awtomatikong paghubog

Ang mga foundry ay lalong gumagamit ng data-driven process automation upang makamit ang mga pangmatagalang layunin ng mas mataas na kalidad, mas kaunting basura, pinakamataas na uptime, at minimal na gastos. Ang ganap na integrated digital synchronization ng mga proseso ng pagbuhos at paghubog (seamless casting) ay lalong mahalaga para sa mga foundry na nahaharap sa mga hamon ng just-in-time na produksyon, pinababang cycle time, at mas madalas na pagpapalit ng modelo. Gamit ang mga automated molding at casting system na maayos na nagdurugtong, ang proseso ng paghubog ay nagiging mas mabilis at ang mga mas mataas na kalidad na bahagi ay nagagawa nang mas pare-pareho. Kasama sa automated pourning process ang pagsubaybay sa temperatura ng pagbuhos, pati na rin ang pagpapakain ng inoculation material at pagsuri sa bawat molde. Pinapabuti nito ang kalidad ng bawat paghubog at binabawasan ang scrap rate. Binabawasan din ng komprehensibong automation na ito ang pangangailangan para sa mga operator na may mga taon ng espesyalisadong karanasan. Nagiging mas ligtas din ang mga operasyon dahil mas kaunting manggagawa ang kasangkot sa pangkalahatan. Ang pananaw na ito ay hindi isang pananaw sa hinaharap; Nangyayari na ito ngayon. Ang mga tool tulad ng foundry automation at robotics, pagkolekta at pagsusuri ng data ay umunlad sa loob ng mga dekada, ngunit ang pag-unlad ay bumilis kamakailan sa pag-unlad ng abot-kayang high-performance computing at mga advanced na Industry 4.0 networked sensor at mga compatible control system. Ang mga solusyon at kasosyo ngayon ay nagbibigay-daan sa mga foundry na lumikha ng isang matatag at matalinong imprastraktura upang suportahan ang mas ambisyosong mga proyekto, na pinagsasama-sama ang maraming dating independiyenteng sub-proseso upang i-coordinate ang kanilang mga pagsisikap. Ang pag-iimbak at pagsusuri ng datos ng proseso na nakolekta ng mga awtomatiko at pinagsamang sistemang ito ay nagbubukas din ng pinto sa isang mabuting siklo ng patuloy na pagpapabuti na hinimok ng datos. Maaaring mangolekta at suriin ng mga foundry ang mga parameter ng proseso sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga makasaysayang datos upang mahanap ang mga ugnayan sa pagitan ng mga ito at ng mga resulta ng proseso. Pagkatapos, ang awtomatikong proseso ay nagbibigay ng isang malinaw na kapaligiran kung saan ang anumang mga pagpapabuti na natukoy ng pagsusuri ay maaaring lubusan at mabilis na masubukan, mapatunayan at, kung maaari, ipatupad.
Mga Hamon sa Walang-Sawang Paghubog Dahil sa uso patungo sa just-in-time na produksyon, ang mga customer na gumagamit ng mga linya ng paghubog ng DISAMATIC® ay kadalasang kailangang magpalit ng mga modelo nang madalas sa pagitan ng maliliit na batch. Gamit ang mga kagamitan tulad ng Automatic Powder Changer (APC) o Quick Powder Changer (QPC) mula sa DISA, ang mga template ay maaaring palitan sa loob lamang ng isang minuto. Habang nagaganap ang mga pagbabago sa high-speed na pattern, ang bottleneck sa proseso ay may posibilidad na lumipat patungo sa pagbuhos—ang oras na kinakailangan upang manu-manong ilipat ang tundish sa pagbuhos pagkatapos ng pagbabago ng pattern. Ang walang-Sawang paghahagis ay ang pinakamahusay na paraan upang mapabuti ang hakbang na ito ng proseso ng paghahagis. Bagama't ang paghahagis ay kadalasang bahagyang awtomatiko na, ang ganap na automation ay nangangailangan ng walang-Sawang pagsasama ng mga sistema ng kontrol ng linya ng paghubog at ng kagamitan sa pagpuno upang ang mga ito ay gumana nang ganap na sabay-sabay sa lahat ng posibleng sitwasyon sa pagpapatakbo. Upang makamit ito nang maaasahan, dapat malaman ng yunit ng pagbuhos kung saan eksaktong ligtas na ibuhos ang susunod na hulmahan at, kung kinakailangan, ayusin ang posisyon ng yunit ng pagpuno. Ang pagkamit ng mahusay na awtomatikong pagpuno sa isang matatag na proseso ng produksyon ng parehong hulmahan ay hindi ganoon kahirap. Sa bawat oras na gumawa ng isang bagong hulmahan, ang haligi ng hulmahan ay gumagalaw sa parehong distansya (kapal ng hulmahan). Sa ganitong paraan, ang filling unit ay maaaring manatili sa parehong posisyon, handa nang punan ang susunod na walang laman na molde pagkatapos ihinto ang linya ng produksyon. Kailangan lamang ng maliliit na pagsasaayos sa posisyon ng pagbuhos upang mabawi ang mga pagbabago sa kapal ng molde na dulot ng mga pagbabago sa kakayahang ma-compress ang buhangin. Ang pangangailangan para sa mga pinong pagsasaayos na ito ay lalong nabawasan kamakailan dahil sa mga bagong tampok ng linya ng paghubog na nagpapahintulot sa mga posisyon ng pagbuhos na manatiling mas pare-pareho sa panahon ng pare-parehong produksyon. Pagkatapos makumpleto ang bawat pagbuhos, ang linya ng paghubog ay gumagalaw muli nang isang stroke, inilalagay ang susunod na walang laman na molde sa lugar upang simulan ang susunod na pagbuhos. Habang nangyayari ito, maaaring mapunan muli ang filling device. Kapag binabago ang modelo, maaaring magbago ang kapal ng molde, na nangangailangan ng kumplikadong automation. Hindi tulad ng pahalang na proseso ng sandbox, kung saan ang taas ng sandbox ay nakapirmi, ang patayong proseso ng DISAMATIC® ay maaaring ayusin ang kapal ng molde sa eksaktong kapal na kailangan para sa bawat hanay ng mga modelo upang mapanatili ang isang pare-parehong ratio ng buhangin sa bakal at isaalang-alang ang taas ng modelo. Ito ay isang pangunahing benepisyo sa pagtiyak ng pinakamainam na kalidad ng paghahagis at paggamit ng mapagkukunan, ngunit ang iba't ibang kapal ng molde ay ginagawang mas mahirap ang awtomatikong pagkontrol sa paghahagis. Pagkatapos ng pagpapalit ng modelo, ang makinang DISAMATIC® ay nagsisimulang gumawa ng susunod na batch ng mga molde na may parehong kapal, ngunit ang filling machine sa linya ay pinupuno pa rin ang mga molde ng nakaraang modelo, na maaaring may ibang kapal ng molde. Upang labanan ito, ang linya ng paghubog at planta ng pagpuno ay dapat na gumana nang maayos bilang isang naka-synchronize na sistema, na gumagawa ng mga molde na may isang kapal at ligtas na nagbubuhos ng isa pa. Walang putol na pagbuhos pagkatapos ng pagbabago ng pattern. Pagkatapos ng pagbabago ng pattern, ang kapal ng natitirang molde sa pagitan ng mga molding machine ay nananatiling pareho. Ang yunit ng pagbuhos na ginawa mula sa nakaraang modelo ay nananatiling pareho, ngunit dahil ang bagong molde na lumalabas sa molding machine ay maaaring mas makapal o mas manipis, ang buong string ay maaaring umusad sa iba't ibang distansya sa bawat cycle – patungo sa kapal ng bagong anyo. Nangangahulugan ito na sa bawat stroke ng molding machine, ang seamless casting system ay dapat ayusin ang posisyon ng paghubog bilang paghahanda para sa susunod na cast. Pagkatapos ibuhos ang nakaraang batch ng mga molde, ang kapal ng molde ay nagiging pare-pareho muli at ang matatag na produksyon ay magpapatuloy. Halimbawa, kung ang bagong molde ay 150mm ang kapal sa halip na ang 200mm na molde na dati pa ring binubuhos, ang aparato ng pagbuhos ay dapat gumalaw ng 50mm pabalik patungo sa makinang pang-hulma sa bawat paghagod ng makinang pang-hulma upang mapunta sa tamang posisyon ng pagbuhos. Upang makapaghanda ang isang planta ng pagbuhos sa pagbuhos kapag tumigil sa paggalaw ang haligi ng molde, dapat alam nang eksakto ng tagakontrol ng planta ng pagpuno kung saang molde ito ibubuhos at kailan at saan ito darating sa lugar ng pagbuhos. Gamit ang isang bagong modelo na gumagawa ng makapal na molde habang naghahagis ng manipis na mga molde, dapat na makapaghagis ang sistema ng dalawang molde sa isang siklo. Halimbawa, kapag gumagawa ng 400mm na diyametro na molde at nagbubuhos ng 200mm na diyametro na molde, ang aparato ng pagbuhos ay dapat na 200mm ang layo mula sa makinang pang-hulma para sa bawat molde na ginawa. Sa isang punto, itutulak ng 400mm na paghagod ang dalawang hindi napuno na 200mm na diyametro na molde palabas ng posibleng lugar ng pagbuhos. Sa kasong ito, dapat maghintay ang makinang pang-hulma hanggang sa matapos ibuhos ng aparato ng pagpuno ang dalawang 200mm na molde bago lumipat sa susunod na paghagod. O, kapag gumagawa ng manipis na mga hulmahan, dapat na magawa ng tagapagbuhos na laktawan nang lubusan ang pagbuhos sa siklo habang nagbubuhos pa rin ng makapal na mga hulmahan. Halimbawa, kapag gumagawa ng hulmahan na may 200mm na diyametro at nagbubuhos ng hulmahan na may 400mm na diyametro, ang paglalagay ng bagong hulmahan na may 400mm na diyametro sa lugar ng pagbuhos ay nangangahulugan na kailangang gumawa ng dalawang hulmahan na may 200mm na diyametro. Ang pagsubaybay, mga kalkulasyon, at pagpapalitan ng datos na kinakailangan para sa isang pinagsamang sistema ng paghubog at pagbuhos upang magbigay ng walang problemang awtomatikong pagbuhos, tulad ng inilarawan sa itaas, ay nagdulot ng mga hamon para sa maraming supplier ng kagamitan noon. Ngunit salamat sa mga modernong makina, mga digital na sistema, at mga pinakamahusay na kasanayan, ang walang putol na pagbuhos ay maaaring (at nagawa na) makamit nang mabilis na may kaunting pag-setup. Ang pangunahing kinakailangan ay ang ilang uri ng "pagtutuos" ng proseso, na nagbibigay ng impormasyon tungkol sa lokasyon ng bawat anyo sa real time. Nakakamit ng sistemang Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) ng DISA ang layuning ito sa pamamagitan ng pagtatala ng bawat hulmahan na ginawa at pagsubaybay sa paggalaw nito sa linya ng produksyon. Bilang isang process timer, bumubuo ito ng isang serye ng mga time-stamped data stream na kinakalkula ang posisyon ng bawat hulmahan at ang nozzle nito sa linya ng produksyon bawat segundo. Kung kinakailangan, nagpapalitan ito ng datos nang real time sa sistema ng pagkontrol ng planta ng pagpuno at iba pang mga sistema upang makamit ang tumpak na pag-synchronize. Kinukuha ng sistemang DISA ang mahahalagang datos para sa bawat hulmahan mula sa database ng CIM, tulad ng kapal ng hulmahan at maaaring/hindi maaaring ibuhos, at ipinapadala ito sa sistema ng pagkontrol ng planta ng pagpuno. Gamit ang tumpak na datos na ito (na nabuo pagkatapos ma-extrude ang hulmahan), maaaring ilipat ng tagapagbuhos ang pagpupulong ng pagbuhos sa tamang posisyon bago dumating ang hulmahan, at pagkatapos ay simulan ang pagbukas ng baras ng stopper habang gumagalaw pa rin ang hulmahan. Dumarating ang hulmahan sa tamang oras upang matanggap ang bakal mula sa planta ng pagbuhos. Ang mainam na tiyempo na ito ay mahalaga, ibig sabihin, ang tinunaw na natutunaw ay umaabot sa tasa ng pagbuhos nang tumpak. Ang oras ng pagbuhos ay isang karaniwang bottleneck ng produktibidad, at sa pamamagitan ng perpektong pag-timing ng pagsisimula ng pagbuhos, ang mga oras ng pag-ikot ay maaaring mabawasan ng ilang ikasampu ng isang segundo. Inililipat din ng sistema ng paghubog ng DISA ang mga kaugnay na datos mula sa makinang panghulma, tulad ng kasalukuyang laki ng hulmahan at presyon ng iniksyon, pati na rin ang mas malawak na datos ng proseso tulad ng kakayahang ma-compress ang buhangin, patungo sa Monitizer®|CIM. Kaugnay nito, ang Monitizer®|CIM ay tumatanggap at nag-iimbak ng mga kritikal na parameter ng kalidad para sa bawat hulmahan mula sa planta ng pagpuno, tulad ng temperatura ng pagbuhos, oras ng pagbuhos, at ang tagumpay ng mga proseso ng pagbuhos at pagbabakuna. Pinapayagan nito ang mga indibidwal na anyo na markahan bilang masama at paghiwalayin bago ihalo sa sistema ng pag-alog. Bukod sa pag-automate ng mga molding machine, mga linya ng paghubog at paghahagis, ang Monitizer®|CIM ay nagbibigay ng isang balangkas na sumusunod sa Industry 4.0 para sa pagkuha, pag-iimbak, pag-uulat at pagsusuri. Maaaring tingnan ng pamamahala ng foundry ang mga detalyadong ulat at suriin ang data upang subaybayan ang mga isyu sa kalidad at magtulak ng mga potensyal na pagpapabuti. Karanasan sa Paghahagis na Walang Tuluy-tuloy ng Ortrander Ang Ortrander Eisenhütte ay isang foundry na pag-aari ng pamilya sa Germany na dalubhasa sa produksyon ng mga mid-volume, mataas na kalidad na iron castings para sa mga bahagi ng sasakyan, mga heavy-duty na kalan at imprastraktura na gawa sa kahoy, at mga pangkalahatang bahagi ng makinarya. Ang foundry ay gumagawa ng gray iron, ductile iron at compacted graphite iron at gumagawa ng humigit-kumulang 27,000 tonelada ng mataas na kalidad na castings bawat taon, na nagpapatakbo ng dalawang shift limang araw sa isang linggo. Ang Ortrander ay nagpapatakbo ng apat na 6-toneladang induction melting furnace at tatlong linya ng DISA molding, na gumagawa ng humigit-kumulang 100 tonelada ng castings bawat araw. Kabilang dito ang maiikling produksyon na isang oras, minsan ay mas kaunti para sa mahahalagang kliyente, kaya ang template ay kailangang palitan nang madalas. Upang ma-optimize ang kalidad at kahusayan, ang CEO na si Bernd H. Williams-Book ay namuhunan ng malaking halaga ng mga mapagkukunan sa pagpapatupad ng automation at analytics. Ang unang hakbang ay ang pag-automate ng proseso ng pagtunaw at pag-dose ng bakal, na ina-upgrade ang tatlong umiiral na casting furnace gamit ang pinakabagong pourTECH system, na kinabibilangan ng 3D laser technology, incubation at temperature control. Ang mga furnace, molding at casting lines ay digital na kinokontrol at naka-synchronize na ngayon, na halos ganap na awtomatikong gumagana. Kapag binago ng molding machine ang modelo, kinukuwestiyon ng pourTECH pour controller ang DISA Monitizer®|CIM system para sa mga bagong sukat ng molde. Batay sa datos ng DISA, kinakalkula ng pour controller kung saan ilalagay ang pour node para sa bawat pour. Alam nito nang eksakto kung kailan darating ang unang bagong molde sa filling plant at awtomatikong lilipat sa bagong pagkakasunod-sunod ng pagbuhos. Kung ang jig ay umabot sa dulo ng stroke nito anumang oras, hihinto ang DISAMATIC® machine at awtomatikong babalik ang jig. Kapag ang unang bagong molde ay tinanggal mula sa makina, inaalerto ang operator upang makita niyang nasa tamang posisyon ito. Ang mga benepisyo ng seamless casting Ang mga tradisyonal na proseso ng hand casting o hindi gaanong kumplikadong automated system ay maaaring magresulta sa pagkawala ng oras ng produksyon habang nagpapalit ng modelo, na hindi maiiwasan kahit na may mabilis na pagpapalit ng molde sa isang molding machine. Ang manu-manong pag-reset ng pourer at pour molds ay mas mabagal, nangangailangan ng mas maraming operator, at madaling kapitan ng mga error tulad ng flare. Natuklasan ni Ortrander na kapag nagbobote gamit ang kamay, ang kanyang mga empleyado ay kalaunan ay napapagod, nawalan ng konsentrasyon, at nakagawa ng mga pagkakamali, tulad ng pagpapabaya. Ang maayos na pagsasama ng molding at pagbuhos ay nagbibigay-daan sa mas mabilis, mas pare-pareho at mas mataas na kalidad na mga proseso habang binabawasan ang basura at downtime. Sa Ortrander, inaalis ng awtomatikong pagpuno ang tatlong minuto na dating kinakailangan upang ayusin ang posisyon ng filling unit habang nagpapalit ng modelo. Ang buong proseso ng conversion ay dating tumatagal ng 4.5 minuto, sabi ni Mr. Williams-Book. Wala pang dalawang minuto ngayon. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng 8 hanggang 12 modelo bawat shift, ang mga empleyado ng Ortrander ngayon ay gumugugol ng humigit-kumulang 30 minuto bawat shift, kalahati ng dati. Ang kalidad ay pinahuhusay sa pamamagitan ng mas mahusay na pagkakapare-pareho at ang kakayahang patuloy na i-optimize ang mga proseso. Nabawasan ng Ortrander ang basura ng humigit-kumulang 20% ​​sa pamamagitan ng pagpapakilala ng seamless casting. Bukod sa pagbabawas ng downtime kapag nagpapalit ng mga modelo, ang buong linya ng paghubog at pagbuhos ay nangangailangan lamang ng dalawang tao sa halip na ang nakaraang tatlo. Sa ilang shift, tatlong tao ang maaaring magpatakbo ng dalawang kumpletong linya ng produksyon. Halos lahat ng ginagawa ng mga manggagawang ito ay pagsubaybay: bukod sa pagpili ng susunod na modelo, pamamahala ng mga pinaghalong buhangin at paghahatid ng natunaw na materyal, kakaunti ang kanilang mga manu-manong gawain. Ang isa pang benepisyo ay ang nabawasang pangangailangan para sa mga may karanasang empleyado, na mahirap hanapin. Bagama't ang automation ay nangangailangan ng ilang pagsasanay sa operator, nagbibigay ito sa mga tao ng kritikal na impormasyon sa proseso na kailangan nila upang makagawa ng mahuhusay na desisyon. Sa hinaharap, maaaring gawin ng mga makina ang lahat ng desisyon. Mga benepisyo ng data mula sa seamless casting Kapag sinusubukang pagbutihin ang isang proseso, madalas sabihin ng mga foundry, "Ginagawa namin ang parehong bagay sa parehong paraan, ngunit may iba't ibang resulta." Kaya naghahagis sila sa parehong temperatura at antas sa loob ng 10 segundo, ngunit ang ilang mga castings ay mabuti at ang ilan ay masama. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga automated sensor, pagkolekta ng mga time-stamped data sa bawat parameter ng proseso, at pagsubaybay sa mga resulta, ang isang integrated seamless casting system ay lumilikha ng isang kadena ng mga kaugnay na data ng proseso, na ginagawang mas madaling matukoy ang mga ugat na sanhi kapag nagsimulang lumala ang kalidad. Halimbawa, kung may mga hindi inaasahang pagsasama sa isang batch ng mga brake disc, mabilis na masusuri ng mga manager na ang mga parameter ay nasa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon. Dahil ang mga controller para sa molding machine, casting plant at iba pang mga function tulad ng mga furnace at sand mixer ay gumagana nang sabay-sabay, ang data na kanilang nalilikha ay maaaring masuri upang matukoy ang mga ugnayan sa buong proseso, mula sa mga katangian ng buhangin hanggang sa pangwakas na kalidad ng ibabaw ng casting. Ang isang posibleng halimbawa ay kung paano nakakaapekto ang pour level at temperatura sa pagpuno ng molde para sa bawat indibidwal na modelo. Ang resultang database ay naglalatag din ng pundasyon para sa paggamit sa hinaharap ng mga automated analysis techniques tulad ng machine learning at artificial intelligence (AI) upang ma-optimize ang mga proseso. Kinokolekta ng Ortrander ang data ng proseso sa real time sa pamamagitan ng mga machine interface, mga sukat ng sensor at mga sample ng pagsubok. Para sa bawat mold casting, humigit-kumulang isang libong parameter ang kinokolekta. Dati, itinatala lamang nito ang oras na kinakailangan para sa bawat pagbuhos, ngunit ngayon ay alam na nito kung ano mismo ang antas ng nozzle ng pagbuhos bawat segundo, na nagbibigay-daan sa mga bihasang tauhan na suriin kung paano nakakaapekto ang parameter na ito sa iba pang mga tagapagpahiwatig, pati na rin ang pangwakas na kalidad ng paghahagis. Ang likido ba ay pinatuyo mula sa nozzle ng pagbuhos habang pinupuno ang molde, o ang nozzle ng pagbuhos ba ay napupuno sa halos pare-parehong antas habang pinupuno? Ang Ortrander ay gumagawa ng tatlo hanggang limang milyong molde bawat taon at nakakolekta ng napakaraming data. Nag-iimbak din ang Ortrander ng maraming larawan ng bawat pagbuhos sa database ng pourTECH kung sakaling may mga isyu sa kalidad. Ang paghahanap ng paraan upang awtomatikong i-rate ang mga larawang ito ay isang layunin sa hinaharap. Konklusyon. Ang sabay-sabay na awtomatikong paghubog at pagbuhos ay nagreresulta sa mas mabilis na mga proseso, mas pare-parehong kalidad at mas kaunting basura. Sa pamamagitan ng maayos na paghahagis at awtomatikong pagbabago ng pattern, ang linya ng produksyon ay epektibong gumagana nang awtomatiko, na nangangailangan lamang ng kaunting manu-manong pagsisikap. Dahil ang operator ay gumaganap ng isang superbisor na papel, mas kaunting tauhan ang kinakailangan. Ang tuluy-tuloy na paghahagis ay ginagamit na ngayon sa maraming lugar sa buong mundo at maaaring ilapat sa lahat ng modernong pandayan. Ang bawat pandayan ay mangangailangan ng bahagyang magkakaibang solusyon na iniayon sa mga pangangailangan nito, ngunit ang teknolohiyang ipatupad ito ay mahusay na napatunayan, kasalukuyang makukuha mula sa DISA at sa kasosyong pour-tech AB nito, at hindi nangangailangan ng maraming trabaho. Maaaring isagawa ang mga pasadyang trabaho. Ang pagtaas ng paggamit ng artificial intelligence at intelligent automation sa mga pandayan ay nasa yugto pa rin ng pagsubok, ngunit habang ang mga pandayan at OEM ay nangangalap ng mas maraming data at karagdagang karanasan sa susunod na dalawa hanggang tatlong taon, ang paglipat sa automation ay magiging mas mabilis. Gayunpaman, ang solusyon na ito ay kasalukuyang opsyonal, dahil ang data intelligence ang pinakamahusay na paraan upang ma-optimize ang mga proseso at mapabuti ang kakayahang kumita, ang mas malawak na automation at pagkolekta ng data ay nagiging karaniwang kasanayan sa halip na isang eksperimental na proyekto. Noong nakaraan, ang pinakamalaking asset ng isang pandayan ay ang modelo nito at ang karanasan ng mga empleyado nito. Ngayon na ang seamless casting ay pinagsama sa mas malawak na automation at mga sistema ng Industry 4.0, ang data ay mabilis na nagiging ikatlong haligi ng tagumpay ng pandayan.
—Taos-puso kaming nagpapasalamat kina pour-tech at Ortrander Eisenhütte para sa kanilang mga komento noong inihahanda ang artikulong ito.
Oo, gusto kong makatanggap ng bi-weekly na newsletter ng Foundry-Planet na naglalaman ng lahat ng pinakabagong balita, pagsusuri, at ulat tungkol sa mga produkto at materyales. Dagdag pa rito ang mga espesyal na newsletter – lahat ay may libreng pagkansela anumang oras.