Støperier tar i økende grad å ta i bruk datadrevet prosessautomatisering for å oppnå langsiktige mål for høyere kvalitet, mindre avfall, maksimal oppetid og minimale kostnader. Fullt integrert digital synkronisering av skjenking og støpingsprosesser (sømløs støping) er spesielt verdifullt for støperier som står overfor utfordringene med bare i tidsproduksjon, reduserte syklustider og hyppigere modellendringer. Med automatiserte støping og støpesystemer som sømløst kobler sammen, blir støpeprosessen raskere og deler av høyere kvalitet produseres mer konsekvent. Den automatiserte hellingsprosessen inkluderer overvåking av helletemperaturen, samt fôring av inokulasjonsmateriale og kontrollere hver form. Dette forbedrer kvaliteten på hver støping og reduserer skrotfrekvensen. Denne omfattende automatiseringen reduserer også behovet for operatører med mange års spesialisert erfaring. Operasjonene blir også tryggere fordi færre arbeidere totalt sett er involvert. Denne visjonen er ikke en fremtidsvisjon; Dette skjer nå. Verktøy som Foundry Automation and Robotics, Data Collection and Analysis har utviklet seg gjennom flere tiår, men fremgangen har nylig akselerert med utviklingen av rimelige høyytelsesdatabirkninger og avanserte bransjer 4.0 nettverkssensorer og kompatible kontrollsystemer. Løsninger og partnere gjør det nå i stand til å skape en robust, intelligent infrastruktur for å støtte mer ambisiøse prosjekter, og samle flere tidligere uavhengige underprosesser for å koordinere innsatsen. Lagring og analyse av prosessdata samlet inn av disse automatiserte, integrerte systemene åpner også døren for en dydig syklus av datadrevet kontinuerlig forbedring. Støperier kan samle og analysere prosessparametere ved å undersøke historiske data for å finne korrelasjoner mellom dem og prosessresultater. Den automatiserte prosessen gir deretter et transparent miljø der forbedringer identifisert av analysen kan testes grundig og raskt, valideres og, der det er mulig, implementeres.
Sømløse formeringsutfordringer på grunn av trenden mot bare-i-tidsproduksjon, kunder som bruker Disamatic®-støpelinjer, må ofte endre modeller ofte mellom små partier. Ved å bruke utstyr som en automatisk pulverskifter (APC) eller en rask pulverskifter (QPC) fra DISA, kan maler endres på så lite som ett minutt. Når endringer med høy hastighet mønster skjer, har flaskehalsen i prosessen en tendens til å skifte mot å helle-tiden som kreves for å manuelt bevege tundishen for å helle etter en mønsterendring. Sømløs støping er den beste måten å forbedre dette trinnet i støpingsprosessen. Selv om støping ofte allerede er delvis automatisert, krever full automatisering sømløs integrering av kontrollsystemene i støpelinjen og fyllingsutstyret slik at de opererer fullstendig synkront i alle mulige driftssituasjoner. For å oppnå dette pålitelig, må hellenheten vite nøyaktig hvor det er trygt å helle neste form og om nødvendig justere plasseringen av fyllingsenheten. Å oppnå effektiv automatisk fylling av en stabil produksjonsprosess av samme form er ikke så vanskelig. Hver gang en ny form lages, beveger formkolonnen samme avstand (formtykkelse). På denne måten kan fyllingsenheten forbli i samme posisjon, klar til å fylle den neste tomme formen etter at produksjonslinjen er stoppet. Bare mindre justeringer av hellingsposisjonen er nødvendig for å kompensere for endringer i formtykkelse forårsaket av endringer i sandkomprimerbarhet. Behovet for disse fine justeringene har nylig blitt ytterligere redusert takket være nye støpelinjefunksjoner som gjør at helningsposisjoner kan forbli mer konsistente under jevn produksjon. Etter at hver helning er fullført, beveger støpelinjen ett slag igjen, og plasserer den neste tomme formen på plass for å begynne neste skjenke. Selv om dette skjer, kan fyllingsenheten fylles på nytt. Når du endrer modellen, kan tykkelsen på formen endres, noe som krever kompleks automatisering. I motsetning til den horisontale sandkasseprosessen, der høyden på sandkassen er festet, kan den vertikale Disamatic® -prosessen justere tykkelsen på formen til den nøyaktige tykkelsen som trengs for hvert sett med modeller for å opprettholde et konstant forhold mellom sand og jern og redegjøre for modellens høyde. Dette er en stor fordel for å sikre optimal støpekvalitet og ressursutnyttelse, men varierende formtykkelser gjør automatisk støpekontroll mer utfordrende. Etter en modellendring begynner Disamatic® -maskinen å produsere neste parti med mugg av samme tykkelse, men fyllingsmaskinen på linjen fyller fremdeles formene til den forrige modellen, som kan ha en annen formtykkelse. For å bekjempe dette, må støpelinjen og fyllingsanlegget fungere sømløst som et synkronisert system, produsere muggsopp av en tykkelse og trygt helle en annen. Sømløs strømmer etter mønsterendring. Etter mønsterendring forblir tykkelsen på den gjenværende formen mellom støpemaskinene den samme. Hellenheten laget av den forrige modellen forblir den samme, men siden den nye formen som kommer ut av støpemaskinen kan være tykkere eller tynnere, kan hele strengen gå videre i forskjellige avstander i hver syklus - til tykkelsen på den nye formen. Dette betyr at med hvert slag på støpemaskinen, må det sømløse støpesystemet justere støpestedet i forberedelsene til neste rollebesetning. Etter at forrige parti med muggsopp helles, blir tykkelsen på formen konstant igjen og stabil produksjon gjenopptas. For eksempel, hvis den nye formen er 150 mm tykk i stedet for den 200 mm tykke formen som fremdeles ble hellet tidligere, må hellingsenheten bevege 50mm tilbake mot støpemaskinen med hvert slag på støpemaskinen for å være i riktig helleposisjon. . For at en hellende anlegg skal forberede seg å helle når moldsøylen slutter å bevege seg, må fyllingsplantekontrolleren vite nøyaktig hvilken form den vil strømme inn og når og hvor den kommer til hellingsområdet. Ved å bruke en ny modell som produserer tykke former mens du støper tynne muggsopp, skal systemet kunne støpe to former i en syklus. For eksempel, når du lager en form på 400 mm diameter og helling en 200 mm diameterform, må hellingsanordningen være 200 mm unna støpemaskinen for hver form som er laget. På et tidspunkt vil 400mm -hjerneslaget skyve to ufylte 200 mm diameterformer ut av det mulige hellingsområdet. I dette tilfellet må støpemaskinen vente til fyllingsenheten er ferdig med å helle de to 200 mm formene før du går videre til neste slag. Eller når du lager tynne muggsopp, må skjenken kunne hoppe over hellet helt i syklusen mens du fortsatt skjenker tykke former. For eksempel, når du lager en 200 mm diameterform og skjenker en form på 400 mm diameter, betyr det å plassere en ny form på 400 mm i skjenkeområdet at det må lages to 200 mm diameterformer. Sporing, beregninger og datautveksling som kreves for et integrert støping og skjenkingssystem for å gi problemfritt automatisert skjenking, som beskrevet ovenfor, har gitt utfordringer for mange utstyrsleverandører i det siste. Men takket være moderne maskiner, digitale systemer og beste praksis, kan sømløs skjenking oppnås (og har blitt) raskt oppnådd med minimal oppsett. Hovedkravet er en form for "regnskap" av prosessen, og gir informasjon om plasseringen av hver form i sanntid. DISAs Monitizer® | CIM (Computer Integrated Module) -system oppnår dette målet ved å registrere hver form laget og spore sin bevegelse gjennom produksjonslinjen. Som en prosess timer genererer den en serie tidstemplede datastrømmer som beregner plasseringen av hver form og dens dyse på produksjonslinjen hvert sekund. Om nødvendig utveksler IT -data i sanntid med fyllingsplantekontrollsystemet og andre systemer for å oppnå presis synkronisering. DISA -systemet trekker ut viktige data for hver form fra CIM -databasen, for eksempel muggtykkelse og kan/kan ikke helles, og sender den til fyllingsplantekontrollsystemet. Ved å bruke disse nøyaktige dataene (generert etter at formen er ekstrudert), kan skureren flytte hellemonteringen til riktig posisjon før formen kommer, og deretter begynne å åpne stoppestangen mens formen fremdeles beveger seg. Formen ankommer i tide for å motta jernet fra hellingsanlegget. Denne ideelle timingen er avgjørende, dvs. smelten når hellekoppen nøyaktig. Hell tid er en vanlig flaskehals i produktiviteten, og ved perfekt timing kan start av skjenke, syklustider reduseres med flere tideler av et sekund. DISA -støpesystemet overfører også relevante data fra støpemaskinen, for eksempel gjeldende formstørrelse og injeksjonstrykk, samt bredere prosessdata som sandkomprimerbarhet, til Monitizer® | CIM. På sin side mottar Monitizer® | CIM og lagrer kvalitetskritiske parametere for hver form fra fyllingsanlegget, for eksempel Hell temperatur, helletid og suksessen til helpe- og inokulasjonsprosessene. Dette gjør at individuelle skjemaer kan markeres som dårlige og separeres før de blander inn ristingssystemet. I tillegg til å automatisere støpemaskiner, støpelinjer og støping, gir Monitizer® | CIM en bransje 4.0-kompatible rammer for anskaffelse, lagring, rapportering og analyse. Foundry Management kan se detaljerte rapporter og bore ned i data for å spore kvalitetsproblemer og drive potensielle forbedringer. Ortranders sømløse casting-opplevelse Ortrander Eisenhütte er et familieeid støperi i Tyskland som spesialiserer seg på produksjon av midtvolum, jernstøping av høy kvalitet for bilkomponenter, tunge treovner og infrastruktur og generelle maskindeler. Støperiet produserer grått jern, duktilt jern og komprimert grafittjern og produserer omtrent 27 000 tonn høykvalitets støping per år, og driver to skift fem dager i uken. Ortrander driver fire 6-tonns induksjonsmeltende ovner og tre DISA-støpelinjer, og produserer omtrent 100 tonn støping per dag. Dette inkluderer korte produksjonskjøringer på en time, noen ganger mindre for viktige kunder, så malen må endres ofte. For å optimalisere kvalitet og effektivitet har administrerende direktør Bernd H. Williams-bok investert betydelige ressurser i implementering av automatisering og analyse. Det første trinnet var å automatisere jernsmelting og doseringsprosess, og oppgradere tre eksisterende støpingovner ved bruk av det nyeste Pourtech -systemet, som inkluderer 3D -laserteknologi, inkubasjon og temperaturkontroll. Ovn, støping og støpelinjer er nå digitalt kontrollert og synkronisert, og fungerer nesten fullstendig automatisk. Når Molding Machine endrer modellen, spør Pourtech Pour -kontrolleren DISA Monitizer® | CIM -systemet for de nye formdimensjonene. Basert på DISA -dataene beregner skjenkekontrolleren hvor du skal plassere helleknuten for hver helling. Den vet nøyaktig når den første nye formen ankommer fyllingsanlegget og bytter automatisk til den nye skjenkesekvensen. Hvis pilken når slutten av sitt hjerneslag når som helst, stopper Disamatic® -maskinen og pilken kommer automatisk tilbake. Når den første nye formen fjernes fra maskinen, blir operatøren varslet slik at han visuelt kan sjekke at den er i riktig posisjon. Fordelene med sømløs støping av tradisjonelle håndstøpingsprosesser eller mindre komplekse automatiserte systemer kan føre til tapt produksjonstid under modellendringer, noe som er uunngåelig selv med raske formendringer på en støpemaskin. Å tilbakestille hellingene manuelt er tregere, krever flere operatører og er utsatt for feil som bluss. Ortrander fant ut at når de tappet for hånd, ble hans ansatte til slutt sliten, tapt konsentrasjon og gjorde feil, for eksempel å slappe av. Sømløs integrering av støping og skjenking muliggjør raskere, mer konsistente prosesser av høyere kvalitet og samtidig reduserer avfall og driftsstans. Med Ortrander eliminerer automatisk fylling de tre minuttene som tidligere er nødvendig for å justere plasseringen av fyllingsenheten under modellendringer. Hele konverteringsprosessen pleide å ta 4,5 minutter, sa Williams-boken. Mindre enn to minutter i dag. Ved å endre mellom 8 og 12 modeller per skift, bruker Ortrander -ansatte nå omtrent 30 minutter per skift, halvparten så mye som før. Kvalitet forbedres gjennom større konsistens og evnen til kontinuerlig å optimalisere prosesser. Ortrander reduserte avfall med omtrent 20% ved å innføre sømløs støping. I tillegg til å redusere driftsstansen når du endrer modeller, krever hele støping og hellelinje bare to personer i stedet for de tre foregående. På noen skift kan tre personer operere to komplette produksjonslinjer. Overvåking er nesten alle disse arbeiderne gjør: Bortsett fra å velge den neste modellen, administrere sandblandinger og transportere smelten, har de få manuelle oppgaver. En annen fordel er det reduserte behovet for erfarne ansatte, som er vanskelig å finne. Selv om automatisering krever litt operatøropplæring, gir den folk den kritiske prosessinformasjonen de trenger for å ta gode beslutninger. I fremtiden kan maskiner ta alle beslutninger. Datautbytte fra sømløs støping Når du prøver å forbedre en prosess, sier Foundries ofte: "Vi gjør det samme på samme måte, men med forskjellige resultater." Så de støpes på samme temperatur og nivå i 10 sekunder, men noen støpegods er gode og noen er dårlige. Ved å legge til automatiserte sensorer, samle tidstemplede data om hver prosessparameter og overvåke resultater, oppretter et integrert sømløst støpesystem en kjede med relaterte prosessdata, noe som gjør det lettere å identifisere årsaker når kvaliteten begynner å bli dårligere. For eksempel, hvis uventede inneslutninger forekommer i en gruppe bremseskiver, kan ledere raskt sjekke at parametere er innenfor akseptable grenser. Fordi kontrollere for støpemaskinen, støpeplanten og andre funksjoner som ovner og sandmiksere fungerer på konsert, kan dataene de genererer analyseres for å identifisere forhold gjennom hele prosessen, fra sandegenskaper til den endelige overflatekvaliteten på støpingen. Et mulig eksempel er hvordan skjenke nivå og temperatur påvirker muggfylling for hver enkelt modell. Den resulterende databasen legger også grunnlaget for fremtidig bruk av automatiserte analyseteknikker som maskinlæring og kunstig intelligens (AI) for å optimalisere prosesser. Ortrander samler prosessdata i sanntid gjennom maskingrensesnitt, sensormålinger og testprøver. For hver støpe støpe samles omtrent tusen parametere. Tidligere registrerte den bare tiden som kreves for hvert skjenke, men nå vet den nøyaktig hva nivået på hellende dys er hvert sekund, slik at erfarne personell kan undersøke hvordan denne parameteren påvirker andre indikatorer, så vel som den endelige kvaliteten på rollebesetningen. Tappes væsken fra hellende dys mens formen fylles, eller er den hellende dysen fylt til et nesten konstant nivå under fylling? Ortrander produserer tre til fem millioner form i året og har samlet en enorm mengde data. Ortrander lagrer også flere bilder av hver skjenke i Pourtech -databasen i tilfelle kvalitetsproblemer. Å finne en måte å automatisk vurdere disse bildene er et fremtidig mål. Konklusjon. Samtidig automatisert forming og skjenking resulterer i raskere prosesser, mer jevn kvalitet og mindre avfall. Med jevn støping og automatisk mønster endres, fungerer produksjonslinjen effektivt autonomt, og krever bare minimal manuell innsats. Siden operatøren spiller en tilsynsrolle, er færre personell påkrevd. Sømløs støping brukes nå mange steder rundt om i verden og kan brukes på alle moderne støperier. Hvert støperi vil kreve en litt annen løsning tilpasset dens behov, men teknologien for å implementere den er godt bevist, for tiden tilgjengelig fra DISA og dens Partner Pour-Tech AB, og krever ikke mye arbeid. Tilpasset arbeid kan utføres. Den økte bruken av kunstig intelligens og intelligent automatisering i støperier er fremdeles i testfasen, men ettersom støperier og OEM -er samler mer data og tilleggserfaring i løpet av de neste to til tre årene, vil overgangen til automatisering akselerere betydelig. Denne løsningen er foreløpig valgfritt, ettersom dataintelligens er den beste måten å optimalisere prosesser og forbedre lønnsomheten, blir større automatisering og datainnsamling standard praksis i stedet for et eksperimentelt prosjekt. I det siste var støperiens største eiendeler dens modell og erfaringene til de ansatte. Nå som sømløs avstøping er kombinert med større automatisering og bransje 4.0 -systemer, blir data raskt den tredje søylen for støperi -suksess.
—Vi takker Pour-Tech og Ortrander Eisenhütte for deres kommentarer under utarbeidelsen av denne artikkelen.
Ja, jeg vil gjerne motta det to-ukentlige stiftelses-planet-nyhetsbrevet med alle de siste nyhetene, testene og rapporter om produkter og materialer. Pluss spesielle nyhetsbrev - alle med gratis kansellering når som helst.
Post Time: Oct-05-2023