Gieterye neem toenemend datagedrewe prosesoutomatisering aan om langtermyndoelwitte van hoër gehalte, minder afval, maksimum bedryfstyd en minimale koste te bereik. Volledig geïntegreerde digitale sinchronisasie van giet- en vormprosesse (naatlose giet) is veral waardevol vir gieterye wat die uitdagings van net-tydse produksie, verminderde siklustye en meer gereelde modelveranderinge in die gesig staar. Met outomatiese giet- en vormstelsels wat naatloos aan mekaar skakel, word die gietproses vinniger en word hoër kwaliteit onderdele meer konsekwent vervaardig. Die outomatiese gietproses sluit in die monitering van die giettemperatuur, sowel as die toevoer van inentingsmateriaal en die kontrolering van elke vorm. Dit verbeter die gehalte van elke gietstuk en verminder die afvalkoers. Hierdie omvattende outomatisering verminder ook die behoefte aan operateurs met jare se gespesialiseerde ervaring. Bedrywighede word ook veiliger omdat minder werkers oor die algemeen betrokke is. Hierdie visie is nie 'n visie van die toekoms nie; dit gebeur nou. Gereedskap soos gieteryoutomatisering en robotika, data-insameling en -analise het oor dekades ontwikkel, maar vordering het onlangs versnel met die ontwikkeling van bekostigbare hoëprestasie-rekenaars en gevorderde Industrie 4.0-netwerksensors en versoenbare beheerstelsels. Oplossings en vennote stel gieterye nou in staat om 'n robuuste, intelligente infrastruktuur te skep om meer ambisieuse projekte te ondersteun, wat verskeie voorheen onafhanklike subprosesse bymekaarbring om hul pogings te koördineer. Die berging en ontleding van prosesdata wat deur hierdie outomatiese, geïntegreerde stelsels versamel is, maak ook die deur oop vir 'n deugsame siklus van datagedrewe voortdurende verbetering. Gieterye kan prosesparameters insamel en ontleed deur historiese data te ondersoek om korrelasies tussen hulle en prosesresultate te vind. Die outomatiese proses bied dan 'n deursigtige omgewing waarin enige verbeterings wat deur die ontleding geïdentifiseer word, deeglik en vinnig getoets, gevalideer en, waar moontlik, geïmplementeer kan word.
Naatlose Gietingsuitdagings As gevolg van die neiging tot net-betyds-produksie, moet kliënte wat DISAMATIC®-gietlyne gebruik, dikwels modelle tussen klein bondels verander. Deur toerusting soos 'n Outomatiese Poeierwisselaar (APC) of 'n Vinnige Poeierwisselaar (QPC) van DISA te gebruik, kan sjablone in so min as een minuut verander word. Soos hoëspoedpatroonveranderinge plaasvind, is die knelpunt in die proses geneig om na giet te verskuif - die tyd wat benodig word om die trechter handmatig te beweeg om te giet na 'n patroonverandering. Naatlose giet is die beste manier om hierdie stap van die gietproses te verbeter. Alhoewel giet dikwels reeds gedeeltelik outomaties is, vereis volle outomatisering naatlose integrasie van die beheerstelsels van die gietlyn en die vultoerusting sodat hulle heeltemal sinchroon in alle moontlike bedryfsituasies werk. Om dit betroubaar te bereik, moet die gieteenheid presies weet waar dit veilig is om die volgende vorm te giet en, indien nodig, die posisie van die vuleenheid aan te pas. Om doeltreffende outomatiese vulling in 'n stabiele produksieproses van dieselfde vorm te bereik, is nie so moeilik nie. Elke keer as 'n nuwe vorm gemaak word, beweeg die vormkolom dieselfde afstand (vormdikte). Op hierdie manier kan die vuleenheid in dieselfde posisie bly, gereed om die volgende leë vorm te vul nadat die produksielyn gestaak is. Slegs geringe aanpassings aan die gietposisie is nodig om te kompenseer vir veranderinge in vormdikte wat veroorsaak word deur veranderinge in sandsamepersbaarheid. Die behoefte aan hierdie fyn aanpassings is onlangs verder verminder danksy nuwe gietlynkenmerke wat dit moontlik maak dat gietposisies meer konsekwent bly tydens konsekwente produksie. Nadat elke giet voltooi is, beweeg die gietlyn weer een slag en plaas die volgende leë vorm in plek om die volgende giet te begin. Terwyl dit gebeur, kan die vultoestel hervul word. Wanneer die model verander word, kan die dikte van die vorm verander, wat komplekse outomatisering vereis. Anders as die horisontale sandkasproses, waar die hoogte van die sandkas vas is, kan die vertikale DISAMATIC®-proses die dikte van die vorm aanpas by die presiese dikte wat nodig is vir elke stel modelle om 'n konstante sand-tot-yster-verhouding te handhaaf en rekening te hou met die hoogte van die model. Dit is 'n groot voordeel om optimale gietkwaliteit en hulpbronbenutting te verseker, maar wisselende vormdiktes maak outomatiese gietbeheer meer uitdagend. Na 'n modelverandering begin die DISAMATIC®-masjien om die volgende bondel vorms van dieselfde dikte te produseer, maar die vulmasjien op die lyn vul steeds die vorms van die vorige model, wat 'n ander vormdikte mag hê. Om dit te bekamp, moet die vormlyn en vulaanleg naatloos as een gesinchroniseerde stelsel werk, wat vorms van een dikte produseer en 'n ander veilig giet. Naatlose giet na patroonverandering. Na patroonverandering bly die dikte van die oorblywende vorm tussen die vormmasjiene dieselfde. Die gieteenheid wat van die vorige model gemaak is, bly dieselfde, maar aangesien die nuwe vorm wat uit die vormmasjien kom, dikker of dunner kan wees, kan die hele string in elke siklus op verskillende afstande vorder – tot die dikte van die nuwe vorm. Dit beteken dat die naatlose gietstelsel met elke slag van die vormmasjien die gietposisie moet aanpas ter voorbereiding van die volgende gietstuk. Nadat die vorige bondel vorms gegiet is, word die dikte van die vorm weer konstant en hervat stabiele produksie. Byvoorbeeld, as die nuwe vorm 150 mm dik is in plaas van die 200 mm dik vorm wat voorheen nog gegiet is, moet die gietapparaat 50 mm terugbeweeg na die gietmasjien met elke slag van die gietmasjien om in die korrekte gietposisie te wees. Sodat 'n gietaanleg kan voorberei om te giet wanneer die vormkolom ophou beweeg, moet die vulaanlegbeheerder presies weet in watter vorm dit gaan giet en wanneer en waar dit in die gietarea sal aankom. Deur 'n nuwe model te gebruik wat dik vorms produseer terwyl dun vorms gegiet word, moet die stelsel twee vorms in een siklus kan giet. Byvoorbeeld, wanneer 'n vorm met 'n deursnee van 400 mm gemaak word en 'n vorm met 'n deursnee van 200 mm gegiet word, moet die gietapparaat 200 mm van die gietmasjien af wees vir elke vorm wat gemaak word. Op 'n stadium sal die 400 mm-slag twee ongevulde vorms met 'n deursnee van 200 mm uit die moontlike gietarea stoot. In hierdie geval moet die gietmasjien wag totdat die vulapparaat klaar is met die giet van die twee 200 mm-vorms voordat die volgende slag aangebeweeg word. Of, wanneer dun vorms gemaak word, moet die gieter die gietproses heeltemal in die siklus kan oorslaan terwyl hy steeds dik vorms giet. Byvoorbeeld, wanneer 'n vorm met 'n deursnee van 200 mm gemaak word en 'n vorm met 'n deursnee van 400 mm gegiet word, beteken die plasing van 'n nuwe vorm met 'n deursnee van 400 mm in die gietarea dat twee vorms met 'n deursnee van 200 mm gemaak moet word. Die opsporing, berekeninge en data-uitruiling wat nodig is vir 'n geïntegreerde giet- en gietstelsel om probleemvrye outomatiese giet te bied, soos hierbo beskryf, het in die verlede uitdagings vir baie toerustingverskaffers gebied. Maar danksy moderne masjiene, digitale stelsels en beste praktyke kan naatlose giet vinnig bereik word (en is dit al) met minimale opstelling. Die hoofvereiste is 'n vorm van "rekeningkunde" van die proses, wat inligting oor die ligging van elke vorm intyds verskaf. DISA se Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module)-stelsel bereik hierdie doel deur elke vorm wat gemaak word, op te neem en die beweging daarvan deur die produksielyn op te spoor. As 'n prosestydteller genereer dit 'n reeks tydstempeldatastrome wat elke sekonde die posisie van elke vorm en sy spuitstuk op die produksielyn bereken. Indien nodig, ruil dit data intyds uit met die vulfabriek se beheerstelsel en ander stelsels om presiese sinchronisasie te bewerkstellig. Die DISA-stelsel onttrek belangrike data vir elke vorm uit die CIM-databasis, soos vormdikte en kan/kan nie gegiet word nie, en stuur dit na die vulfabriek se beheerstelsel. Deur hierdie akkurate data te gebruik (gegenereer nadat die vorm geëxtrudeer is), kan die gieter die gietsamestelling na die korrekte posisie beweeg voordat die vorm aankom, en dan die stopstang begin oopmaak terwyl die vorm nog beweeg. Die vorm arriveer betyds om die yster van die gietfabriek te ontvang. Hierdie ideale tydsberekening is van kritieke belang, d.w.s. die smelt bereik die gietbeker akkuraat. Giettyd is 'n algemene produktiwiteitsbottelnek, en deur die begin van die giet perfek te tydsbereken, kan siklustye met etlike tiendes van 'n sekonde verminder word. Die DISA-gietstelsel dra ook relevante data van die gietmasjien oor, soos huidige vormgrootte en inspuitdruk, sowel as breër prosesdata soos sandsamepersbaarheid, na die Monitizer®|CIM. Op sy beurt ontvang en stoor Monitizer®|CIM kwaliteitskritieke parameters vir elke vorm van die vulaanleg, soos giettemperatuur, giettyd en die sukses van die giet- en inentingsprosesse. Dit laat toe dat individuele vorms as sleg gemerk en geskei word voordat dit in die skudstelsel gemeng word. Benewens die outomatisering van gietmasjiene, gietlyne en gietwerk, bied Monitizer®|CIM 'n Industrie 4.0-voldoenende raamwerk vir verkryging, berging, verslagdoening en analise. Gieterybestuur kan gedetailleerde verslae besigtig en in data delf om kwaliteitsprobleme op te spoor en potensiële verbeterings aan te dryf. Ortrander se Naatlose Gietervaring Ortrander Eisenhütte is 'n familiebesit-gietery in Duitsland wat spesialiseer in die produksie van middelvolume, hoëgehalte ystergietstukke vir motoronderdele, swaar houtstowe en infrastruktuur, en algemene masjinerieonderdele. Die gietery produseer grysyster, duktiele yster en gekompakteerde grafietyster en produseer ongeveer 27 000 ton hoëgehalte gietstukke per jaar, en bedryf twee skofte vyf dae per week. Ortrander bedryf vier 6-ton induksie-smeltoonde en drie DISA-gietlyne, wat ongeveer 100 ton gietstukke per dag produseer. Dit sluit kort produksielopies van een uur in, soms minder vir belangrike kliënte, dus moet die sjabloon gereeld verander word. Om kwaliteit en doeltreffendheid te optimaliseer, het uitvoerende hoof Bernd H. Williams-Book aansienlike hulpbronne belê in die implementering van outomatisering en analise. Die eerste stap was om die ystersmelt- en doseringsproses te outomatiseer, deur drie bestaande gietoonde op te gradeer met behulp van die nuutste pourTECH-stelsel, wat 3D-lasertegnologie, inkubasie en temperatuurbeheer insluit. Oonde, giet- en gietlyne word nou digitaal beheer en gesinchroniseer, en werk amper heeltemal outomaties. Wanneer die gietmasjien van model verander, vra die pourTECH-gietbeheerder die DISA Monitizer®|CIM-stelsel vir die nuwe vormdimensies. Gebaseer op die DISA-data bereken die gietbeheerder waar die gietknooppunt vir elke giet geplaas moet word. Dit weet presies wanneer die eerste nuwe vorm by die vulfabriek aankom en skakel outomaties oor na die nuwe gietvolgorde. As die mal te eniger tyd die einde van sy slag bereik, stop die DISAMATIC®-masjien en die mal keer outomaties terug. Wanneer die eerste nuwe vorm uit die masjien verwyder word, word die operateur gewaarsku sodat hy visueel kan kontroleer dat dit in die korrekte posisie is. Die voordele van naatlose gieting Tradisionele handgietprosesse of minder komplekse outomatiese stelsels kan lei tot verlore produksietyd tydens modelveranderinge, wat onvermydelik is selfs met vinnige vormveranderinge op 'n gietmasjien. Die handmatige herstel van die gieter en gietvorms is stadiger, vereis meer operateurs en is geneig tot foute soos opvlam. Ortrander het bevind dat sy werknemers uiteindelik moeg geword het, konsentrasie verloor het en foute gemaak het, soos om te slap. Naatlose integrasie van giet en giet maak vinniger, meer konsekwente en hoër gehalte prosesse moontlik, terwyl vermorsing en stilstand verminder word. Met Ortrander elimineer outomatiese vulling die drie minute wat voorheen nodig was om die posisie van die vuleenheid tydens modelveranderinge aan te pas. Die hele omskakelingsproses het vroeër 4,5 minute geneem, het mnr. Williams-Book gesê. Minder as twee minute vandag. Deur tussen 8 en 12 modelle per skof te wissel, spandeer Ortrander-werknemers nou ongeveer 30 minute per skof, die helfte soveel as voorheen. Kwaliteit word verbeter deur groter konsekwentheid en die vermoë om prosesse voortdurend te optimaliseer. Ortrander het afval met ongeveer 20% verminder deur naatlose gietwerk in te voer. Benewens die vermindering van stilstandtyd wanneer modelle verander word, benodig die hele giet- en gietlyn slegs twee mense in plaas van die vorige drie. Op sommige skofte kan drie mense twee volledige produksielyne bedryf. Monitering is byna al wat hierdie werkers doen: behalwe om die volgende model te kies, sandmengsels te bestuur en die smelt te vervoer, het hulle min handmatige take. Nog 'n voordeel is die verminderde behoefte aan ervare werknemers, wat moeilik is om te vind. Alhoewel outomatisering 'n mate van operateuropleiding vereis, bied dit mense die kritieke prosesinligting wat hulle nodig het om goeie besluite te neem. In die toekoms kan masjiene alle besluite neem. Datadividende uit naatlose gietwerk Wanneer gieterye probeer om 'n proses te verbeter, sê hulle dikwels: "Ons doen dieselfde ding op dieselfde manier, maar met verskillende resultate." Dus giet hulle vir 10 sekondes by dieselfde temperatuur en vlak, maar sommige gietstukke is goed en sommige is sleg. Deur outomatiese sensors by te voeg, tydstempeldata oor elke prosesparameter in te samel en resultate te monitor, skep 'n geïntegreerde naatlose gietstelsel 'n ketting van verwante prosesdata, wat dit makliker maak om oorsake te identifiseer wanneer kwaliteit begin versleg. Byvoorbeeld, as onverwagte insluitsels in 'n bondel remskywe voorkom, kan bestuurders vinnig kontroleer of parameters binne aanvaarbare perke is. Omdat beheerders vir die gietmasjien, gietaanleg en ander funksies soos oonde en sandmengers saamwerk, kan die data wat hulle genereer, geanaliseer word om verwantskappe dwarsdeur die proses te identifiseer, van sandeienskappe tot die finale oppervlakkwaliteit van die gietstuk. Een moontlike voorbeeld is hoe gietvlak en temperatuur die vormvulling vir elke individuele model beïnvloed. Die gevolglike databasis lê ook die grondslag vir die toekomstige gebruik van outomatiese analisetegnieke soos masjienleer en kunsmatige intelligensie (KI) om prosesse te optimaliseer. Ortrander versamel prosesdata intyds deur masjienkoppelvlakke, sensormetings en toetsmonsters. Vir elke vormgieting word ongeveer 'n duisend parameters versamel. Voorheen het dit slegs die tyd wat vir elke gietstuk benodig word, aangeteken, maar nou weet dit presies wat die vlak van die gietmondstuk elke sekonde is, wat ervare personeel toelaat om te ondersoek hoe hierdie parameter ander aanwysers, sowel as die finale kwaliteit van die gietstuk, beïnvloed. Word die vloeistof uit die gietmondstuk gedreineer terwyl die vorm gevul word, of word die gietmondstuk tot 'n byna konstante vlak gevul tydens vulling? Ortrander produseer drie tot vyf miljoen vorms per jaar en het 'n groot hoeveelheid data ingesamel. Ortrander stoor ook verskeie beelde van elke gietvorm in die pourTECH-databasis in geval van kwaliteitsprobleme. Om 'n manier te vind om hierdie beelde outomaties te gradeer, is 'n toekomstige doelwit. Gevolgtrekking. Gelyktydige outomatiese vorming en giet lei tot vinniger prosesse, meer konsekwente kwaliteit en minder vermorsing. Met gladde gieting en outomatiese patroonverandering werk die produksielyn effektief outonoom, wat slegs minimale handmatige moeite verg. Aangesien die operateur 'n toesighoudende rol speel, is minder personeel nodig. Naatlose gieting word nou op baie plekke regoor die wêreld gebruik en kan op alle moderne gieterye toegepas word. Elke gietery sal 'n effens ander oplossing benodig wat op sy behoeftes afgestem is, maar die tegnologie om dit te implementeer is goed bewese, tans beskikbaar by DISA en sy vennoot pour-tech AB, en verg nie veel werk nie. Pasgemaakte werk kan uitgevoer word. Die toenemende gebruik van kunsmatige intelligensie en intelligente outomatisering in gieterye is steeds in die toetsfase, maar namate gieterye en OEM's meer data en bykomende ervaring oor die volgende twee tot drie jaar insamel, sal die oorgang na outomatisering aansienlik versnel. Hierdie oplossing is tans opsioneel, maar aangesien data-intelligensie die beste manier is om prosesse te optimaliseer en winsgewendheid te verbeter, word groter outomatisering en data-insameling standaardpraktyk eerder as 'n eksperimentele projek. In die verlede was 'n gietery se grootste bates sy model en die ervaring van sy werknemers. Noudat naatlose gietwerk gekombineer word met groter outomatisering en Industrie 4.0-stelsels, word data vinnig die derde pilaar van gietery-sukses.
—Ons bedank pour-tech en Ortrander Eisenhütte opreg vir hul kommentaar tydens die voorbereiding van hierdie artikel.
Ja, ek wil graag die tweeweeklikse Foundry-Planet-nuusbrief ontvang met al die nuutste nuus, toetse en verslae oor produkte en materiale. Plus spesiale nuusbriewe – alles met gratis kansellasie enige tyd.
Plasingstyd: Okt-05-2023