pengacuan automatik

Kilang faundri semakin menerima pakai automasi proses berasaskan data untuk mencapai matlamat jangka panjang iaitu kualiti yang lebih tinggi, kurang pembaziran, masa operasi maksimum dan kos yang minimum. Penyegerakan digital bersepadu sepenuhnya bagi proses penuangan dan pengacuan (tuangan lancar) amat berharga untuk kilang faundri yang menghadapi cabaran pengeluaran tepat pada masanya, masa kitaran yang dikurangkan dan perubahan model yang lebih kerap. Dengan sistem pengacuan dan penuangan automatik yang bersambung dengan lancar, proses penuangan menjadi lebih pantas dan bahagian yang lebih berkualiti dihasilkan dengan lebih konsisten. Proses penuangan automatik termasuk memantau suhu penuangan, serta memasukkan bahan inokulasi dan memeriksa setiap acuan. Ini meningkatkan kualiti setiap penuangan dan mengurangkan kadar sekerap. Automasi komprehensif ini juga mengurangkan keperluan untuk pengendali dengan pengalaman khusus bertahun-tahun. Operasi juga menjadi lebih selamat kerana lebih sedikit pekerja yang terlibat secara keseluruhan. Visi ini bukanlah visi masa depan; Ini sedang berlaku sekarang. Alat seperti automasi dan robotik faundri, pengumpulan dan analisis data telah berkembang selama beberapa dekad, tetapi kemajuan telah dipercepat baru-baru ini dengan pembangunan pengkomputeran berprestasi tinggi yang berpatutan dan sensor rangkaian Industri 4.0 yang canggih dan sistem kawalan yang serasi. Penyelesaian dan rakan kongsi kini membolehkan faundri mewujudkan infrastruktur yang mantap dan pintar untuk menyokong projek yang lebih bercita-cita tinggi, menyatukan pelbagai subproses yang sebelum ini bebas untuk menyelaraskan usaha mereka. Menyimpan dan menganalisis data proses yang dikumpul oleh sistem bersepadu automatik ini juga membuka pintu kepada kitaran penambahbaikan berterusan yang dipacu data. Faundri boleh mengumpul dan menganalisis parameter proses dengan memeriksa data sejarah untuk mencari korelasi antara parameter tersebut dan hasil proses. Proses automatik kemudiannya menyediakan persekitaran yang telus di mana sebarang penambahbaikan yang dikenal pasti melalui analisis boleh diuji, disahkan dengan teliti dan cepat, dan jika boleh, dilaksanakan.
Cabaran Pengacuan Lancar Disebabkan trend ke arah pengeluaran tepat pada masanya, pelanggan yang menggunakan barisan pengacuan DISAMATIC® sering terpaksa menukar model dengan kerap antara kelompok kecil. Menggunakan peralatan seperti Penukar Serbuk Automatik (APC) atau Penukar Serbuk Pantas (QPC) daripada DISA, templat boleh ditukar dalam masa seminit sahaja. Apabila perubahan corak berkelajuan tinggi berlaku, kesesakan dalam proses cenderung beralih ke arah penuangan—masa yang diperlukan untuk menggerakkan tundish secara manual untuk dituang selepas perubahan corak. Tuangan lancar adalah cara terbaik untuk menambah baik langkah proses penuangan ini. Walaupun penuangan selalunya sudah separa automatik, automasi penuh memerlukan penyepaduan lancar sistem kawalan barisan pengacuan dan peralatan pengisian supaya ia beroperasi sepenuhnya serentak dalam semua situasi operasi yang mungkin. Untuk mencapai matlamat ini dengan andal, unit penuangan mesti tahu dengan tepat di mana selamat untuk menuang acuan seterusnya dan, jika perlu, melaraskan kedudukan unit pengisian. Mencapai pengisian automatik yang cekap dalam proses pengeluaran yang stabil bagi acuan yang sama tidaklah begitu sukar. Setiap kali acuan baharu dibuat, lajur acuan bergerak pada jarak yang sama (ketebalan acuan). Dengan cara ini, unit pengisian boleh kekal dalam kedudukan yang sama, bersedia untuk mengisi acuan kosong seterusnya selepas barisan pengeluaran dihentikan. Hanya pelarasan kecil pada kedudukan tuang diperlukan untuk mengimbangi perubahan ketebalan acuan yang disebabkan oleh perubahan kebolehmampatan pasir. Keperluan untuk pelarasan halus ini baru-baru ini telah dikurangkan lagi hasil daripada ciri barisan pengacuan baharu yang membolehkan kedudukan tuangan kekal lebih konsisten semasa pengeluaran yang konsisten. Selepas setiap tuangan selesai, barisan pengacuan bergerak satu lejang sekali lagi, meletakkan acuan kosong seterusnya di tempatnya untuk memulakan tuangan seterusnya. Semasa ini berlaku, peranti pengisian boleh diisi semula. Apabila menukar model, ketebalan acuan mungkin berubah, yang memerlukan automasi yang kompleks. Tidak seperti proses kotak pasir mendatar, di mana ketinggian kotak pasir ditetapkan, proses DISAMATIC® menegak boleh melaraskan ketebalan acuan kepada ketebalan tepat yang diperlukan untuk setiap set model untuk mengekalkan nisbah pasir kepada besi yang malar dan mengambil kira ketinggian model. Ini merupakan manfaat utama dalam memastikan kualiti tuangan dan penggunaan sumber yang optimum, tetapi ketebalan acuan yang berbeza-beza menjadikan kawalan tuangan automatik lebih mencabar. Selepas perubahan model, mesin DISAMATIC® mula menghasilkan kelompok acuan seterusnya dengan ketebalan yang sama, tetapi mesin pengisian pada barisan masih mengisi acuan model sebelumnya, yang mungkin mempunyai ketebalan acuan yang berbeza. Untuk mengatasi masalah ini, barisan pengacuan dan loji pengisian mesti berfungsi dengan lancar sebagai satu sistem yang disegerakkan, menghasilkan acuan dengan satu ketebalan dan menuang acuan yang lain dengan selamat. Penuangan yang lancar selepas perubahan corak. Selepas perubahan corak, ketebalan acuan yang tinggal antara mesin pengacuan kekal sama. Unit penuangan yang diperbuat daripada model sebelumnya kekal sama, tetapi memandangkan acuan baharu yang keluar dari mesin pengacuan mungkin lebih tebal atau lebih nipis, keseluruhan tali boleh bergerak pada jarak yang berbeza dalam setiap kitaran – kepada ketebalan bentuk baharu. Ini bermakna dengan setiap lejang mesin pengacuan, sistem tuangan lancar mesti melaraskan kedudukan tuangan sebagai persediaan untuk tuangan seterusnya. Selepas kelompok acuan sebelumnya dituang, ketebalan acuan menjadi malar semula dan pengeluaran yang stabil disambung semula. Contohnya, jika acuan baharu setebal 150mm dan bukannya acuan setebal 200mm yang masih dituang sebelum ini, peranti penuang mesti bergerak 50mm kembali ke arah mesin pengacuan dengan setiap lejang mesin pengacuan untuk berada dalam kedudukan penuang yang betul. Agar loji penuang bersedia untuk menuang apabila lajur acuan berhenti bergerak, pengawal loji pengisian mesti tahu dengan tepat acuan yang akan dituang dan bila serta di mana ia akan tiba di kawasan penuangan. Menggunakan model baharu yang menghasilkan acuan tebal semasa menuang acuan nipis, sistem sepatutnya dapat menuang dua acuan dalam satu kitaran. Contohnya, apabila membuat acuan berdiameter 400mm dan menuang acuan berdiameter 200mm, peranti penuang mesti berada 200mm dari mesin pengacuan untuk setiap acuan yang dibuat. Pada satu ketika, lejang 400mm akan menolak dua acuan berdiameter 200mm yang tidak diisi keluar dari kawasan penuangan yang mungkin. Dalam kes ini, mesin pengacuan mesti menunggu sehingga peranti pengisian selesai menuang dua acuan 200mm sebelum beralih ke lejang seterusnya. Atau, semasa membuat acuan nipis, penuang mesti dapat melangkau penuangan sepenuhnya dalam kitaran sambil masih menuang acuan tebal. Contohnya, semasa membuat acuan berdiameter 200mm dan menuang acuan berdiameter 400mm, meletakkan acuan berdiameter 400mm baharu di kawasan penuangan bermakna dua acuan berdiameter 200mm perlu dibuat. Penjejakan, pengiraan dan pertukaran data yang diperlukan untuk sistem pengacuan dan penuangan bersepadu bagi menyediakan penuangan automatik yang bebas masalah, seperti yang diterangkan di atas, telah memberikan cabaran kepada banyak pembekal peralatan pada masa lalu. Tetapi terima kasih kepada mesin moden, sistem digital dan amalan terbaik, penuangan yang lancar boleh (dan telah) dicapai dengan cepat dengan persediaan yang minimum. Keperluan utama ialah beberapa bentuk "perakaunan" proses, memberikan maklumat tentang lokasi setiap bentuk dalam masa nyata. Sistem Monitizer®|CIM (Modul Bersepadu Komputer) DISA mencapai matlamat ini dengan merekodkan setiap acuan yang dibuat dan menjejaki pergerakannya melalui barisan pengeluaran. Sebagai pemasa proses, ia menjana satu siri aliran data bercop masa yang mengira kedudukan setiap acuan dan muncungnya pada barisan pengeluaran setiap saat. Jika perlu, ia bertukar data dalam masa nyata dengan sistem kawalan loji pengisian dan sistem lain untuk mencapai penyegerakan yang tepat. Sistem DISA mengekstrak data penting untuk setiap acuan daripada pangkalan data CIM, seperti ketebalan acuan dan boleh/tidak boleh dituang, dan menghantarnya ke sistem kawalan loji pengisian. Menggunakan data yang tepat ini (dihasilkan selepas acuan diekstrusi), penuang boleh menggerakkan pemasangan penuang ke kedudukan yang betul sebelum acuan tiba, dan kemudian mula membuka rod penyumbat semasa acuan masih bergerak. Acuan tiba tepat pada masanya untuk menerima besi daripada loji penuang. Pemasaan ideal ini adalah penting, iaitu cecair sampai ke cawan penuang dengan tepat. Masa penuang adalah kesesakan produktiviti yang biasa, dan dengan menetapkan masa permulaan penuangan dengan sempurna, masa kitaran boleh dikurangkan sebanyak beberapa persepuluh saat. Sistem pengacuan DISA juga memindahkan data yang berkaitan daripada mesin pengacuan, seperti saiz acuan semasa dan tekanan suntikan, serta data proses yang lebih luas seperti kebolehmampatan pasir, kepada Monitizer®|CIM. Seterusnya, Monitizer®|CIM menerima dan menyimpan parameter kritikal kualiti untuk setiap acuan daripada loji pengisian, seperti suhu tuang, masa tuang dan kejayaan proses tuang dan inokulasi. Ini membolehkan bentuk individu ditanda sebagai buruk dan diasingkan sebelum dicampurkan dalam sistem penggoncangan. Selain mengautomasikan mesin pengacuan, barisan pengacuan dan tuangan, Monitizer®|CIM menyediakan rangka kerja yang mematuhi Industri 4.0 untuk pemerolehan, penyimpanan, pelaporan dan analisis. Pengurusan faundri boleh melihat laporan terperinci dan meneliti data untuk menjejaki isu kualiti dan memacu potensi penambahbaikan. Pengalaman Tuangan Lancar Ortrander Ortrander Eisenhütte ialah faundri milik keluarga di Jerman yang pakar dalam pengeluaran tuangan besi berkualiti tinggi isipadu sederhana untuk komponen automotif, dapur kayu tugas berat dan infrastruktur serta bahagian jentera am. Faundri ini menghasilkan besi kelabu, besi mulur dan besi grafit yang dipadatkan dan menghasilkan kira-kira 27,000 tan tuangan berkualiti tinggi setiap tahun, beroperasi dua syif lima hari seminggu. Ortrander mengendalikan empat relau lebur induksi 6 tan dan tiga barisan pengacuan DISA, menghasilkan kira-kira 100 tan tuangan setiap hari. Ini termasuk pengeluaran pendek selama satu jam, kadangkala kurang untuk pelanggan penting, jadi templat perlu ditukar dengan kerap. Untuk mengoptimumkan kualiti dan kecekapan, Ketua Pegawai Eksekutif Bernd H. Williams-Book telah melabur sumber yang besar dalam melaksanakan automasi dan analitik. Langkah pertama adalah untuk mengautomasikan proses lebur dan dos besi, menaik taraf tiga relau tuangan sedia ada menggunakan sistem pourTECH terkini, yang merangkumi teknologi laser 3D, pengeraman dan kawalan suhu. Relau, barisan pengacuan dan tuangan kini dikawal dan disegerakkan secara digital, beroperasi hampir sepenuhnya secara automatik. Apabila mesin pengacuan menukar model, pengawal tuangan pourTECH akan menanyakan sistem DISA Monitizer®|CIM untuk dimensi acuan baharu. Berdasarkan data DISA, pengawal tuangan mengira tempat untuk meletakkan nod tuangan bagi setiap tuangan. Ia tahu dengan tepat bila acuan baharu pertama tiba di loji pengisian dan bertukar secara automatik ke urutan tuangan baharu. Jika jig mencapai hujung lejangnya pada bila-bila masa, mesin DISAMATIC® akan berhenti dan jig akan kembali secara automatik. Apabila acuan baharu pertama dikeluarkan dari mesin, pengendali akan dimaklumkan supaya dia boleh memeriksa secara visual bahawa ia berada di kedudukan yang betul. Manfaat tuangan lancar Proses tuangan tangan tradisional atau sistem automatik yang kurang kompleks boleh mengakibatkan kehilangan masa pengeluaran semasa perubahan model, yang tidak dapat dielakkan walaupun dengan perubahan acuan yang pantas pada mesin pengacuan. Menetapkan semula acuan penuang dan tuang secara manual adalah lebih perlahan, memerlukan lebih ramai pengendali dan terdedah kepada ralat seperti suar. Ortrander mendapati bahawa semasa pembotolan dengan tangan, pekerjanya akhirnya menjadi letih, hilang tumpuan dan melakukan kesilapan seperti malas. Integrasi pengacuan dan penuangan yang lancar membolehkan proses yang lebih pantas, lebih konsisten dan berkualiti tinggi sambil mengurangkan pembaziran dan masa henti. Dengan Ortrander, pengisian automatik menghapuskan tiga minit yang sebelum ini diperlukan untuk melaraskan kedudukan unit pengisian semasa perubahan model. Keseluruhan proses penukaran sebelum ini mengambil masa 4.5 minit, kata Encik Williams-Book. Kurang daripada dua minit hari ini. Dengan menukar antara 8 dan 12 model setiap syif, pekerja Ortrander kini menghabiskan kira-kira 30 minit setiap syif, separuh daripada sebelumnya. Kualiti dipertingkatkan melalui konsistensi yang lebih tinggi dan keupayaan untuk mengoptimumkan proses secara berterusan. Ortrander mengurangkan pembaziran sebanyak kira-kira 20% dengan memperkenalkan tuangan lancar. Selain mengurangkan masa henti apabila menukar model, keseluruhan barisan pengacuan dan penuangan hanya memerlukan dua orang dan bukannya tiga orang sebelumnya. Pada beberapa syif, tiga orang boleh mengendalikan dua barisan pengeluaran yang lengkap. Pemantauan hampir semua yang dilakukan oleh pekerja ini: selain memilih model seterusnya, mengurus campuran pasir dan mengangkut leburan, mereka mempunyai beberapa tugas manual. Satu lagi faedah ialah keperluan yang berkurangan untuk pekerja berpengalaman, yang sukar ditemui. Walaupun automasi memerlukan beberapa latihan pengendali, ia menyediakan orang ramai dengan maklumat proses kritikal yang mereka perlukan untuk membuat keputusan yang baik. Pada masa hadapan, mesin mungkin membuat semua keputusan. Pembahagian data daripada tuangan lancar Apabila cuba menambah baik proses, kilang faundri sering berkata, "Kami melakukan perkara yang sama dengan cara yang sama, tetapi dengan hasil yang berbeza." Jadi mereka menuang pada suhu dan aras yang sama selama 10 saat, tetapi sesetengah tuangan adalah baik dan sesetengahnya buruk. Dengan menambah sensor automatik, mengumpul data bercop masa pada setiap parameter proses dan memantau keputusan, sistem tuangan lancar bersepadu mewujudkan rantaian data proses yang berkaitan, menjadikannya lebih mudah untuk mengenal pasti punca utama apabila kualiti mula merosot. Contohnya, jika kemasukan yang tidak dijangka berlaku dalam sekumpulan cakera brek, pengurus boleh menyemak dengan cepat bahawa parameter berada dalam had yang boleh diterima. Oleh kerana pengawal untuk mesin pengacuan, loji tuangan dan fungsi lain seperti relau dan pengadun pasir berfungsi secara serentak, data yang dijana boleh dianalisis untuk mengenal pasti hubungan sepanjang proses, daripada sifat pasir hingga kualiti permukaan akhir tuangan. Satu contoh yang mungkin ialah bagaimana paras tuangan dan suhu mempengaruhi pengisian acuan untuk setiap model individu. Pangkalan data yang terhasil juga meletakkan asas untuk penggunaan teknik analisis automatik pada masa hadapan seperti pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan (AI) untuk mengoptimumkan proses. Ortrander mengumpul data proses dalam masa nyata melalui antara muka mesin, ukuran sensor dan sampel ujian. Bagi setiap tuangan acuan, kira-kira seribu parameter dikumpul. Sebelum ini, ia hanya merekodkan masa yang diperlukan untuk setiap tuangan, tetapi kini ia tahu dengan tepat tahap muncung tuangan setiap saat, membolehkan kakitangan berpengalaman memeriksa bagaimana parameter ini mempengaruhi penunjuk lain, serta kualiti akhir tuangan. Adakah cecair disalirkan dari muncung tuangan semasa acuan sedang diisi, atau adakah muncung tuangan diisi ke tahap yang hampir malar semasa pengisian? Ortrander menghasilkan tiga hingga lima juta acuan setahun dan telah mengumpulkan sejumlah besar data. Ortrander juga menyimpan berbilang imej setiap tuangan dalam pangkalan data pourTECH sekiranya terdapat masalah kualiti. Mencari cara untuk menilai imej ini secara automatik adalah matlamat masa depan. Kesimpulan. Pembentukan dan penuangan automatik serentak menghasilkan proses yang lebih pantas, kualiti yang lebih konsisten dan kurang pembaziran. Dengan tuangan yang lancar dan perubahan corak automatik, barisan pengeluaran beroperasi secara berkesan secara autonomi, hanya memerlukan usaha manual yang minimum. Memandangkan pengendali memainkan peranan penyeliaan, lebih sedikit kakitangan diperlukan. Tuangan lancar kini digunakan di banyak tempat di seluruh dunia dan boleh digunakan pada semua faundri moden. Setiap faundri memerlukan penyelesaian yang sedikit berbeza yang disesuaikan dengan keperluannya, tetapi teknologi untuk melaksanakannya telah terbukti dengan baik, kini tersedia daripada DISA dan rakan kongsinya pour-tech AB, dan tidak memerlukan banyak kerja. Kerja tersuai boleh dijalankan. Peningkatan penggunaan kecerdasan buatan dan automasi pintar dalam faundri masih dalam fasa ujian, tetapi apabila faundri dan OEM mengumpulkan lebih banyak data dan pengalaman tambahan dalam tempoh dua hingga tiga tahun akan datang, peralihan kepada automasi akan dipercepatkan dengan ketara. Walau bagaimanapun, penyelesaian ini pada masa ini adalah pilihan, memandangkan kecerdasan data adalah cara terbaik untuk mengoptimumkan proses dan meningkatkan keuntungan, automasi dan pengumpulan data yang lebih besar menjadi amalan standard dan bukannya projek eksperimen. Pada masa lalu, aset terbesar faundri ialah modelnya dan pengalaman pekerjanya. Kini setelah penuangan lancar digabungkan dengan automasi yang lebih besar dan sistem Industri 4.0, data dengan pantas menjadi tonggak ketiga kejayaan faundri.
—Kami mengucapkan terima kasih yang ikhlas kepada pour-tech dan Ortrander Eisenhütte atas komen mereka semasa penyediaan artikel ini.
Ya, saya ingin menerima surat berita Foundry-Planet dwimingguan dengan semua berita, ujian dan laporan terkini tentang produk dan bahan. Serta surat berita khas – semuanya dengan pembatalan percuma pada bila-bila masa.