Valimot ovat yhä enemmän ottaneet tietopohjaista prosessiautomaatiota saavuttaakseen korkealaatuisemman laadun, vähemmän jätteen, maksimaalisen käyttöajan ja minimaalisten kustannusten saavuttamiseksi. Kaatumis- ja muovausprosessien (saumattomat valu) täysin integroitu digitaalinen synkronointi on erityisen arvokasta valimoille, jotka kohtaavat juuri aika-ajan tuotannon haasteet, lyhentäneet sykli-ajat ja useammat mallimuutokset. Automaattisella muovaus- ja valujärjestelmällä, jotka yhdistävät saumattomasti toisiinsa, valuprosessi tulee nopeammin ja korkeammat osat tuotetaan johdonmukaisemmin. Automaattinen kaatamisprosessi sisältää kaatamislämpötilan seurannan sekä inokulaatiomateriaalin syöttämisen ja jokaisen muotin tarkistamisen. Tämä parantaa kunkin valun laatua ja vähentää romunopeutta. Tämä kattava automaatio vähentää myös operaattoreiden tarvetta, jolla on vuosien erikoistunut kokemus. Toiminnot ovat myös turvallisempia, koska kaiken kaikkiaan on vähemmän työntekijöitä. Tämä visio ei ole tulevaisuuden visio; Tämä tapahtuu nyt. Työkalut, kuten valimo-automaatio ja robotiikka, tiedonkeruu ja analyysi, ovat kehittyneet vuosikymmenien ajan, mutta eteneminen on kiihtynyt äskettäin edullisen korkean suorituskyvyn laskenta- ja edistyneiden teollisuus 4.0 -verkko-anturien ja yhteensopivien ohjausjärjestelmien kehittämisellä. Ratkaisut ja kumppanit antavat nyt valimoille mahdollisuuden luoda vankka, älykäs infrastruktuuri kunnianhimoisempien hankkeiden tukemiseksi, jolloin saadaan useita aiemmin riippumattomia alamprosesseja koordinoimaan heidän ponnistelujaan. Näiden automatisoitujen, integroitujen järjestelmien keräämien prosessitietojen tallentaminen ja analysointi avaa myös oven datavetoisen jatkuvan parantamisen hyveelliseen sykliin. Valimot voivat kerätä ja analysoida prosessiparametreja tutkimalla historiallisia tietoja löytääkseen korrelaatioita niiden ja prosessien tulosten välillä. Sitten automatisoitu prosessi tarjoaa läpinäkyvän ympäristön, jossa kaikki analyysillä tunnistetut parannukset voidaan testata perusteellisesti ja nopeasti, validoida ja mahdollisuuksien mukaan toteuttaa.
Saumattomat muovaushaasteet, jotka johtuvat trendistä vasta-aika-tuotantoon, DisAmatic®-muovauslinjoja käyttävien asiakkaiden on usein vaihdettava malleja usein pienten erien välillä. Laitteita, kuten automaattista jauheenvaihdin (APC) tai nopea jauheenvaihdin (QPC) DISA: sta, malleja voidaan muuttaa vain minuutissa. Kun nopea kuvio muuttuu, prosessin pullonkaula pyrkii siirtymään kohti kaatamista-aika, joka tarvitaan tundishin siirtämiseen manuaalisesti kaatamaan kuvion muutoksen jälkeen. Saumaton valu on paras tapa parantaa tätä valuprosessin vaihetta. Vaikka valu on usein jo osittain automatisoitu, täydellinen automaatio vaatii muovauslinjan ja täyttölaitteen ohjausjärjestelmien saumattoman integroinnin siten, että ne toimivat täysin synkronisesti kaikissa mahdollisissa käyttötilanteissa. Tämän saavuttamiseksi luotettavasti kaatamisyksikön on tiedettävä tarkalleen, missä on turvallista kaataa seuraava muotti ja tarvittaessa säätää täyttöyksikön sijainti. Tehokkaan automaattisen täyttämisen saavuttaminen saman muotin vakaassa tuotantoprosessissa ei ole niin vaikeaa. Joka kerta kun valmistetaan uusi muotti, muottipylväs liikkuu saman etäisyyden (homeen paksuus). Tällä tavoin täyttöyksikkö voi pysyä samassa asennossa, valmis täyttämään seuraavan tyhjän muotin sen jälkeen, kun tuotantolinja on lopetettu. Hiekan puristusmuutosten muutokset, jotka johtuvat hiekan puristuvuuden muutoksista vain vähäisiä säätöjä, tarvitaan vähäiset säädöt. Näiden hienosäätöjen tarve on äskettäin vähentynyt edelleen uusien muovauslinjojen ominaisuuksien ansiosta, jotka sallivat kaatamisasennot pysyä johdonmukaisempana johdonmukaisen tuotannon aikana. Kun jokainen kaade on valmis, muovauslinja siirtää yhden iskun uudelleen, asettamalla seuraava tyhjä muotti paikalleen seuraavan kaatamisen aloittamiseksi. Vaikka tämä tapahtuu, täyttölaite voidaan täyttää uudelleen. Mallia vaihtaessasi muotin paksuus voi muuttua, mikä vaatii monimutkaisen automaation. Toisin kuin vaakasuuntainen hiekkalaatikkoprosessi, jossa hiekkalaatikon korkeus on kiinnitetty, pystysuuntainen Disamatic® -prosessi voi säätää muotin paksuuden jokaiselle mallisarjalle tarvittavaan paksuuteen vakiona hiekan ja rauta -suhteen ylläpitämiseksi ja mallin korkeuden huomioon ottamiseksi. Tämä on merkittävä etu optimaalisen valun laadun ja resurssien hyödyntämisen varmistamisessa, mutta muunnelmissa muotin paksuudet tekevät automaattisen valumisen ohjauksesta haastavamman. Mallimuutoksen jälkeen Distomatic® -kone alkaa tuottaa seuraavaa erää saman paksuuden muotia, mutta linjan täyttökone täyttää edelleen edellisen mallin muotit, joilla voi olla erilainen muotin paksuus. Tämän torjumiseksi muovauslinjan ja täyttökasvin on toimittava saumattomasti yhtenä synkronoiduna järjestelmänä, tuottaen yhden paksuuden muotteja ja kaatamalla turvallisesti toisen. Saumaton kaataminen kuvion muutoksen jälkeen. Kuvion muutoksen jälkeen jäljellä olevan muotin paksuus muovauskoneiden välissä pysyy samana. Edellisestä mallista valmistettu kaatamisyksikkö pysyy samana, mutta koska muovauskoneesta tuleva uusi muotti voi olla paksumpi tai ohuempi, koko naru voi edetä eri etäisyyksillä jokaisessa jaksossa - uuden muodon paksuuteen. Tämä tarkoittaa, että muovauskoneen jokaisella iskulla saumattoman valujärjestelmän on säädettävä valun asennon valmistelussa seuraavaa valua varten. Edellisen muotin erän kaatumisen jälkeen muotin paksuus muuttuu jälleen ja vakaa tuotanto jatkuu. Esimerkiksi, jos uusi muotti on 150 mm paksu, sen sijaan, että se on vielä kaadettu 200 mm: n paksun muotin sijasta, kaatavan laitteen on siirrettävä 50 mm taaksepäin muotin konetta kohti muovauskoneen osien oikeassa kaatamisasennossa. . Jotta kaatava kasvi valmistautuu kaatamaan, kun muottipylväs lakkaa liikkumasta, täyttölaitoksen ohjaimen on tiedettävä tarkalleen, mihin muottiin se kaataa ja milloin ja mihin se saapuu kaatamisalueelle. Käyttämällä uutta mallia, joka tuottaa paksuja muotteja ohuiden muottien valamisen aikana, järjestelmän pitäisi pystyä heittämään kaksi muottia yhdessä jaksossa. Esimerkiksi, kun valmistetaan halkaisijaltaan 400 mm ja kaataa halkaisijaltaan 200 mm: n muotin, kaatavan laitteen on oltava 200 mm: n päässä muovaamisesta jokaisesta valmistetusta muotista. Jossain vaiheessa 400 mm: n isku työntää halkaisijaltaan kaksi täyttämätöntä 200 mm: n muottia mahdollisesta kaatamisalueesta. Tässä tapauksessa muovauskoneen on odotettava, kunnes täytelaite on lopettanut kahden 200 mm: n muotin kaatamisen ennen siirtymistä seuraavaan iskuun. Tai tehdessäsi ohuita muotteja, kaatajan on kyettävä ohittamaan kaata kokonaan jaksoon kaataen silti paksuja muoteja. Esimerkiksi, kun valmistetaan halkaisijaltaan 200 mm ja kaatamalla halkaisijaltaan 400 mm: n, uuden 400 mm: n halkaisijan muotin asettaminen kaatamisalueelle tarkoittaa, että halkaisijaltaan kaksi 200 mm: n muottia on valmistettava. Integroidulle muovaus- ja kaatamisjärjestelmään vaadittava seuranta, laskelmat ja tiedonvaihto on aiemmin kuvattu häiriöttömän automaattisen kaatamisen aikaansaamiseksi, jotka ovat aiemmin esittäneet haasteita monille laitteiden toimittajille. Mutta nykyaikaisten koneiden, digitaalisten järjestelmien ja parhaiden käytäntöjen ansiosta saumaton kaataminen voidaan (ja on) saavuttaa nopeasti minimaalisella asennuksella. Tärkein vaatimus on jonkinlainen "kirjanpito" prosessista, joka tarjoaa tietoa kunkin lomakkeen sijainnista reaaliajassa. DISA: n Monitizer® | CIM (Computer Integrated Module) -järjestelmä saavuttaa tämän tavoitteen tallentamalla jokainen valmistettu muotti ja seuraamalla sen liikettä tuotantolinjan läpi. Prosessiajastimena se tuottaa sarjan aikaleimattuja tietovirtoja, jotka laskevat kunkin muotin ja sen suuttimen sijainnin tuotantolinjalla joka sekunti. Tarvittaessa se vaihtaa tietoja reaaliajassa täyttölaitoksen ohjausjärjestelmän ja muiden järjestelmien kanssa tarkan synkronoinnin saavuttamiseksi. DISA -järjestelmä purkaa tärkeitä tietoja jokaisesta muotista CIM -tietokannasta, kuten muotin paksuudesta, ja sitä ei voida/ei voida kaataa, ja lähettää sen täyttökasvien ohjausjärjestelmään. Käyttämällä tätä tarkkaa tietoa (luotu muotin suulakepuristettuna), kaataja voi siirtää kaatamiskokoonpanon oikeaan asentoon ennen muotin saapumista ja aloittaa sitten tulppatangon avaaminen muotin liikkuessa edelleen. Muotti saapuu ajoissa saadakseen raudan kaatavilta kasvilta. Tämä ihanteellinen ajoitus on ratkaisevan tärkeää, ts. Sula saavuttaa kaatamiskupin tarkasti. Kaada -aika on yleinen tuottavuuden pullonkaula, ja ajoittamalla täydellisesti kaatamisen alkua, kiertoaikoja voidaan lyhentää useilla sekunnin kymmenesosilla. DISA -muovausjärjestelmä siirtää myös asiaankuuluvat tiedot muovauskoneesta, kuten nykyisen muotin koon ja injektiopaine, sekä laajemmat prosessitiedot, kuten hiekan puristuvuus, Monitizer® | CIM. Monitizer® | CIM vastaanottaa ja tallentaa jokaiselle muotista laatukriittiset parametrit täyttölaitoksesta, kuten kaatolämpötila, kaatoaika ja kaata- ja inokulaatioprosessien menestys. Tämä mahdollistaa yksittäisten muotojen merkitsemisen huonoiksi ja erotetuiksi ennen sekoittamista ravistamisjärjestelmään. Monitizer® | CIM: n automatisoinnin, muovauslinjojen ja valun automatisoinnin lisäksi CIM tarjoaa teollisuuden 4.0-yhteensopivan kehyksen hankkimiseen, varastointiin, raportointiin ja analysointiin. Valimojen hallinta voi tarkastella yksityiskohtaisia raportteja ja porata tietoihin laatukysymysten seuraamiseksi ja mahdollisten parannusten lisäämiseksi. Ortranderin saumaton valukokemus Ortrander Eisenhüttte on Saksassa perheomistuksessa oleva valimo, joka on erikoistunut keskimääräisten volyymin, korkealaatuisten rautavalujen tuotantoon autokomponentteihin, raskaan puun uunit ja infrastruktuurit sekä yleiset koneisiin. Valimo tuottaa harmaata rautaa, palloketta rautaa ja tiivistettyä grafiitirautaa ja tuottaa noin 27 000 tonnia korkealaatuisia valuvia vuodessa, ja se toimii kaksi vuoroa viisi päivää viikossa. Ortrander käyttää neljää 6 tonnin induktion sulamisuunia ja kolme DisA-muovauslinjaa, mikä tuottaa noin 100 tonnia valua päivässä. Tähän sisältyy yhden tunnin lyhyet tuotantojuodot, joskus vähemmän tärkeille asiakkaille, joten malli on vaihdettava usein. Laadun ja tehokkuuden optimoimiseksi toimitusjohtaja Bernd H. Williams-kirja on sijoittanut merkittäviä resursseja automaation ja analytiikan toteuttamiseen. Ensimmäinen askel oli raudan sulamis- ja annosteluprosessin automatisointi, päivittämällä kolme olemassa olevaa valuhuuunia uusimmalla PourTech -järjestelmällä, joka sisältää 3D -lasertekniikan, inkubaation ja lämpötilanhallinnan. Uunit, muovaus- ja valolinjat ohjataan nyt digitaalisesti ja synkronoitu, toimivat melkein kokonaan automaattisesti. Kun muovauskone muuttaa mallia, PourTech Pour -ohjain kysyy DISA Monitizer® | CIM -järjestelmää uusille muotin mitoille. DISA -tietojen perusteella kaataohjain laskee, mihin kaade -solmu jokaiselle kaatalle. Se tietää tarkalleen, milloin ensimmäinen uusi muotti saapuu täyttölaitokseen ja siirtyy automaattisesti uuteen kaatamisjärjestykseen. Jos jig saavuttaa iskun lopun milloin tahansa, Disamatic® -kone pysähtyy ja jig palaa automaattisesti. Kun ensimmäinen uusi muotti poistetaan koneesta, operaattoria hälytetään, jotta hän voi visuaalisesti tarkistaa, että se on oikeassa asennossa. Saumattoman valun perinteisten käsiprosessien edut tai vähemmän monimutkaiset automatisoidut järjestelmät voivat johtaa kadonneeseen tuotantoaikaan mallimuutosten aikana, mikä on väistämätöntä jopa muokkaamuutosten nopealla muotimuutoksella. Kaate- ja kaatomuottien manuaaliset nollaaminen on hitaampaa, vaatii enemmän operaattoreita ja on alttiita virheisiin, kuten soihdutukseen. Ortrander havaitsi, että pullotettaessa käsin työntekijänsä lopulta väsyivät, menettivät keskittymisen ja tekivät virheitä, kuten löysä. Muovan ja kaatamisen saumaton integrointi mahdollistaa nopeamman, yhdenmukaisemman ja korkeamman laadun prosessin vähentäen samalla jätteitä ja seisokkeja. Ortranderilla automaattinen täyttö eliminoi aiemmin tarvittavat kolme minuuttia täyttöyksikön sijainnin säätämiseksi mallimuutosten aikana. Koko muuntoprosessi kesti 4,5 minuuttia, herra Williams-kirja sanoi. Alle kaksi minuuttia tänään. Vaihtamalla 8–12 mallia vuoroa kohti, Ortranderin työntekijät viettävät nyt noin 30 minuuttia vuoroa kohti, puolet kuin ennen. Laatua parannetaan suuremman johdonmukaisuuden ja kyvyn avulla optimoida jatkuvasti prosesseja. Ortrander vähensi jätettä noin 20% ottamalla käyttöön saumattomat valut. Sen lisäksi, että koko muovaus- ja kaatamislinja vähennetään seisokkeja vaihdettaessa, se vaatii vain kaksi ihmistä kolmen edellisen sijasta. Joillakin vuoroilla kolme ihmistä voi käyttää kahta täydellistä tuotantolinjaa. Seuranta on melkein kaikki nämä työntekijät: lukuun ottamatta seuraavan mallin valitsemista, hiekkaleseosten hallintaa ja sulan kuljettamista, heillä on vähän manuaalisia tehtäviä. Toinen etu on kokeneiden työntekijöiden vähentynyt tarve, joita on vaikea löytää. Vaikka automaatio vaatii jonkin verran operaattorin koulutusta, se tarjoaa ihmisille kriittiset prosessitiedot, joita he tarvitsevat hyvien päätösten tekemiseen. Tulevaisuudessa koneet voivat tehdä kaikki päätökset. Tietojen osingot saumattomasta valusta yrittäessään parantaa prosessia, valimot sanovat usein: "Teemme saman asian samalla tavalla, mutta erilaisilla tuloksilla." Joten ne heittävät samaan lämpötilaan ja tasoon 10 sekunnin ajan, mutta jotkut valut ovat hyviä ja toiset huonoja. Lisäämällä automatisoidut anturit, keräämällä aikaleimattuja tietoja jokaisesta prosessiparametrista ja seuraamalla tulosta, integroitu saumaton valujärjestelmä luo ketjun siihen liittyvien prosessitietojen avulla, mikä helpottaa perussyiden tunnistamista, kun laatu alkaa heikentyä. Esimerkiksi, jos jarrulevyjen erässä tapahtuu odottamattomia sulkeumia, johtajat voivat nopeasti tarkistaa, että parametrit ovat hyväksyttävissä rajoissa. Koska muovauskoneen, valukaitoksen ohjaimet ja muut toiminnot, kuten uunit ja hiekkareekoittimet, toimivat yhdessä, niiden tuottamia tietoja voidaan analysoida suhteiden tunnistamiseksi koko prosessin ajan hiekkaominaisuuksista valun lopulliseen pinnan laatuun. Yksi mahdollinen esimerkki on se, kuinka kaatotaso ja lämpötila vaikuttavat muotin täyttöön jokaiselle yksittäiselle mallille. Tuloksena oleva tietokanta luo myös perustan automatisoitujen analyysitekniikoiden, kuten koneoppimisen ja tekoälyn (AI) tulevaisuuden käyttöön prosessien optimoimiseksi. Ortrander kerää prosessitiedot reaaliajassa konekajapintojen, anturin mittausten ja testien näytteiden kautta. Jokaiselle muottivalulle kerätään noin tuhat parametria. Aikaisemmin se tallennettiin vain jokaiselle kaatalle tarvittava aika, mutta nyt se tietää tarkalleen, mikä kaatamissuuttimen taso on joka sekunti, jolloin kokenut henkilöstö voi tutkia, miten tämä parametri vaikuttaa muihin indikaattoreihin, samoin kuin valun lopulliseen laatuun. Onko neste tyhjennetty kaatamissuuttimesta muotin täyttämisen aikana vai täytetäänkö kaatasuutin melkein vakiona täyteaineen aikana? Ortrander tuottaa kolme tai viisi miljoonaa muottia vuodessa ja on kerännyt valtavan määrän tietoja. Ortrander tallentaa myös useita kuvia jokaisesta kaatamisesta PourTech -tietokannasta laatuongelmien tapauksessa. Tavan löytäminen nämä kuvat automaattisesti on tulevaisuuden tavoite. Johtopäätös. Samanaikainen automatisoitu muodostuminen ja kaataminen tulokset nopeampiin prosesseihin, johdonmukaisempaan laatuun ja vähemmän jätteeseen. Sileä valun ja automaattisen kuvion muuttuessa tuotantolinja toimii tehokkaasti itsenäisesti, mikä vaatii vain minimaalista manuaalista vaivaa. Koska operaattorilla on valvontarooli, vaaditaan vähemmän henkilöstöä. Saumatonta valua käytetään nyt monissa paikoissa ympäri maailmaa, ja sitä voidaan soveltaa kaikkiin nykyaikaisiin valimoihin. Jokainen valimo vaatii hiukan erilaisen ratkaisun, joka on räätälöity tarpeilleen, mutta sen toteuttamiseksi tarkoitettu tekniikka on tällä hetkellä saatavana DISA: lta ja sen kumppanilta Pour-Tech AB: ltä, eikä se vaadi paljon työtä. Mukautettu työ voidaan suorittaa. Keinotekoisen älykkyyden ja älykkäiden automaatioiden lisääntynyt käyttö on edelleen testausvaiheessa, mutta kun valimot ja OEM -laitteet keräävät enemmän tietoa ja lisäkokemusta seuraavien kahden tai kolmen vuoden aikana, siirtyminen automaatioon kiihtyy merkittävästi. Tämä ratkaisu on tällä hetkellä valinnainen, koska Data Intelligence on paras tapa optimoida prosesseja ja parantaa kannattavuutta, suuremmasta automaatiosta ja tiedonkeruuista on tulossa vakiokäytäntöä eikä kokeellista projektia. Aikaisemmin valimon suurimmat varat olivat sen malli ja työntekijöiden kokemus. Nyt kun saumaton valu yhdistetään suurempaan automaatioon ja teollisuus 4.0 -järjestelmiin, tiedoista on nopeasti tulossa valimojen menestyksen kolmas pylväs.
-Kiitämme vilpittömästi Pour-Tech ja Ortrander Eisenhütte heidän kommentteistaan tämän artikkelin valmistelun aikana.
Kyllä, haluaisin vastaanottaa kahden viikon valimo-Planet-uutiskirjeen kaikilla uusimmilla uutisilla, testeillä ja raportteilla tuotteista ja materiaaleista. Plus erityiset uutiskirjeet - kaikki ilmainen peruutus milloin tahansa.
Viestin aika: Lokakuu-05-2023