоянии отбрасывать две формы за один цикл. Например, при изготовлении плесени диаметром 400 мм и заливанием плесени диаметром 200 мм заливное устройство должно находиться на расстоянии 200 мм от формовочной машины для каждой изготовленной формы. В какой -то момент удар 400 мм вытащит две незаполненные формы диаметром 200 мм из возможной области заливки. В этом случае формовочная машина должна подождать, пока устройство заполнения не завершит залить две 200 -миллиметровые формы, прежде чем перейти к следующему ходу. Или при изготовлении тонких форм, залитель должен быть в состоянии полностью пропустить залить в цикл, все еще заливая толстые формы. Например, при изготовлении плесени диаметром 200 мм и наличием плесени диаметра 400 мм, размещение новой формы диаметра 400 мм в зоне заливки означает, что необходимо изготовить две плесени диаметром 200 мм. Отслеживание, расчеты и обмен данными, необходимые для интегрированной системы литья и заливки, для обеспечения беспроблемной автоматизированной заливки, как описано выше, представляли проблемы для многих поставщиков оборудования в прошлом. Но благодаря современным машинам, цифровым системам и лучшим практикам бесшовная заливка может быть (и была) быстро достигнута с минимальной настройкой. Основным требованием является некоторая форма «бухгалтерского учета» процесса, предоставляя информацию о местонахождении каждой формы в режиме реального времени. Система DISA's Monitorizer® | CIM (компьютерный интегрированный модуль) достигает этой цели, записывая каждую форму, сделанную и отслеживая ее движение через производственную линию. В качестве таймера процесса он генерирует серию потоков данных с временем, которые вычисляют положение каждой плесени и его сопла на производственной линии каждую секунду. При необходимости он обменивается данными в режиме реального времени с системой управления заводом и другими системами для достижения точной синхронизации. Система DISA извлекает важные данные для каждой формы из базы данных CIM, таких как толщина плесени, и может/не может быть залит, и отправляет ее в систему управления заполнителем. Используя эти точные данные (генерируемые после экструдированной формы), Pourer может перемещать заливную сборку в правильное положение перед появлением формы, а затем начинать открывать стержень стопора, пока форма все еще движется. Плесень прибывает вовремя, чтобы получить утюг от заливного растения. Это идеальное время имеет решающее значение, то есть расплав точно достигает заливной чашки. Время заливки - это обычное узкое место для продуктивности, и, как и в отличие от начала Pour, время цикла может быть уменьшено на несколько десятых секунды. Система формования DISA также передает соответствующие данные из формовочной машины, такой как размер плесени и давление впрыска тока, а также более широкие данные о процессе, такие как сжимаемость песка, в мониторизатор® | CIM. В свою очередь, Monitizer® | CIM получает и хранит критические качественные параметры для каждой формы с заполнения, такой как температура заливания, время заливки и успех процессов заливки и прививки. Это позволяет отмечать отдельные формы как плохие и разделенные перед смешиванием в трясовой системе. В дополнение к автоматизации формованных машин, линий формования и литья, Monitizer® | CIM предоставляет отрасль 4,0-совместимой структуру для получения, хранения, отчетности и анализа. Управление литейными заведениями может просмотреть подробные отчеты и превратить данные в данные для отслеживания проблем с качеством и стимулировать потенциальные улучшения. Бесплатный опыт кастинга Ортрандера Ортрундер Эйзенхутт-это семейный литейный завод в Германии, который специализируется на производстве среднего объема, высококачественных железных отливок для автомобильных компонентов, тяжелых дровяных печей и инфраструктуры, а также общих деталей машины. Литейник производит серого железа, пластичное железо и уплотненное графитовое железо и производит около 27 000 тонн высококачественных отливок в год, выполняя две смены пять дней в неделю. Ortrander управляет четырьмя 6-тональными индукционными расплавленными печи и три линии литья Disa, производящих приблизительно 100 тонн отливок в день. Это включает в себя короткие производственные прогоны в течение одного часа, иногда меньше для важных клиентов, поэтому шаблон должен часто менять. Чтобы оптимизировать качество и эффективность, генеральный директор Bernd H. Williams-Book инвестировал значительные ресурсы в реализацию автоматизации и аналитики. Первым шагом было автоматизировать процесс плавления железа и дозирования, обновление трех существующих литейных печей с использованием новейшей системы Pourtech, которая включает в себя 3D -лазерную технологию, инкубацию и контроль температуры. Печи, линии литья и литья теперь контролируются в цифровом виде и синхронизированы, работают почти полностью автоматически. Когда формовочная машина меняет модель, контроллер Pourtech Pour запрашивает систему Disa Monitorizer® | CIM для новых размеров плесени. На основании данных DISA контроллер POUR вычисляет, где разместить узел Pour для каждого заливания. Он точно знает, когда первая новая плесень прибывает на заводу наполнения и автоматически переключается на новую последовательность заливных. Если джиг достигает конца своего хода в любое время, машина Disamatic® останавливается, а джиг автоматически возвращается. Когда первая новая плесень удаляется с машины, оператор предупреждается, чтобы он мог визуально проверить, что она находится в правильном положении. Преимущества бесшовного литья традиционных процессов литья рук или менее сложных автоматизированных систем могут привести к потере времени производства во время изменений модели, что неизбежно даже при быстрых изменениях плесени на формовочной машине. Сброс вручную сброс заливателя и залить формы медленнее, требует большего количества операторов и склонно к таким ошибкам, как Flare. Ортрандер обнаружил, что, когда розлирование вручную его сотрудники в конечном итоге устали, потеряли концентрацию и совершали ошибки, такие как расслабление. Бесплатная интеграция литья и заливки обеспечивает более быстрые, более последовательные и более качественные процессы при сокращении отходов и времени простоя. С Ортрандером автоматическое заполнение устраняет три минуты ранее, необходимые для регулировки позиции блока заполнения во время изменений модели. По словам г-на Уильямса, весь процесс конверсии занимал 4,5 минуты. Менее двух минут сегодня. Изменяя от 8 до 12 моделей на смену, сотрудники Ortrander теперь тратят около 30 минут на смену, вдвое меньше, чем раньше. Качество повышается благодаря большей последовательности и способности постоянно оптимизировать процессы. Ортрандер сократил отходы примерно на 20%, внедрив бесшовную литью. В дополнение к сокращению времени простоя при изменении моделей, вся линия литья и заливки требует только двух человек вместо предыдущих трех. В некоторых сменах три человека могут управлять двумя полными производственными линиями. Мониторинг - это почти все эти работники: кроме выбора следующей модели, управления песчаными смесями и транспортировки расплава, у них мало ручных задач. Еще одним преимуществом является сокращенная потребность в опытных сотрудниках, которых трудно найти. Хотя автоматизация требует некоторой подготовки операторов, она предоставляет людям критическую информацию, необходимую им для принятия правильных решений. В будущем машины могут принимать все решения. Дивиденды данных от бесшовного кастинга При попытке улучшить процесс, литейные заводы часто говорят: «Мы делаем то же самое одинаково, но с разными результатами». Таким образом, они бросают при той же температуре и уровне в течение 10 секунд, но некоторые отливки хороши, а некоторые плохие. Добавляя автоматизированные датчики, срабатывая временные данные о каждом параметре процесса и результаты мониторинга, интегрированная система бесшовного литья создает цепочку связанных данных процесса, что облегчает идентификацию коренных причин, когда качество начинает ухудшаться. Например, если неожиданные включения происходят в партии тормозных дисков, менеджеры могут быстро проверить, что параметры находятся в приемлемых пределах. Поскольку контроллеры для формовочной машины, листовой установки и других функций, таких как печи и песчаные миксеры, работают согласованно, данные, которые они генерируют, можно проанализировать для определения отношений на протяжении всего процесса, от свойств песка до конечного качества поверхности литья. Одним из возможных примеров является то, как уровень заливания и температура влияют на заполнение плесени для каждой отдельной модели. Полученная база данных также закладывает основу для будущего использования автоматизированных методов анализа, таких как машинное обучение и искусственный интеллект (ИИ) для оптимизации процессов. Ортрандер собирает данные процесса в режиме реального времени через машинные интерфейсы, измерения датчиков и испытательные образцы. Для каждого литья пресс -формы собирается около тысячи параметров. Раньше он записал только время, необходимое для каждого заливания, но теперь он точно знает, какой уровень заливного сопла каждую секунду, что позволяет опытному персоналу изучать, как этот параметр влияет на другие показатели, а также на конечное качество литья. Жидкость истощена из заливной форсунки, когда плесень заполняется, или залившая насадка заполняется почти на постоянный уровень во время заполнения? Ortrander производит от трех до пяти миллионов форм в год и собирал огромное количество данных. Ortrander также хранит несколько изображений каждого Pour в базе данных Pourtech в случае проблем с качеством. Поиск способа автоматически оценить эти изображения является будущей целью. Заключение. Одновременная автоматическая формирование и заливка приводит к более быстрым процессам, более постоянному качеству и меньшему количеству отходов. С помощью плавного литья и автоматического изменения шаблона производственная линия работает эффективно автономно, требуя лишь минимальных ручных усилий. Поскольку оператор играет надзорную роль, требуется меньше персонала. Беспланочное литье теперь используется во многих местах по всему миру и может применяться ко всем современным литейным заводам. Каждому литейному производству потребуется немного другое решение, адаптированное к его потребностям, но технология для реализации его хорошо доказана, в настоящее время доступна от DISA и ее партнера Pour-Tech AB, и не требует большой работы. Пользовательская работа может быть выполнена. Повышенное использование искусственного интеллекта и интеллектуальной автоматизации в литейных вещах все еще находится на этапе тестирования, но, поскольку литейные и производители собирают больше данных и дополнительного опыта в течение следующих двух -трех лет, переход к автоматизации значительно ускоряется. Это решение в настоящее время является необязательным, однако, так как интеллект данных является лучшим способом оптимизировать процессы и повысить прибыльность, большую автоматизацию и сбор данных становятся стандартной практикой, а не экспериментальным проектом. В прошлом самыми большими активами литейного завода были его моделью и опытом его сотрудников. Теперь, когда плавное литье сочетается с большей автоматизацией и системами Industry 4.0, данные быстро становятся третьим столпом успеха литейного завода.
-Мы искренне благодарим Pour-Tech и Ortrander Eisenhütte за их комментарии во время подготовки этой статьи.
Да, я хотел бы получить новостную рассылку Foundry Planet Foundry Foundry со всеми последними новостями, тестами и отчетами о продуктах и материалах. Плюс специальные информационные бюллетени - все с бесплатной отменой в любое время.
Время публикации: октябрь-05-2023