Turnile adoptă din ce în ce mai mult automatizarea proceselor bazate pe date pentru a atinge obiective pe termen lung de calitate superioară, mai puține deșeuri, timp de utilizare maximă și costuri minime. Sincronizarea digitală complet integrată a proceselor de turnare și modelare (turnare fără probleme) este deosebit de valoroasă pentru turtările cu care se confruntă provocările producției juste în timp, timpii ciclului redus și modificările modelului mai frecvente. Cu sisteme automate de modelare și turnare care se leagă perfect, procesul de turnare devine mai rapid și piese de calitate superioară sunt produse mai constant. Procesul automat de turnare include monitorizarea temperaturii de turnare, precum și alimentarea materialului de inoculare și verificarea fiecărei matrițe. Acest lucru îmbunătățește calitatea fiecărui turnare și reduce rata de resturi. Această automatizare cuprinzătoare reduce, de asemenea, nevoia de operatori cu ani de experiență specializată. De asemenea, operațiunile devin mai sigure, deoarece sunt implicați mai puțini lucrători în general. Această viziune nu este o viziune a viitorului; Acest lucru se întâmplă acum. Instrumente precum Automatizarea Foundry și Robotica, Colectarea și Analiza datelor au evoluat de-a lungul deceniilor, dar progresele s-au accelerat recent odată cu dezvoltarea de senzori de rețea și de control compatibil de înaltă performanță și de sisteme de control compatibile. Soluțiile și partenerii permit acum turnării să creeze o infrastructură robustă, inteligentă, care să sprijine proiecte mai ambițioase, reunind mai multe subprocese independente anterior pentru a-și coordona eforturile. Stocarea și analizarea datelor procesului colectate de aceste sisteme automate, integrate, deschide, de asemenea, ușa către un ciclu virtuos de îmbunătățiri continue bazate pe date. Turnile pot colecta și analiza parametrii procesului examinând datele istorice pentru a găsi corelații între ele și rezultatele procesului. Procesul automat oferă apoi un mediu transparent în care orice îmbunătățiri identificate de analiză pot fi testate în detaliu și rapid, validate și, acolo unde este posibil, implementate.
Provocări de modelare fără probleme datorită tendinței către producția justă în timp, clienții care utilizează linii de modelare Disamatic® trebuie să schimbe deseori modelele între loturi mici. Folosind echipamente, cum ar fi un schimbător automat de pulbere (APC) sau un schimbător rapid de pulbere (qPC) de la DISA, șabloanele pot fi schimbate în cel puțin un minut. Pe măsură ce apar modificări ale modelului de mare viteză, blocajul în proces tinde să se îndrepte spre turnare-timpul necesar pentru a muta manual tundishul pentru a se turna după o schimbare de model. Turnarea fără probleme este cea mai bună modalitate de a îmbunătăți acest pas al procesului de turnare. Deși turnarea este adesea deja parțial automatizată, automatizarea completă necesită o integrare perfectă a sistemelor de control a liniei de modelare și a echipamentelor de umplere, astfel încât acestea să funcționeze complet sincron în toate situațiile de operare posibile. Pentru a realiza acest lucru în mod fiabil, unitatea de turnare trebuie să știe exact unde este în siguranță să turnați următoarea matriță și, dacă este necesar, să reglați poziția unității de umplere. Obținerea unei completări automate eficiente într -un proces de producție stabil al aceleiași matrițe nu este atât de dificilă. De fiecare dată când se face o nouă matriță, coloana de matriță mișcă aceeași distanță (grosimea matriței). În acest fel, unitatea de umplere poate rămâne în aceeași poziție, gata să umple următoarea matriță goală după oprirea liniei de producție. Doar ajustări minore ale poziției de turnare sunt necesare pentru a compensa modificările grosimii mucegaiului cauzate de modificările compresibilității nisipului. Necesitatea acestor ajustări fine a fost redusă recent datorită noilor caracteristici ale liniei de modelare care permit ca pozițiile de turnare să rămână mai consistente în timpul producției consistente. După ce fiecare turnare este finalizată, linia de modelare se deplasează din nou cu o lovitură, plasând următoarea matriță goală pe loc pentru a începe următoarea pour. În timp ce acest lucru se întâmplă, dispozitivul de umplere poate fi reumplut. Atunci când schimbați modelul, grosimea matriței se poate schimba, ceea ce necesită o automatizare complexă. Spre deosebire de procesul orizontal de nisip, în care înălțimea cutiei de nisip este fixată, procesul Vertical Disamatic® poate regla grosimea matriței la grosimea exactă necesară pentru fiecare set de modele pentru a menține un raport constant de nisip la fier și reprezintă înălțimea modelului. Acesta este un beneficiu major în asigurarea calității optime a turnării și a utilizării resurselor, dar grosimile diferitelor mucegaiului fac ca controlul de turnare să fie mai dificil. După o modificare a modelului, mașina Disamatic® începe să producă următorul lot de matrițe de aceeași grosime, dar mașina de umplere de pe linie umple în continuare matrițele modelului anterior, care poate avea o grosime diferită a matriței. Pentru a combate acest lucru, linia de modelare și instalația de umplere trebuie să funcționeze perfect ca un sistem sincronizat, producând matrițe de o grosime și turnând în siguranță altul. Turnarea perfectă după schimbarea modelului. După schimbarea modelului, grosimea matriței rămase între mașinile de modelare rămâne aceeași. Unitatea de turnare realizată din modelul anterior rămâne aceeași, dar, deoarece noua matriță care iese din mașina de modelare poate fi mai groasă sau mai subțire, întreaga șir poate avansa la distanțe diferite în fiecare ciclu - până la grosimea noii forme. Aceasta înseamnă că, cu fiecare lovitură a mașinii de modelare, sistemul de turnare fără probleme trebuie să regleze poziția de turnare în pregătirea pentru următoarea distribuție. După turnarea lotului anterior de matrițe, grosimea matriței devine din nou constantă și producția stabilă se reia. De exemplu, dacă noua matriță are o grosime de 150 mm în loc de matrița de 200 mm grosime care încă mai era turnată anterior, dispozitivul de turnare trebuie să se deplaseze cu 50 mm înapoi spre mașina de modelare cu fiecare cursă a mașinii de modelare pentru a fi în poziția corectă de turnare. . Pentru ca o instalație de turnare să se pregătească să se toarne atunci când coloana de matriță se oprește să se miște, controlorul de instalații de umplere trebuie să știe exact în ce matriță va fi turnată în și când și unde va ajunge în zona de turnare. Folosind un nou model care produce matrițe groase în timpul turnării matrițelor subțiri, sistemul ar trebui să poată arunca două matrițe într -un singur ciclu. De exemplu, atunci când faceți o matriță cu diametrul de 400 mm și turnați o matriță cu diametrul de 200 mm, dispozitivul de turnare trebuie să fie la 200 mm distanță de mașina de modelare pentru fiecare matriță realizată. La un moment dat, cursa de 400 mm va împinge două matrițe de 200 mm cu diametrul de 200 mm din zona posibilă de turnare. În acest caz, mașina de modelare trebuie să aștepte până când dispozitivul de umplere a terminat de turnat cele două matrițe de 200 mm înainte de a trece la următoarea cursă. Sau, atunci când se face matrițe subțiri, fourrul trebuie să poată săriți complet în ciclu, în timp ce încă mai turnați matrițe groase. De exemplu, atunci când faceți o matriță cu diametrul de 200 mm și turnați o matriță cu diametrul de 400 mm, plasarea unei noi matrițe cu diametrul de 400 mm în zona de turnare înseamnă că trebuie să se facă două matrițe cu diametrul de 200 mm. Urmărirea, calculele și schimbul de date necesare pentru un sistem integrat de modelare și turnare pentru a oferi o turnare automată fără probleme, așa cum s-a descris mai sus, au prezentat provocări pentru mulți furnizori de echipamente în trecut. Dar, datorită mașinilor moderne, a sistemelor digitale și a celor mai bune practici, turnarea perfectă poate fi (și a fost) realizată rapid cu o configurație minimă. Cerința principală este o formă de „contabilitate” a procesului, oferind informații despre locația fiecărui formular în timp real. Sistemul DISA's Monitizer® | CIM (modul integrat de computer) atinge acest obiectiv prin înregistrarea fiecărei matrițe realizate și urmărirea mișcării sale prin linia de producție. Ca cronometru de proces, generează o serie de fluxuri de date ștampilate în timp care calculează poziția fiecărei matrițe și duza acesteia pe linia de producție în fiecare secundă. Dacă este necesar, schimbă date în timp real cu sistemul de control al plantelor de umplere și alte sisteme pentru a obține o sincronizare precisă. Sistemul DISA extrage date importante pentru fiecare matriță din baza de date CIM, cum ar fi grosimea matriței și poate/nu poate fi turnată și îl trimite la sistemul de control al instalațiilor de umplere. Folosind aceste date exacte (generate după extrudarea matriței), fourrul poate muta ansamblul de turnare în poziția corectă înainte de sosirea matriței, apoi începe să deschidă tija de dop în timp ce matrița este încă în mișcare. Mucegaiul ajunge la timp pentru a primi fierul de la planta de turnare. Această sincronizare ideală este crucială, adică topirea ajunge cu exactitate în ceașca de turnare. Timpul de turnare este un blocaj comun de productivitate și, prin cronometrarea perfectă a începutului de turnare, timpii de ciclu pot fi reduse cu mai multe zecimi de secundă. Sistemul de modelare DISA transferă, de asemenea, date relevante de la mașina de modelare, cum ar fi dimensiunea curentă a matriței și presiunea de injecție, precum și datele de proces mai largi, cum ar fi compresibilitatea nisipului, la Monitizer® | CIM. La rândul său, Monitizer® | CIM primește și stochează parametrii critici de calitate pentru fiecare matriță de la instalația de umplere, cum ar fi temperatura de turnare, timpul de turnare și succesul proceselor de turnare și inoculare. Acest lucru permite ca formele individuale să fie marcate ca fiind rele și separate înainte de amestecare în sistemul de agitare. Pe lângă automatizarea mașinilor de modelare, a liniilor de modelare și a turnării, Monitizer® | CIM oferă un cadru compatibil cu industria 4.0 pentru achiziție, stocare, raportare și analiză. Managementul turnătorilor poate vizualiza rapoarte detaliate și poate reduce datele pentru a urmări problemele de calitate și a genera potențiale îmbunătățiri. Experiența de turnare perfectă a lui Ortrader, Ortrader Eisenhütte, este o turnătorie deținută de familie în Germania, specializată în producerea de turnări de fier de înaltă calitate, de înaltă calitate pentru componente auto, sobe de lemn grele și infrastructură și piese de utilaje generale. Turnătorul produce fier cenușiu, fier ductil și fier de grafit compactat și produce aproximativ 27.000 de tone de turnare de înaltă calitate pe an, care operează două schimburi cinci zile pe săptămână. Ortrander operează patru cuptoare de topire a inducției de 6 tone și trei linii de modelare DISA, producând aproximativ 100 de tone de turnare pe zi. Aceasta include producții scurte de o oră de o oră, uneori mai puțin pentru clienții importanți, astfel încât șablonul trebuie schimbat frecvent. Pentru a optimiza calitatea și eficiența, CEO-ul Bernd H. Williams-Book a investit resurse semnificative în implementarea automatizării și analizelor. Primul pas a fost automatizarea procesului de topire și dozare a fierului, modernizarea a trei cuptoare de turnare existente folosind cel mai recent sistem PourTech, care include tehnologia laser 3D, incubarea și controlul temperaturii. Cuptoarele, modelele și liniile de turnare sunt acum controlate digital și sincronizate, funcționând aproape complet automat. Când mașina de modelare schimbă modelul, controlerul POURTech POUR se interogează sistemul DISA Monitizer® | CIM pentru noile dimensiuni ale matriței. Pe baza datelor DISA, controlerul de pour calculează unde să plaseze nodul de pour pentru fiecare turnare. Știe exact când prima nouă matriță ajunge la instalația de umplere și trece automat la noua secvență de turnare. Dacă jigul ajunge la sfârșitul cursei sale în orice moment, mașina Disamatic® se oprește și jigul se întoarce automat. Când prima nouă matriță este scoasă din mașină, operatorul este alertat, astfel încât să poată verifica vizual dacă este în poziția corectă. Avantajele proceselor tradiționale de turnare a mâinilor tradiționale sau a sistemelor automatizate mai puțin complexe pot duce la pierderea timpului de producție în timpul schimbărilor de model, ceea ce este inevitabil chiar și cu modificări rapide de mucegai pe o mașină de modelat. Resetarea manuală a matrițelor de turnare și turnare este mai lentă, necesită mai mulți operatori și este predispus la erori precum flacăra. Ortrander a constatat că atunci când îmbutelierea manual, angajații săi au devenit în cele din urmă obosiți, au pierdut concentrarea și au greșit, cum ar fi slăbirea. Integrarea perfectă a modelării și turnării permite procese mai rapide, mai consistente și de calitate superioară, reducând în același timp deșeurile și timpul de oprire. Cu Ortrader, umplerea automată elimină cele trei minute anterior necesare pentru a regla poziția unității de umplere în timpul modificărilor modelului. Întregul proces de conversie folosit pentru a dura 4,5 minute, a spus domnul Williams-Book. Mai puțin de două minute astăzi. Schimbând între 8 și 12 modele pe ture, angajații Ortrader petrec acum aproximativ 30 de minute pe ture, jumătate la fel de mult ca înainte. Calitatea este îmbunătățită prin consistență mai mare și capacitatea de a optimiza continuu procesele. Ortrander a redus deșeurile cu aproximativ 20% prin introducerea turnării perfecte. Pe lângă reducerea timpului de oprire la schimbarea modelelor, întreaga linie de modelare și turnare necesită doar două persoane în loc de cele trei precedente. Pe unele schimbări, trei persoane pot opera două linii complete de producție. Monitorizarea este aproape toți acești lucrători: în afară de selectarea următorului model, gestionarea amestecurilor de nisip și transportul topiturii, au puține sarcini manuale. Un alt beneficiu este nevoia redusă a angajaților cu experiență, greu de găsit. Deși automatizarea necesită o anumită instruire a operatorilor, oferă oamenilor informațiile critice despre proces de care au nevoie pentru a lua decizii bune. În viitor, mașinile pot lua toate deciziile. Dividendele de date de la castingul fără probleme atunci când încearcă să îmbunătățească un proces, turtările spun adesea: „Facem același lucru la fel, dar cu rezultate diferite.” Așa că aruncă la aceeași temperatură și nivel timp de 10 secunde, dar unele piese de turnare sunt bune, iar altele sunt rele. Prin adăugarea senzorilor automatizați, colectarea datelor ștampilate în timp pe fiecare parametru de proces și rezultatele de monitorizare, un sistem integrat de turnare fără probleme creează un lanț de date de proces conexe, ceea ce face mai ușor identificarea cauzelor principale atunci când calitatea începe să se deterioreze. De exemplu, dacă apar incluziuni neașteptate într -un lot de discuri de frână, managerii pot verifica rapid dacă parametrii sunt în limite acceptabile. Deoarece controlerele pentru mașina de modelare, instalația de turnare și alte funcții, cum ar fi cuptoarele și mixerele de nisip funcționează în concert, datele pe care le generează pot fi analizate pentru a identifica relațiile pe parcursul procesului, de la proprietăți de nisip până la calitatea finală a suprafeței a turnării. Un exemplu posibil este modul în care nivelul de turnare și temperatura afectează umplerea mucegaiului pentru fiecare model individual. Baza de date rezultată pune bazele utilizării viitoare a tehnicilor de analiză automată, cum ar fi învățarea automată și inteligența artificială (AI) pentru optimizarea proceselor. Ortrander colectează datele de proces în timp real prin interfețe de mașină, măsurători ale senzorilor și probe de testare. Pentru fiecare turnare a matriței, se colectează aproximativ o mie de parametri. Anterior, a înregistrat doar timpul necesar pentru fiecare turnare, dar acum știe exact care este nivelul duzei de turnare în fiecare secundă, permițând personalului cu experiență să examineze modul în care acest parametru afectează alți indicatori, precum și calitatea finală a castingului. Lichidul este scurs din duza de turnare în timp ce matrița este umplută sau duza de turnare este umplută la un nivel aproape constant în timpul umplerii? Ortrander produce trei până la cinci milioane de matrițe pe an și a colectat o cantitate imensă de date. De asemenea, Ortrander stochează mai multe imagini ale fiecărui turn în baza de date PourTech în caz de probleme de calitate. Găsirea unei modalități de a evalua automat aceste imagini este un obiectiv viitor. Concluzie. Formarea și turnarea automată simultană rezultă în procese mai rapide, o calitate mai consistentă și mai puține deșeuri. Odată cu schimbarea netedă a turnării și a modelului automat, linia de producție funcționează eficient autonom, necesitând doar un efort manual minim. Deoarece operatorul joacă un rol de supraveghere, este necesar mai puțini personal. Turnarea fără probleme este acum folosită în multe locuri din întreaga lume și poate fi aplicată tuturor turnurilor moderne. Fiecare turnătorie va necesita o soluție ușor diferită, adaptată nevoilor sale, dar tehnologia pentru implementarea acesteia este bine dovedită, disponibilă în prezent de la DISA și partenerul său Pour-Tech AB și nu necesită multă muncă. Lucrările personalizate pot fi efectuate. Utilizarea sporită a inteligenței artificiale și a automatizării inteligente în turnătorii este încă în faza de testare, dar pe măsură ce turnătorii și OEM -urile adună mai multe date și experiență suplimentară în următorii doi -trei ani, tranziția la automatizare va accelera semnificativ. Cu toate acestea, această soluție este opțională, deoarece informațiile de date este cea mai bună modalitate de a optimiza procesele și de a îmbunătăți rentabilitatea, o mai mare automatizare și colectarea datelor devine o practică standard, mai degrabă decât un proiect experimental. În trecut, cele mai mari active ale unei turnătorii au fost modelul său și experiența angajaților săi. Acum, că turnarea perfectă este combinată cu mai multe sisteme de automatizare și industrie 4.0, datele devin rapid cel de -al treilea pilon al succesului de turnătorie.
-Mulțumim sincer Pour-Tech și Ortrander Eisenhütte pentru comentariile lor în timpul pregătirii acestui articol.
Da, aș dori să primesc buletinul informativ Bi-Weekly Foundry-Planet cu toate cele mai recente știri, teste și rapoarte despre produse și materiale. În plus, buletine informative speciale - toate cu anulare gratuită oricând.
Timpul post: 05-2023 oct