sjálfvirk mótun

Steypustöðvar taka í auknum mæli upp gagnadrifna ferli sjálfvirkni til að ná langtímamarkmiðum um meiri gæði, minni sóun, hámarks spennutíma og lágmarkskostnað.Fullkomlega samþætt stafræn samstilling á steypu- og mótunarferlum (óaðfinnanleg steypa) er sérstaklega dýrmætt fyrir steypur sem standa frammi fyrir áskorunum um framleiðslu á réttum tíma, styttri lotutíma og tíðari gerðabreytingar.Með sjálfvirkum mótunar- og steypukerfum sem tengjast óaðfinnanlega saman, verður steypuferlið hraðara og hágæða hlutar eru framleiddir með samkvæmari hætti.Sjálfvirka helluferlið felur í sér að fylgjast með hellahitastigi, auk þess að fæða sáningarefni og athuga hverja mold.Þetta bætir gæði hverrar steypu og dregur úr ruslhraða.Þessi alhliða sjálfvirkni dregur einnig úr þörfinni fyrir rekstraraðila með margra ára sérhæfða reynslu.Reksturinn verður líka öruggari vegna þess að færri starfsmenn taka þátt í heildina.Þessi sýn er ekki framtíðarsýn;Þetta er að gerast núna.Verkfæri eins og sjálfvirkni steypu og vélfærafræði, gagnasöfnun og greining hafa þróast í áratugi, en framfarir hafa hraðað undanfarið með þróun hagkvæmrar tölvunar á viðráðanlegu verði og háþróaðra Industry 4.0 nettengdra skynjara og samhæfra stjórnkerfa.Lausnir og samstarfsaðilar gera nú steypustöðvum kleift að búa til öflugan, greindan innviði til að styðja við metnaðarfyllri verkefni, sem leiða saman marga áður óháða undirferla til að samræma viðleitni þeirra.Að geyma og greina ferligögn sem safnað er með þessum sjálfvirku, samþættu kerfum opnar einnig dyrnar að dyggðugri hringrás gagnastýrðra stöðugra umbóta.Steypustöðvar geta safnað og greint ferlibreytur með því að skoða söguleg gögn til að finna fylgni milli þeirra og ferliniðurstaðna.Sjálfvirka ferlið veitir síðan gagnsætt umhverfi þar sem hægt er að prófa allar endurbætur sem greiningin greinir ítarlega og fljótt, sannprófa og, þar sem hægt er, hrinda í framkvæmd.
Óaðfinnanlegur mótunaráskoranir Vegna þróunarinnar í átt að framleiðslu á réttum tíma þurfa viðskiptavinir sem nota DISAMATIC® mótunarlínur oft að skipta um líkan á milli lítilla lotu.Með því að nota búnað eins og Sjálfvirkan Powder Changer (APC) eða Quick Powder Changer (QPC) frá DISA er hægt að breyta sniðmátum á allt að einni mínútu.Þar sem breytingar á miklum hraðamynstri eiga sér stað hefur flöskuhálsinn í ferlinu tilhneigingu til að breytast í átt að hella - tíminn sem þarf til að færa toppinn handvirkt til að hella eftir mynsturbreytingu.Óaðfinnanlegur steypa er besta leiðin til að bæta þetta skref í steypuferlinu.Þó að steypa sé oft sjálfvirk að hluta, krefst full sjálfvirkni óaðfinnanlegur samþætting stjórnkerfa mótunarlínunnar og áfyllingarbúnaðarins þannig að þau virki alveg samstillt við allar mögulegar rekstraraðstæður.Til að ná þessu á áreiðanlegan hátt verður hellaeiningin að vita nákvæmlega hvar er óhætt að hella næsta mót og, ef nauðsyn krefur, stilla stöðu áfyllingareiningarinnar.Að ná skilvirkri sjálfvirkri fyllingu í stöðugu framleiðsluferli sömu móts er ekki svo erfitt.Í hvert sinn sem nýtt mót er búið til færist mótsúlan sömu vegalengd (mótþykkt).Þannig getur áfyllingareiningin verið í sömu stöðu, tilbúin til að fylla næsta tóma mót eftir að framleiðslulínan er stöðvuð.Aðeins er þörf á minniháttar lagfæringum á steypustöðunni til að vega upp á móti breytingum á mygluþykkt sem stafar af breytingum á þjöppunarhæfni sands.Þörfin fyrir þessar fínstillingar hefur nýlega minnkað enn frekar þökk sé nýjum mótunarlínueiginleikum sem gera hellastöðunum kleift að vera stöðugri við stöðuga framleiðslu.Eftir að hverri hella er lokið færist mótunarlínan aftur eitt högg og setur næsta tóma mót á sinn stað til að hefja næsta hella.Á meðan þetta er að gerast er hægt að fylla áfyllingartækið aftur.Þegar skipt er um líkan getur þykkt mótsins breyst, sem krefst flókins sjálfvirkni.Ólíkt lárétta sandkassaferlinu, þar sem hæð sandkassans er föst, getur lóðrétta DISAMATIC® ferlið stillt þykkt mótsins að nákvæmri þykkt sem þarf fyrir hvert sett af gerðum til að viðhalda stöðugu hlutfalli sands og járns og gera grein fyrir hæðinni. fyrirmyndarinnar.Þetta er mikill ávinningur við að tryggja hámarks steypugæði og auðlindanýtingu, en mismunandi moldþykkt gerir sjálfvirka steypustýringu erfiðari.Eftir gerðaskipti byrjar DISAMATIC® vélin að framleiða næstu lotu af mótum af sömu þykkt, en áfyllingarvélin á línunni fyllir samt mót fyrri gerðarinnar, sem geta verið með mismunandi mótþykkt.Til að berjast gegn þessu verða mótunarlínan og áfyllingarstöðin að virka óaðfinnanlega sem eitt samstillt kerfi, framleiða mót af einni þykkt og örugglega hella öðru.Óaðfinnanlegur úthelling eftir mynsturbreytingu.Eftir mynsturbreytingu er þykkt mótsins sem eftir er á milli mótunarvélanna sú sama.Hellueiningin sem gerð er úr fyrri gerð er sú sama, en þar sem nýja mótið sem kemur út úr mótunarvélinni getur verið þykkara eða þynnra getur allur strengurinn farið fram í mismunandi fjarlægð í hverri lotu – að þykkt nýja formsins.Þetta þýðir að með hverju höggi mótunarvélarinnar verður óaðfinnanlega steypukerfið að stilla steypustöðuna til undirbúnings fyrir næstu steypu.Eftir að fyrri lotunni af mótum hefur verið hellt verður þykkt mótsins stöðug aftur og stöðug framleiðsla hefst á ný.Til dæmis, ef nýja mótið er 150 mm þykkt í stað 200 mm þykka mótsins sem enn var verið að hella áður, verður hellabúnaðurinn að færast 50 mm aftur í átt að mótunarvélinni með hverju höggi mótunarvélarinnar til að vera í réttri upphellingarstöðu..Til þess að steypistöð geti undirbúið sig fyrir að steypa þegar mótsúlan hættir að hreyfast verður stjórnandi áfyllingarstöðvarinnar að vita nákvæmlega í hvaða mót hún mun hellast og hvenær og hvar hún kemur á steypingarsvæðið.Með því að nota nýtt líkan sem framleiðir þykk mót á meðan þunn mót eru steypt, ætti kerfið að geta steypt tvö mót í einni lotu.Til dæmis, þegar búið er til 400 mm mót í þvermál og hellt í mót með 200 mm þvermál, verður hellabúnaðurinn að vera í 200 mm fjarlægð frá mótunarvélinni fyrir hvert mót sem búið er til.Á einhverjum tímapunkti mun 400 mm höggið ýta tveimur ófylltum mótum með 200 mm þvermál út úr mögulegu hellasvæðinu.Í þessu tilviki verður mótunarvélin að bíða þar til áfyllingarbúnaðurinn hefur lokið við að hella 200 mm mótunum tveimur áður en haldið er áfram í næsta slag.Eða, þegar þú gerir þunn mót, verður hellirinn að geta sleppt því að hella alveg í lotunni á meðan hann hellir enn þykkum mótum.Til dæmis, þegar búið er til 200 mm mót í þvermál og hellt í mót með 400 mm þvermál, þá þýðir það að setja nýtt 400 mm mót í þvermál á hellusvæðið að búa til tvö mót með 200 mm þvermál.Rekja, útreikningar og gagnaskipti sem krafist er fyrir samþætt mótunar- og hellukerfi til að veita vandræðalausa sjálfvirka upphellingu, eins og lýst er hér að ofan, hafa verið áskoranir fyrir marga búnaðarbirgja í fortíðinni.En þökk sé nútíma vélum, stafrænum kerfum og bestu starfsvenjum er hægt (og hefur verið) fljótt náð óaðfinnanlegu upphellingu með lágmarks uppsetningu.Meginkrafan er einhvers konar „bókhald“ á ferlinu, sem gefur upplýsingar um staðsetningu hvers eyðublaðs í rauntíma.DISA's Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) kerfi nær þessu markmiði með því að skrá hvert mót sem búið er til og fylgjast með hreyfingu þess í gegnum framleiðslulínuna.Sem vinnslutímamælir býr það til röð tímastimplaðra gagnastrauma sem reikna út staðsetningu hvers móts og stúts þess á framleiðslulínunni á hverri sekúndu.Ef nauðsyn krefur skiptir það gögnum í rauntíma við stjórnkerfi áfyllingarstöðvarinnar og önnur kerfi til að ná nákvæmri samstillingu.DISA kerfið dregur út mikilvæg gögn fyrir hverja mót úr CIM gagnagrunninum, svo sem moldþykkt og má/ekki hella, og sendir í stjórnkerfi áfyllingarstöðvarinnar.Með því að nota þessi nákvæmu gögn (mynduð eftir að mótið hefur verið pressað út) getur hellibúnaðurinn fært hellubúnaðinn í rétta stöðu áður en mótið kemur og byrjað síðan að opna tappastöngina á meðan mótið er enn á hreyfingu.Mótið kemur tímanlega til að taka á móti járninu frá steypustöðinni.Þessi ákjósanlega tímasetning skiptir sköpum, þ.e. bræðslan nær nákvæmlega til hellubikarsins.Hellutími er algengur flöskuháls á framleiðni og með því að tímasetja upphaf hella á fullkomlega hátt er hægt að stytta lotutímann um nokkra tíundu úr sekúndu.DISA mótunarkerfið flytur einnig viðeigandi gögn frá mótunarvélinni, svo sem núverandi mótastærð og innspýtingarþrýstingi, sem og víðtækari ferligögn eins og sandþjöppun, yfir í Monitizer®|CIM.Aftur á móti tekur Monitizer®|CIM á móti og geymir mikilvægar gæðastærðir fyrir hvert mót frá áfyllingarverksmiðjunni, svo sem helluhitastig, hellutíma og árangur af hellu- og sáningarferlum.Þetta gerir kleift að merkja einstök form sem slæm og aðskilin áður en þeim er blandað í hristingarkerfið.Auk þess að gera mótunarvélar, mótunarlínur og steypu sjálfvirkan, býður Monitizer®|CIM upp á Industry 4.0-samhæft ramma fyrir öflun, geymslu, skýrslugerð og greiningu.Steypustjórnun getur skoðað ítarlegar skýrslur og borið niður í gögn til að fylgjast með gæðavandamálum og knýja fram mögulegar umbætur.Óaðfinnanlegur steypuupplifun Ortranders Ortrander Eisenhütte er steypustöð í fjölskyldueigu í Þýskalandi sem sérhæfir sig í framleiðslu á hágæða járnsteypu fyrir bifreiðaíhluti, þunga viðarofna og innviði og almenna vélahluti.Steypan framleiðir grájárn, sveigjanlegt járn og þjappað grafítjárn og framleiðir um það bil 27.000 tonn af hágæða steypu á ári, á tveimur vöktum fimm daga vikunnar.Ortrander rekur fjóra 6 tonna innleiðslubræðsluofna og þrjár DISA mótunarlínur og framleiða um það bil 100 tonn af steypu á dag.Þetta felur í sér stuttar framleiðslulotur upp á eina klukkustund, stundum minna fyrir mikilvæga viðskiptavini, þannig að sniðmátið þarf að breyta oft.Til að hámarka gæði og skilvirkni hefur forstjóri Bernd H. Williams-Book fjárfest umtalsvert fjármagn í innleiðingu sjálfvirkni og greiningar.Fyrsta skrefið var að gera sjálfvirkan járnbræðslu- og skömmtunarferlið, uppfæra þrjá núverandi steypuofna með því að nota nýjasta pourTECH kerfið, sem inniheldur 3D leysitækni, ræktun og hitastýringu.Ofnar, mótunar- og steypulínur eru nú stafrænt stjórnaðar og samstilltar og starfa nánast sjálfkrafa.Þegar mótunarvélin skiptir um gerð spyr pourTECH hellastýringin fyrir DISA Monitizer®|CIM kerfið fyrir nýju mótamálin.Byggt á DISA gögnum reiknar hella stjórnandinn út hvar á að staðsetja hella hnútinn fyrir hvern hella.Það veit nákvæmlega hvenær fyrsta nýja moldið kemur í áfyllingarstöðina og skiptir sjálfkrafa yfir í nýju upphellingarröðina.Ef keipurinn nær enda á höggi sínu hvenær sem er, stoppar DISAMATIC® vélin og keipurinn snýr sjálfkrafa til baka.Þegar fyrsta nýja mótið er fjarlægt úr vélinni er stjórnanda gert viðvart þannig að hann geti sjónrænt athugað hvort hún sé í réttri stöðu.Ávinningurinn af óaðfinnanlegri steypu Hefðbundin handsteypuferli eða minna flókin sjálfvirk kerfi geta leitt til tapaðs framleiðslutíma við líkanabreytingar, sem er óhjákvæmilegt jafnvel með hröðum mótabreytingum á mótunarvél.Handvirkt endurstilla hellimót og hellumót er hægara, krefst fleiri rekstraraðila og er viðkvæmt fyrir villum eins og blossa.Ortrander komst að því að við handtöppun urðu starfsmenn hans að lokum þreyttir, misstu einbeitinguna og gerðu mistök, eins og að slaka á.Óaðfinnanlegur samþætting mótunar og steypingar gerir hraðari, samkvæmari og hágæða ferlum kleift en dregur úr sóun og niðurtíma.Með Ortrander útilokar sjálfvirk áfylling þær þrjár mínútur sem áður þurfti til að stilla stöðu áfyllingareiningarinnar við gerðaskipti.Allt umbreytingarferlið tók 4,5 mínútur, sagði Williams-Book.Innan við tvær mínútur í dag.Með því að skipta á milli 8 og 12 módel á vakt eyða starfsmenn Ortrander nú um 30 mínútum á vakt, helmingi meira en áður.Gæði eru aukin með meiri samkvæmni og getu til að hámarka ferla stöðugt.Ortrander minnkaði úrgang um u.þ.b. 20% með því að innleiða óaðfinnanlega steypu.Auk þess að draga úr niður í miðbæ þegar skipt er um gerðir, þarf allt mótunar- og hellulínan aðeins tvo menn í stað þriggja áður.Á sumum vöktum geta þrír menn rekið tvær heilar framleiðslulínur.Vöktun er nánast það eina sem þessir starfsmenn gera: annað en að velja næstu gerð, stjórna sandblöndum og flytja bræðsluna, hafa þeir fá handvirk verkefni.Annar ávinningur er minni þörf fyrir reyndan starfsmenn, sem erfitt er að finna.Þó að sjálfvirkni krefjist einhverrar þjálfunar stjórnenda veitir hún fólki mikilvægar ferliupplýsingar sem þeir þurfa til að taka góðar ákvarðanir.Í framtíðinni geta vélar tekið allar ákvarðanir.Gagnaarður af óaðfinnanlegri steypu Þegar reynt er að bæta ferli segja steypur oft: "Við gerum það sama á sama hátt, en með mismunandi árangri."Þeir steypa því við sama hitastig og hæð í 10 sekúndur, en sumar steypur eru góðar og aðrar slæmar.Með því að bæta við sjálfvirkum skynjurum, safna tímamerktum gögnum um hverja ferlibreytu og fylgjast með niðurstöðum, skapar samþætt óaðfinnanlegt steypukerfi keðju tengdra ferligagna, sem gerir það auðveldara að bera kennsl á rótarástæður þegar gæði fara að versna.Til dæmis, ef óvænt innlimun kemur fram í lotu af bremsudiskum, geta stjórnendur fljótt athugað hvort færibreytur séu innan viðunandi marka.Vegna þess að stýringar fyrir mótunarvélina, steypuverksmiðjuna og aðrar aðgerðir eins og ofna og sandblöndunartæki vinna saman, er hægt að greina gögnin sem þeir búa til til að bera kennsl á tengsl í öllu ferlinu, frá sandeiginleikum til endanlegra yfirborðsgæða steypunnar.Eitt mögulegt dæmi er hvernig hellustig og hitastig hafa áhrif á fyllingu móts fyrir hverja einstaka gerð.Gagnagrunnurinn sem myndast leggur einnig grunninn að framtíðarnotkun sjálfvirkrar greiningartækni eins og vélanám og gervigreind (AI) til að hámarka ferla.Ortrander safnar ferligögnum í rauntíma í gegnum vélaviðmót, skynjaramælingar og prófunarsýni.Fyrir hverja mótsteypu er safnað um þúsund breytum.Áður skráði það aðeins þann tíma sem þarf fyrir hverja hella, en nú veit það nákvæmlega hversu hátt steypistúturinn er á hverri sekúndu, sem gerir reyndu starfsfólki kleift að skoða hvernig þessi færibreyta hefur áhrif á aðra vísbendingar, sem og endanleg gæði steypunnar.Er vökvinn tæmd úr hellistútnum á meðan verið er að fylla mótið eða er hellistúturinn fylltur í næstum stöðugt stigi meðan á fyllingu stendur?Ortrander framleiðir þrjár til fimm milljónir móta á ári og hefur safnað gríðarlegu magni af gögnum.Ortrander geymir einnig margar myndir af hverjum hella í pourTECH gagnagrunninum ef upp koma gæðavandamál.Að finna leið til að gefa þessum myndum sjálfkrafa einkunn er framtíðarmarkmið.Niðurstaða.Samtímis sjálfvirk mótun og úthelling leiðir til hraðari ferla, stöðugri gæði og minni sóun.Með sléttri steypu og sjálfvirkri mynsturbreytingu starfar framleiðslulínan í raun sjálfstætt og krefst aðeins lágmarks handvirkrar áreynslu.Þar sem rekstraraðili gegnir eftirlitshlutverki þarf minna starfsfólk.Óaðfinnanleg steypa er nú notuð á mörgum stöðum um allan heim og hægt að nota í allar nútíma steypur.Hver steypustöð mun þurfa aðeins mismunandi lausn sem er sérsniðin að þörfum hennar, en tæknin til að innleiða hana er vel sönnuð, nú fáanleg hjá DISA og samstarfsaðila pour-tech AB og krefst ekki mikillar vinnu.Hægt er að vinna sérsniðna vinnu.Aukin notkun gervigreindar og greindar sjálfvirkni í steypum er enn á prófunarstigi, en eftir því sem steypur og OEM-framleiðendur safna fleiri gögnum og viðbótarreynslu á næstu tveimur til þremur árum mun umskipti yfir í sjálfvirkni flýta verulega.Þessi lausn er þó valkvæð eins og er, þar sem gagnagreind er besta leiðin til að hámarka ferla og bæta arðsemi, meiri sjálfvirkni og gagnasöfnun er að verða hefðbundin framkvæmd frekar en tilraunaverkefni.Áður fyrr voru stærstu eignir steypunnar fyrirmynd þess og reynsla starfsmanna.Nú þegar óaðfinnanleg steypa er sameinuð meiri sjálfvirkni og Industry 4.0 kerfum, eru gögn fljótt að verða þriðja stoðin í velgengni steypunnar.
—Við þökkum pour-tech og Ortrander Eisenhütte innilega fyrir athugasemdir þeirra við undirbúning þessarar greinar.
Já, mig langar að fá Foundry-Planet fréttabréfið tveggja vikna með öllum nýjustu fréttum, prófunum og skýrslum um vörur og efni.Auk sérstakra fréttabréfa – allt með ókeypis afpöntun hvenær sem er.