Turnatorii adoptă din ce în ce mai mult automatizarea proceselor bazată pe date pentru a atinge obiective pe termen lung de calitate superioară, mai puține deșeuri, timp de funcționare maxim și costuri minime.Sincronizarea digitală complet integrată a proceselor de turnare și turnare (turnare fără sudură) este deosebit de valoroasă pentru turnătorii care se confruntă cu provocările producției la timp, timpilor de ciclu redusi și schimbări mai frecvente de model.Cu sistemele automate de turnare și turnare care se leagă perfect între ele, procesul de turnare devine mai rapid și piesele de calitate superioară sunt produse în mod mai constant.Procesul de turnare automată include monitorizarea temperaturii de turnare, precum și alimentarea cu material de inoculare și verificarea fiecărei forme.Acest lucru îmbunătățește calitatea fiecărei turnări și reduce rata deșeurilor.Această automatizare cuprinzătoare reduce, de asemenea, nevoia de operatori cu ani de experiență specializată.Operațiunile devin, de asemenea, mai sigure, deoarece sunt implicați mai puțini lucrători în general.Această viziune nu este o viziune asupra viitorului;Acest lucru se întâmplă acum.Instrumente precum automatizarea turnătoriei și robotica, colectarea și analiza datelor au evoluat de-a lungul deceniilor, dar progresul s-a accelerat recent odată cu dezvoltarea de calcule de înaltă performanță la prețuri accesibile și a senzorilor în rețea avansati Industry 4.0 și a sistemelor de control compatibile.Soluțiile și partenerii permit acum turnătorilor să creeze o infrastructură robustă și inteligentă pentru a sprijini proiecte mai ambițioase, reunind mai multe subprocese anterior independente pentru a-și coordona eforturile.Stocarea și analiza datelor de proces colectate de aceste sisteme automatizate, integrate, deschide, de asemenea, ușa către un ciclu virtuos de îmbunătățire continuă bazată pe date.Turnătoriile pot colecta și analiza parametrii procesului examinând datele istorice pentru a găsi corelații între aceștia și rezultatele procesului.Procesul automatizat oferă apoi un mediu transparent în care orice îmbunătățiri identificate prin analiză pot fi testate, validate și, acolo unde este posibil, rapid și complet.
Provocări de turnare fără sudură Datorită tendinței de producție just-in-time, clienții care folosesc linii de turnare DISAMATIC® trebuie adesea să schimbe modelele în mod frecvent între loturi mici.Folosind echipamente precum un schimbător automat de pulbere (APC) sau un schimbător rapid de pulbere (QPC) de la DISA, șabloanele pot fi schimbate în doar un minut.Pe măsură ce apar schimbări de tipar de mare viteză, blocajul din proces tinde să se deplaseze spre turnare - timpul necesar pentru a muta manual recipientul de turnare după o schimbare a modelului.Turnarea fără sudură este cea mai bună modalitate de a îmbunătăți acest pas al procesului de turnare.Deși turnarea este adesea deja parțial automatizată, automatizarea completă necesită integrarea perfectă a sistemelor de control ale liniei de turnare și a echipamentului 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 sigur să turnați următoarea matriță și, dacă este necesar, să ajusteze poziția unității de umplere.Realizarea unei umpleri automate eficiente într-un proces de producție stabil a aceleiași matrițe nu este atât de dificilă.De fiecare dată când se realizează o matriță nouă, coloana matriței se deplasează la 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.Sunt necesare doar ajustări minore ale poziției de turnare pentru a compensa modificările grosimii matriței cauzate de modificările compresibilității nisipului.Necesitatea acestor ajustări fine a fost redusă și mai mult recent datorită noilor caracteristici ale liniei de turnare care permit pozițiilor de turnare să rămână mai consistente în timpul producției consistente.După ce fiecare turnare este finalizată, linia de turnare se mișcă din nou cu o mișcare, plasând următoarea matriță goală la loc pentru a începe următoarea turnare.În timp ce acest lucru se întâmplă, dispozitivul de umplere poate fi reumplut.La schimbarea modelului, grosimea matriței se poate modifica, ceea ce necesită o automatizare complexă.Spre deosebire de procesul cu nisip orizontal, în care înălțimea cutiei de nisip este fixă, procesul vertical DISAMATIC® poate ajusta grosimea matriței la grosimea exactă necesară pentru fiecare set de modele pentru a menține un raport constant nisip/fier și pentru a ține cont de înălțime. a modelului.Acesta este un beneficiu major în asigurarea calității optime a turnării și a utilizării resurselor, dar diferitele grosimi ale matriței fac controlul automat al turnării mai dificil.După o schimbare de model, mașina DISAMATIC® începe să producă următorul lot de matrițe de aceeași grosime, dar mașina de umplere de pe linie încă umple formele modelului anterior, care pot avea o grosime diferită a matriței.Pentru a combate acest lucru, linia de turnare și instalația de umplere trebuie să funcționeze fără probleme ca un sistem sincronizat, producând matrițe de o grosime și turnând în siguranță alta.Turnare fără sudură după schimbarea modelului.După schimbarea modelului, grosimea matriței rămase între mașinile de turnat rămâne aceeași.Unitatea de turnare realizată din modelul anterior rămâne aceeași, dar întrucât noua matriță care iese din mașina de turnat poate fi mai groasă sau mai subțire, întregul fir poate avansa la distanțe diferite în fiecare ciclu – până la grosimea noii forme.Aceasta înseamnă că, cu fiecare cursă a mașinii de turnat, sistemul de turnare fără sudură trebuie să ajusteze poziția de turnare în pregătirea pentru următoarea turnare.După turnarea lotului anterior de matrițe, grosimea formei devine din nou constantă și se reia producția stabilă.De exemplu, dacă noua matriță are o grosime de 150 mm în loc de cea de 200 mm grosime care încă era turnată anterior, dispozitivul de turnare trebuie să se deplaseze cu 50 mm înapoi către mașina de turnat cu fiecare cursă a mașinii de turnat pentru a fi în poziția corectă de turnare..Pentru ca o instalație de turnare să se pregătească pentru turnare atunci când coloana matriței se oprește în mișcare, controlorul instalației de umplere trebuie să știe exact în ce matriță va turna și când și unde va ajunge în zona de turnare.Folosind un nou model care produce matrițe groase în timp ce turnează matrițe subțiri, sistemul ar trebui să poată turna 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 turnat pentru fiecare matriță realizată.La un moment dat, cursa de 400 mm va împinge două matrițe neumplute cu diametrul de 200 mm din zona posibilă de turnare.În acest caz, mașina de turnat trebuie să aștepte până când dispozitivul de umplere a terminat de turnat cele două forme de 200 mm înainte de a trece la următoarea cursă.Sau, atunci când face forme subțiri, turnătorul trebuie să poată sări peste turnare complet în ciclu, în timp ce toarnă în continuare forme groase.De exemplu, când faceți o matriță cu diametrul de 200 mm și turnați o matriță cu diametrul de 400 mm, plasarea unei matrițe noi cu diametrul de 400 mm în zona de turnare înseamnă că trebuie făcute două matrițe cu diametrul de 200 mm.Urmărirea, calculele și schimbul de date necesare pentru un sistem integrat de turnare și turnare pentru a oferi turnare automată fără probleme, așa cum este descris mai sus, au prezentat provocări pentru mulți furnizori de echipamente în trecut.Dar datorită mașinilor moderne, sistemelor digitale și celor mai bune practici, turnarea fără sudură poate fi (și a fost) realizată rapid cu o configurare minimă.Cerința principală este o formă de „contabilizare” a procesului, oferind informații despre locația fiecărui formular în timp real.Sistemul Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) de la DISA atinge acest obiectiv prin înregistrarea fiecărei matrițe realizate și urmărirea mișcării acesteia prin linia de producție.Ca temporizator de proces, generează o serie de fluxuri de date marcate în timp care calculează poziția fiecărei matrițe și a duzei sale pe linia de producție în fiecare secundă.Dacă este necesar, schimbă date în timp real cu sistemul de control al instalației de umplere și alte sisteme pentru a realiza 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 le trimite către sistemul de control al instalației de umplere.Folosind aceste date precise (generate după extrudarea matriței), dispozitivul de turnare poate muta ansamblul de turnare în poziția corectă înainte de sosirea matriței și apoi începe să deschidă tija de oprire în timp ce matrița este încă în mișcare.Matrița ajunge la timp pentru a primi fierul de la instalația de turnare.Acest moment ideal este esențial, adică topitura ajunge cu precizie în paharul de turnare.Timpul de turnare este un blocaj comun al productivității și, prin sincronizarea perfectă a începerii turnării, timpul ciclului poate fi redus cu câteva zecimi de secundă.Sistemul de turnare DISA transferă, de asemenea, date relevante de la mașina de turnat, cum ar fi dimensiunea actuală a matriței și presiunea de injecție, precum și date de proces mai largi, cum ar fi compresibilitatea nisipului, către Monitizer®|CIM.La rândul său, Monitizer®|CIM primește și stochează parametrii critici pentru 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 rele și separate înainte de amestecare în sistemul de agitare.Pe lângă automatizarea mașinilor de turnare, liniilor de turnare și turnării, Monitizer®|CIM oferă un cadru compatibil cu Industry 4.0 pentru achiziție, stocare, raportare și analiză.Managementul turnătoriei poate vizualiza rapoarte detaliate și poate explora datele pentru a urmări problemele de calitate și pentru a genera îmbunătățiri potențiale.Experiența de turnare fără sudură a lui Ortrander Ortrander Eisenhütte este o turnătorie de familie din Germania, care este specializată în producția de piese turnate de fier de înaltă calitate pentru componente auto, sobe și infrastructură cu lemne grele și piese de mașini generale.Turnatoria produce fontă cenușie, fontă ductilă și fontă grafit compactată și produce aproximativ 27.000 de tone de piese turnate de înaltă calitate pe an, operând în două schimburi cinci zile pe săptămână.Ortrander operează patru cuptoare de topire cu inducție de 6 tone și trei linii de turnare DISA, producând aproximativ 100 de tone de piese turnate pe zi.Aceasta include execuții scurte de producție de o oră, uneori mai puțin pentru clienții importanți, așa că șablonul trebuie schimbat frecvent.Pentru a optimiza calitatea și eficiența, CEO-ul Bernd H. Williams-Book a investit resurse semnificative în implementarea automatizării și a analizei.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, incubare și controlul temperaturii.Cuptoarele, liniile de turnare și turnare sunt acum controlate și sincronizate digital, funcționând aproape complet automat.Când mașina de turnat schimbă modelul, controlerul de turnare pourTECH interogă sistemul DISA Monitizer®|CIM pentru noile dimensiuni ale matriței.Pe baza datelor DISA, controlerul de turnare calculează unde să plaseze nodul de turnare pentru fiecare turnare.Știe exact când sosește prima matriță nouă la instalația de umplere și trece automat la noua secvență de turnare.Dacă dispozitivul ajunge la capătul cursei în orice moment, mașina DISAMATIC® se oprește și dispozitivul revine automat.Când prima matriță nouă este scoasă din mașină, operatorul este alertat pentru a putea verifica vizual dacă este în poziția corectă.Beneficiile turnării fără sudură Procesele tradiționale de turnare manuală sau sistemele automate mai puțin complexe pot duce la pierderea timpului de producție în timpul schimbărilor de model, ceea ce este inevitabil chiar și cu schimbări rapide de matriță pe o mașină de turnat.Resetarea manuală a turnatorului și a matrițelor de turnare este mai lentă, necesită mai mulți operatori și este predispusă la erori, cum ar fi erupția.Ortrander a descoperit că atunci când îmbuteliază manual, angajații săi au devenit în cele din urmă obosiți, și-au pierdut concentrarea și au făcut greșeli, cum ar fi slăbirea.Integrarea perfectă a turnării și turnării permite procese mai rapide, mai consistente și de calitate superioară, reducând în același timp deșeurile și timpul de nefuncționare.Cu Ortrander, umplerea automată elimină cele trei minute necesare anterior pentru a ajusta poziția unității de umplere în timpul schimbărilor de model.Întregul proces de conversie dura 4,5 minute, a spus domnul Williams-Book.Mai puțin de două minute astăzi.Schimbând între 8 și 12 modele pe tură, angajații Ortrander petrec acum aproximativ 30 de minute pe tură, jumătate din cât înainte.Calitatea este îmbunătățită printr-o mai mare consistență și capacitatea de a optimiza continuu procesele.Ortrander a redus deșeurile cu aproximativ 20% prin introducerea turnării fără sudură.Pe lângă reducerea timpului de nefuncționare la schimbarea modelelor, întreaga linie de turnare și turnare necesită doar două persoane în loc de cele trei anterioare.În unele schimburi, trei persoane pot opera două linii de producție complete.Monitorizarea este aproape tot ceea ce fac acești lucrători: în afară de selectarea următorului model, gestionarea amestecurilor de nisip și transportul topiturii, ei au puține sarcini manuale.Un alt beneficiu este nevoia redusă de angajați cu experiență, care sunt greu de găsit.Deși automatizarea necesită o anumită pregătire a operatorului, ea oferă oamenilor informațiile critice despre proces de care au nevoie pentru a lua decizii bune.În viitor, mașinile pot lua toate deciziile.Dividendele datelor de la turnarea fără întreruperi Când încearcă să îmbunătățească un proces, turnătorii spun adesea: „Facem același lucru în același mod, dar cu rezultate diferite.”Deci au turnat la aceeași temperatură și nivel timp de 10 secunde, dar unele turnări sunt bune și altele sunt proaste.Prin adăugarea de senzori automatizați, colectarea datelor marcate în timp pentru fiecare parametru de proces și monitorizarea rezultatelor, un sistem integrat de turnare fără sudură creează un lanț de date legate de proces, ceea ce facilitează identificarea cauzelor fundamentale 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 turnat, instalația de turnare și alte funcții, cum ar fi cuptoarele și mixerele de nisip funcționează în comun, datele pe care le generează pot fi analizate pentru a identifica relațiile de-a lungul procesului, de la proprietățile nisipului până la calitatea finală a suprafeței turnării.Un exemplu posibil este modul în care nivelul de turnare și temperatura afectează umplerea matriței pentru fiecare model individual.Baza de date rezultată pune, de asemenea, bazele pentru utilizarea viitoare a tehnicilor de analiză automată, cum ar fi învățarea automată și inteligența artificială (AI) pentru optimizarea proceselor.Ortrander colectează date de proces în timp real prin intermediul interfețelor mașinii, măsurătorilor senzorilor și probelor de testare.Pentru fiecare turnare de matriță sunt colectați aproximativ o mie de parametri.Anterior, înregistra doar timpul necesar pentru fiecare turnare, dar acum știe exact care este nivelul duzei de turnare în fiecare secundă, permițând personalului experimentat să examineze modul în care acest parametru afectează alți indicatori, precum și calitatea finală a turnării.Se scurge lichidul din duza de turnare în timp ce matrița este umplută sau este umplută duza de turnare la un nivel aproape constant în timpul umplerii?Ortrander produce între trei și cinci milioane de matrițe pe an și a colectat o cantitate imensă de date.Ortrander stochează, de asemenea, mai multe imagini ale fiecărei turnări în baza de date pourTECH în cazul unor probleme de calitate.Găsirea unei modalități de a evalua automat aceste imagini este un obiectiv viitor.Concluzie.Formarea și turnarea automată simultană are ca rezultat procese mai rapide, o calitate mai consistentă și mai puține deșeuri.Cu turnare lină și schimbare automată a modelului, linia de producție funcționează eficient în mod autonom, necesitând doar un efort manual minim.Întrucât operatorul joacă un rol de supraveghere, este necesar mai puțin personal.Turnarea fără sudură este acum folosită în multe locuri din lume și poate fi aplicată la toate turnătoriile moderne.Fiecare turnătorie va necesita o soluție ușor diferită, adaptată nevoilor sale, dar tehnologia de implementare este bine dovedită, disponibilă în prezent de la DISA și partenerul său pour-tech AB și nu necesită multă muncă.Se pot efectua lucrări la comandă.Utilizarea sporită a inteligenței artificiale și a automatizării inteligente în turnătorii se află încă în faza de testare, dar pe măsură ce turnătoriile și producătorii de echipamente originale adună mai multe date și experiență suplimentară în următorii doi-trei ani, tranziția la automatizare se va accelera semnificativ.Această soluție este în prezent opțională, totuși, deoarece inteligența datelor este cea mai bună modalitate de a optimiza procesele și de a îmbunătăți profitabilitatea, o mai mare automatizare și colectare de date devin o practică standard mai degrabă decât un proiect experimental.În trecut, cele mai mari atuuri ale unei turnătorii erau modelul acesteia și experiența angajaților săi.Acum că turnarea fără sudură este combinată cu o mai mare automatizare și sisteme Industry 4.0, datele devin rapid al treilea pilon al succesului turnătoriei.
— Mulțumim sincer pour-tech și Ortrander Eisenhütte pentru comentariile lor în timpul pregătirii acestui articol.
Da, aș dori să primesc buletinul informativ bisăptămânal Foundry-Planet cu toate cele mai recente știri, teste și rapoarte despre produse și materiale.Plus buletine informative speciale – toate cu anulare gratuită oricând.
Ora postării: Oct-05-2023