Ливнице све више усвајају аутоматизацију процеса засновану на подацима како би постигли дугорочне циљеве већег квалитета, мањег отпада, максималног радног времена и минималних трошкова.Потпуно интегрисана дигитална синхронизација процеса ливења и обликовања (бешавно ливење) је посебно драгоцена за ливнице које се суочавају са изазовима производње „тачно на време“, скраћеног времена циклуса и чешћих промена модела.Са аутоматизованим системима за ливење и ливење који се беспрекорно повезују, процес ливења постаје бржи и квалитетнији делови се производе доследније.Аутоматизовани процес сипања укључује праћење температуре сипања, као и храњење инокулационог материјала и проверу сваког калупа.Ово побољшава квалитет сваког ливења и смањује стопу отпада.Ова свеобухватна аутоматизација такође смањује потребу за оператерима са дугогодишњим специјализованим искуством.Операције такође постају сигурније јер је укупно укључено мање радника.Ова визија није визија будућности;Ово се сада дешава.Алати као што су аутоматизација ливнице и роботика, прикупљање података и анализа еволуирали су деценијама, али напредак је недавно убрзан развојем приступачног рачунарства високих перформанси и напредних умрежених сензора Индустрије 4.0 и компатибилних контролних система.Решења и партнери сада омогућавају ливницама да створе робусну, интелигентну инфраструктуру за подршку амбициознијим пројектима, окупљајући више претходно независних подпроцеса како би координирали своје напоре.Чување и анализа процесних података прикупљених од стране ових аутоматизованих, интегрисаних система такође отвара врата виртуозном циклусу континуираног побољшања заснованог на подацима.Ливнице могу да прикупљају и анализирају параметре процеса испитивањем историјских података како би пронашли корелацију између њих и резултата процеса.Аутоматизовани процес затим обезбеђује транспарентно окружење у коме се сва побољшања идентификована анализом могу темељно и брзо тестирати, валидирати и, где је могуће, имплементирати.
Беспрекорни изазови у калупу Због тренда ка производњи тачно на време, купци који користе ДИСАМАТИЦ® линије за ливење често морају да мењају моделе често између малих серија.Користећи опрему као што је Аутоматиц Повдер Цхангер (АПЦ) или Куицк Повдер Цхангер (КПЦ) из ДИСА, шаблони се могу променити за само један минут.Како се дешавају промене обрасца велике брзине, уско грло у процесу има тенденцију да се помери ка сипању – времену потребном да се лонац ручно помери да би се излио након промене обрасца.Бешавно ливење је најбољи начин да се побољша овај корак процеса ливења.Иако је ливење често већ делимично аутоматизовано, потпуна аутоматизација захтева беспрекорну интеграцију контролних система калупне линије и опреме за пуњење тако да они раде потпуно синхроно у свим могућим радним ситуацијама.Да би се ово поуздано постигло, јединица за изливање мора тачно знати где је безбедно сипати следећи калуп и, ако је потребно, подесити положај јединице за пуњење.Постизање ефикасног аутоматског пуњења у стабилном процесу производње истог калупа није тако тешко.Сваки пут када се прави нови калуп, колона калупа се помера на исту удаљеност (дебљина калупа).На овај начин јединица за пуњење може остати у истој позицији, спремна за пуњење следећег празног калупа након што се производна линија заустави.Потребна су само мања подешавања положаја изливања да би се компензовале промене у дебљини калупа изазване променама компресибилности песка.Потреба за овим финим подешавањима је недавно додатно смањена захваљујући новим карактеристикама линије за калуповање које омогућавају да положаји сипања остану доследнији током доследне производње.Након што је свако преливање завршено, линија за калуповање се поново помера за један потез, постављајући следећи празан калуп на место да започне следеће преливање.Док се то дешава, уређај за пуњење се може поново напунити.Приликом промене модела може се променити дебљина калупа, што захтева сложену аутоматизацију.За разлику од хоризонталног процеса сандбока, где је висина сандука фиксна, вертикални ДИСАМАТИЦ® процес може да подеси дебљину калупа на тачну дебљину која је потребна за сваки сет модела како би се одржао константан однос песка и гвожђа и узела у обзир висина модела.Ово је велика предност у обезбеђивању оптималног квалитета ливења и коришћења ресурса, али различите дебљине калупа чине аутоматску контролу ливења још изазовнијом.Након промене модела, ДИСАМАТИЦ® машина почиње да производи следећу серију калупа исте дебљине, али машина за пуњење на линији и даље испуњава калупе претходног модела, који могу имати другачију дебљину калупа.Да би се ово борило, линија за обликовање и постројење за пуњење морају да раде беспрекорно као један синхронизовани систем, производећи калупе једне дебљине и безбедно сипајући другу.Беспрекорно изливање након промене шаре.Након промене узорка, дебљина преосталог калупа између машина за калуповање остаје иста.Јединица за изливање направљена од претходног модела остаје иста, али пошто нови калуп који излази из машине за ливење може бити дебљи или тањи, цела струна може напредовати на различитим растојањима у сваком циклусу – до дебљине нове форме.То значи да са сваким потезом машине за ливење, систем бешавног ливења мора да прилагоди положај ливења у припреми за следеће ливење.Након што се претходна серија калупа сипа, дебљина калупа поново постаје константна и стабилна производња се наставља.На пример, ако је нови калуп дебљине 150 мм уместо калупа дебљине 200 мм који се још увек сипао раније, уређај за изливање мора да се помери 50 мм назад ка машини за ливење са сваким потезом машине за ливење да би био у исправном положају за изливање..Да би се постројење за изливање припремило за изливање када колона калупа престане да се креће, контролор постројења за пуњење мора тачно да зна у који калуп ће се излити и када и где ће стићи у простор за изливање.Користећи нови модел који производи дебеле калупе током ливења танких калупа, систем би требало да буде у могућности да излије два калупа у једном циклусу.На пример, када правите калуп пречника 400 мм и сипате калуп пречника 200 мм, уређај за изливање мора бити удаљен 200 мм од машине за обликовање за сваки направљени калуп.У неком тренутку, ход од 400 мм ће потиснути два непопуњена калупа пречника 200 мм из могуће области за изливање.У овом случају, машина за калуповање мора да сачека док уређај за пуњење не заврши сипање два калупа од 200 мм пре него што пређе на следећи потез.Или, када правите танке калупе, сипач мора бити у стању да у потпуности прескочи сипање у циклусу док и даље сипа дебеле калупе.На пример, када правите калуп пречника 200 мм и сипате калуп пречника 400 мм, постављање новог калупа пречника 400 мм у област за изливање значи да је потребно направити два калупа пречника 200 мм.Праћење, прорачуни и размена података потребни за интегрисани систем за обликовање и изливање да би се обезбедило аутоматско изливање без проблема, као што је горе описано, представљали су изазове за многе добављаче опреме у прошлости.Али захваљујући савременим машинама, дигиталним системима и најбољим праксама, беспрекорно сипање се може (и јесте) брзо постићи уз минимално подешавање.Главни захтев је неки облик „рачуноводства“ процеса, пружање информација о локацији сваког обрасца у реалном времену.ДИСА-ин Монитизер®|ЦИМ (Цомпутер Интегратед Модуле) систем постиже овај циљ снимањем сваког направљеног калупа и праћењем његовог кретања кроз производну линију.Као тајмер процеса, генерише серију временских токова података који сваке секунде израчунавају позицију сваког калупа и његове млазнице на производној линији.Ако је потребно, размењује податке у реалном времену са системом за контролу пунионице и другим системима ради постизања прецизне синхронизације.ДИСА систем издваја важне податке за сваки калуп из ЦИМ базе података, као што су дебљина калупа и може/не може се излити, и шаље их у контролни систем пунионице.Користећи ове тачне податке (генерисане након што је калуп екструдиран), сипач може да помери склоп за изливање у исправан положај пре него што калуп стигне, а затим да почне да отвара шипку за затварање док се калуп још увек креће.Калуп стиже на време да прими гвожђе из постројења за преливање.Ово идеално време је кључно, тј. растопина тачно доспева у посуду за сипање.Време сипања је уобичајено уско грло у продуктивности, а савршеним темпирањем почетка поливања, време циклуса се може смањити за неколико десетинки секунде.ДИСА систем за обликовање такође преноси релевантне податке из машине за ливење, као што су тренутна величина калупа и притисак убризгавања, као и шире податке о процесу као што је компресибилност песка, на Монитизер®|ЦИМ.Заузврат, Монитизер®|ЦИМ прима и чува параметре критичне за квалитет за сваки калуп из постројења за пуњење, као што су температура сипања, време сипања и успех процеса сипања и инокулације.Ово омогућава да појединачни облици буду означени као лоши и одвојени пре мешања у систему за мућкање.Поред аутоматизације машина за калуповање, линија за ливење и ливења, Монитизер®|ЦИМ обезбеђује оквир компатибилан са индустријом 4.0 за набавку, складиштење, извештавање и анализу.Менаџмент ливнице може да види детаљне извештаје и анализира податке како би пратио проблеме са квалитетом и покренуо потенцијална побољшања.Ортрандерово искуство беспрекорног ливења Ортрандер Еисенхутте је породична ливница у Немачкој која је специјализована за производњу одливака средњег обима, висококвалитетног гвожђа за аутомобилске компоненте, тешке пећи на дрва и инфраструктуру, и општих делова машина.Ливница производи сиво гвожђе, нодуларно гвожђе и компактно гвожђе од графита и производи око 27.000 тона висококвалитетних одливака годишње, радећи у две смене пет дана у недељи.Ортрандер управља са четири индукционе пећи за топљење од 6 тона и три ДИСА линије за ливење, производећи приближно 100 тона одливака дневно.Ово укључује кратке продукције од једног сата, понекад мање за важне клијенте, тако да се шаблон мора често мењати.Да би оптимизовао квалитет и ефикасност, извршни директор Бернд Х. Виллиамс-Боок је уложио значајна средства у имплементацију аутоматизације и аналитике.Први корак је био аутоматизација процеса топљења и дозирања гвожђа, надоградња три постојеће пећи за ливење коришћењем најновијег система поурТЕЦХ, који укључује 3Д ласерску технологију, инкубацију и контролу температуре.Пећи, линије за ливење и ливење су сада дигитално контролисане и синхронизоване, радећи скоро потпуно аутоматски.Када машина за калуповање промени модел, поурТЕЦХ контролер за изливање пита ДИСА Монитизер®|ЦИМ систем за нове димензије калупа.На основу ДИСА података, контролер заливања израчунава где да постави чвор за изливање за свако преливање.Тачно зна када први нови калуп стиже у постројење за пуњење и аутоматски прелази на нову секвенцу сипања.Ако шаблон достигне крај свог хода у било ком тренутку, ДИСАМАТИЦ® машина се зауставља и шаблон се аутоматски враћа.Када се први нови калуп уклони из машине, оператер је упозорен како би могао визуелно да провери да ли је у исправном положају.Предности бешавног ливења Традиционални процеси ручног ливења или мање сложени аутоматизовани системи могу довести до губитка времена производње током промене модела, што је неизбежно чак и са брзим променама калупа на машини за ливење.Ручно ресетовање сипача и калупа за изливање је спорије, захтева више оператера и подложно је грешкама као што је распаљивање.Ортрандер је открио да су се приликом ручног флаширања његови запослени на крају уморили, изгубили концентрацију и направили грешке, попут опуштања.Беспрекорна интеграција калуповања и ливења омогућава брже, доследније и квалитетније процесе уз смањење отпада и застоја.Са Ортрандер-ом, аутоматско пуњење елиминише три минута која су претходно била потребна за подешавање положаја јединице за пуњење током промене модела.Цео процес конверзије је трајао 4,5 минута, рекао је господин Виллиамс-Боок.Мање од два минута данас.Променом између 8 и 12 модела по смени, запослени у Ортрандеру сада троше око 30 минута по смени, упола мање него раније.Квалитет је побољшан кроз већу доследност и могућност континуиране оптимизације процеса.Ортрандер је смањио отпад за приближно 20% увођењем бешавног ливења.Поред смањења времена застоја при промени модела, читава линија за обликовање и изливање захтева само две особе уместо претходне три.У неким сменама, три особе могу да управљају двема комплетним производним линијама.Праћење је скоро све што ови радници раде: осим избора следећег модела, управљања мешавинама песка и транспорта растопа, они имају неколико ручних задатака.Још једна предност је смањена потреба за искусним запосленима, које је тешко пронаћи.Иако аутоматизација захтева одређену обуку оператера, она људима пружа критичне информације о процесу које су им потребне за доношење добрих одлука.У будућности, машине могу доносити све одлуке.Дивиденде података од бешавног ливења Када покушавају да побољшају процес, ливници често кажу: „Ми радимо исту ствар на исти начин, али са различитим резултатима.“Дакле, бацају на истој температури и нивоу 10 секунди, али неки одливци су добри, а неки лоши.Додавањем аутоматизованих сензора, прикупљањем временски означених података о сваком параметру процеса и праћењем резултата, интегрисани бешавни систем ливења ствара ланац повезаних података процеса, што олакшава идентификацију основних узрока када квалитет почне да се погоршава.На пример, ако дође до неочекиваних укључивања у серији кочионих дискова, менаџери могу брзо да провере да ли су параметри у прихватљивим границама.Пошто контролери за машину за ливење, постројење за ливење и друге функције као што су пећи и мешалице песка раде заједно, подаци које генеришу могу се анализирати да би се идентификовали односи током целог процеса, од својстава песка до коначног квалитета површине ливења.Један могући пример је како ниво сипања и температура утичу на пуњење калупа за сваки појединачни модел.Добијена база података такође поставља основу за будућу употребу техника аутоматизоване анализе као што су машинско учење и вештачка интелигенција (АИ) за оптимизацију процеса.Ортрандер прикупља податке о процесу у реалном времену преко интерфејса машина, мерења сензора и тестних узорака.За свако ливење калупа прикупља се око хиљаду параметара.Раније је бележио само време потребно за свако изливање, али сада тачно зна колики је ниво млазнице за изливање сваке секунде, омогућавајући искусном особљу да испита како овај параметар утиче на друге показатеље, као и на коначни квалитет ливења.Да ли се течност испушта из млазнице за изливање док се калуп пуни или се млазница за изливање пуни до скоро константног нивоа током пуњења?Ортрандер производи три до пет милиона калупа годишње и прикупио је огромну количину података.Ортрандер такође складишти више слика сваког поливања у бази података поурТЕЦХ у случају проблема са квалитетом.Проналажење начина за аутоматско оцењивање ових слика је будући циљ.Закључак.Истовремено аутоматизовано обликовање и изливање резултира бржим процесима, доследнијим квалитетом и мање отпада.Уз глатко ливење и аутоматску промену шаблона, производна линија функционише ефикасно аутономно, захтевајући само минималан ручни напор.Пошто оператер има надзорну улогу, потребно је мање особља.Бешавно ливење се сада користи на многим местима широм света и може се применити у свим модерним ливницама.Свака ливница ће захтевати мало другачије решење прилагођено њеним потребама, али технологија за његову имплементацију је добро доказана, тренутно доступна од ДИСА-е и њеног партнера поур-тецх АБ, и не захтева много рада.Радови по наруџбини се могу извести.Повећана употреба вештачке интелигенције и интелигентне аутоматизације у ливницама је још увек у фази тестирања, али како ливнице и ОЕМ произвођачи прикупљају више података и додатног искуства у наредне две до три године, прелазак на аутоматизацију ће се значајно убрзати.Ово решење је тренутно опционо, међутим, пошто је интелигенција података најбољи начин за оптимизацију процеса и побољшање профитабилности, већа аутоматизација и прикупљање података постају стандардна пракса, а не експериментални пројекат.У прошлости, највећа предност ливнице били су њен модел и искуство њених запослених.Сада када је беспрекорно ливење комбиновано са већом аутоматизацијом и системима Индустри 4.0, подаци брзо постају трећи стуб успеха у ливници.
— Искрено захваљујемо поур-тецх и Ортрандер Еисенхутте на њиховим коментарима током припреме овог чланка.
Да, желео бих да примам двонедељни билтен Фоундри-Планет са свим најновијим вестима, тестовима и извештајима о производима и материјалима.Плус специјални билтени – све са бесплатним отказивањем у било које време.
Време поста: 05.10.2023