Az öntödék egyre inkább alkalmazzák az adatvezérelt folyamatautomatizálást a jobb minőség, a kevesebb hulladék, a maximális üzemidő és a minimális költségek hosszú távú céljainak elérése érdekében.Az öntési és öntési folyamatok teljesen integrált digitális szinkronizálása (zökkenőmentes öntés) különösen értékes az öntödék számára, akik szembesülnek a just-in-time gyártás, a rövidebb ciklusidő és a gyakoribb modellváltás kihívásaival.Az automatizált öntő- és öntőrendszerekkel, amelyek zökkenőmentesen kapcsolódnak egymáshoz, az öntési folyamat gyorsabbá válik, és a jobb minőségű alkatrészek egyenletesebben készülnek.Az automatizált öntési folyamat magában foglalja az öntési hőmérséklet figyelését, valamint az oltóanyag adagolását és az egyes formák ellenőrzését.Ez javítja az egyes öntvények minőségét és csökkenti a selejt arányát.Ez az átfogó automatizálás csökkenti a több éves speciális tapasztalattal rendelkező kezelők iránti igényt is.A műveletek biztonságosabbá is válnak, mivel összességében kevesebb munkavállaló vesz részt benne.Ez a vízió nem a jövő víziója;Ez most történik.Az olyan eszközök, mint az öntödei automatizálás és a robotika, az adatgyűjtés és -elemzés, évtizedek óta fejlődtek, de az utóbbi időben felgyorsult a haladás a megfizethető, nagy teljesítményű számítástechnika és a fejlett Ipar 4.0 hálózatba kapcsolt érzékelők és kompatibilis vezérlőrendszerek fejlesztésével.A megoldások és a partnerek most lehetővé teszik az öntödék számára, hogy robusztus, intelligens infrastruktúrát hozzanak létre az ambiciózusabb projektek támogatására, több, korábban független részfolyamatot egyesítve erőfeszítéseik összehangolására.Az ezen automatizált, integrált rendszerek által gyűjtött folyamatadatok tárolása és elemzése szintén megnyitja a kaput az adatvezérelt folyamatos fejlesztés erényes ciklusához.Az öntödék összegyűjthetik és elemezhetik a folyamatparamétereket a múltbeli adatok vizsgálatával, hogy összefüggéseket találjanak köztük és a folyamat eredményei között.Az automatizált folyamat ezután átlátható környezetet biztosít, amelyben az elemzés által azonosított fejlesztések alaposan és gyorsan tesztelhetők, validálhatók, és ahol lehetséges, végrehajthatók.
A zökkenőmentes fröccsöntéssel kapcsolatos kihívások A „just-in-time” gyártás irányába mutató tendencia miatt a DISAMATIC® fröccsöntősorokat használó ügyfeleknek gyakran kis tételek között kell modellt cserélniük.Olyan berendezésekkel, mint az automatikus porcserélő (APC) vagy a DISA gyors porcserélője (QPC), a sablonok akár egy perc alatt is kicserélhetők.Amint nagy sebességű mintaváltozások következnek be, a folyamat szűk keresztmetszete a kiöntés irányába tolódik el – ez az idő, ami ahhoz szükséges, hogy a mintaváltás után az elosztó edényt kézzel mozgassa az öntéshez.A varrat nélküli öntés a legjobb módja az öntési folyamat ezen lépésének javítására.Bár az öntés gyakran már részben automatizált, a teljes automatizálás megköveteli a formázósor és a töltőberendezés vezérlőrendszereinek zökkenőmentes integrációját, hogy azok minden lehetséges üzemi helyzetben teljesen szinkronban működjenek.Ennek megbízható eléréséhez a kiöntő egységnek pontosan tudnia kell, hogy hova biztonságosan kiöntheti a következő formát, és ha szükséges, módosítani kell a töltőegység helyzetét.Nem olyan nehéz hatékony automatikus töltést elérni ugyanazon forma stabil gyártási folyamatában.Minden alkalommal, amikor új öntőformát készítenek, a formaoszlop ugyanolyan távolságra (formavastagság) mozdul el.Ily módon a töltőegység ugyanabban a helyzetben maradhat, készen állva a következő üres forma kitöltésére a gyártósor leállítása után.A homok összenyomhatóságának változása miatti öntőformavastagság-változások kompenzálására az öntési helyzeten csak kisebb módosításokra van szükség.A finombeállítások szükségessége a közelmúltban tovább csökkent az új formázósor-funkcióknak köszönhetően, amelyek lehetővé teszik, hogy az öntési pozíciók egyenletesebbek maradjanak a következetes gyártás során.Miután minden kiöntés befejeződött, a formázósor ismét egy mozdulattal mozog, és a következő üres formát a helyére helyezi a következő öntés megkezdéséhez.Amíg ez megtörténik, a töltőkészülék újratölthető.A modellváltáskor a forma vastagsága változhat, ami összetett automatizálást igényel.Ellentétben a vízszintes homokozó eljárással, ahol a homokozó magassága rögzített, a függőleges DISAMATIC® eljárás az öntőforma vastagságát az egyes modellkészletekhez szükséges pontos vastagsághoz tudja beállítani, hogy állandó homok-vas arányt tartson fenn, és figyelembe vegye a magasságot. a modellről.Ez jelentős előny az optimális öntési minőség és az erőforrás-felhasználás biztosításában, de a változó formavastagságok nagyobb kihívást jelentenek az öntés automatikus vezérlésében.Modellváltás után a DISAMATIC® gép elkezdi gyártani a következő, azonos vastagságú öntőformák adagját, de a soron lévő töltőgép továbbra is megtölti az előző modell formáit, amelyek eltérő vastagságúak lehetnek.Ennek leküzdésére a formázósornak és a töltőüzemnek zökkenőmentesen kell működnie, mint egy szinkronizált rendszer, amely egyforma vastagságú formákat állít elő, és biztonságosan önt egy másikat.Zökkenőmentes öntés mintaváltás után.A mintaváltás után a formázógépek között megmaradt forma vastagsága változatlan marad.Az előző modellből készült kiöntő egység változatlan marad, de mivel a formázógépből kilépő új forma vastagabb vagy vékonyabb lehet, ezért a teljes zsinór minden ciklusban más-más távolságra haladhat előre – az új forma vastagságáig.Ez azt jelenti, hogy a formázógép minden egyes löketénél a varrat nélküli öntőrendszernek be kell állítania az öntési pozíciót a következő öntés előkészítéseként.Az előző adag öntőforma kiöntése után a forma vastagsága ismét állandóvá válik, és a stabil gyártás folytatódik.Például, ha az új öntőforma 150 mm vastag a korábban még kiöntött 200 mm vastag forma helyett, akkor a kiöntő berendezésnek a formázógép minden egyes löketével 50 mm-t vissza kell mozdulnia a formázógép felé, hogy a megfelelő öntési pozícióba kerüljön..Ahhoz, hogy a kiöntő üzem felkészüljön az öntésre, amikor a formaoszlop mozgása leáll, a töltőüzem irányítójának pontosan tudnia kell, hogy milyen formába önti majd, és mikor és hová érkezik az öntési területre.Egy új modell használatával, amely vastag formákat állít elő vékony formák öntése közben, a rendszernek képesnek kell lennie két forma öntésére egy ciklusban.Például egy 400 mm átmérőjű öntőforma készítésekor és egy 200 mm átmérőjű öntőforma öntésekor az öntőberendezésnek 200 mm-re kell lennie a formázógéptől minden egyes elkészített forma esetében.Egy ponton a 400 mm-es löket két töltetlen, 200 mm átmérőjű formát kiszorít a lehetséges öntési területről.Ebben az esetben a formázógépnek meg kell várnia, amíg a töltőberendezés befejezi a két 200 mm-es öntőforma öntését, mielőtt a következő löketre lépne.Vagy vékony formák készítésekor a kiöntőnek képesnek kell lennie arra, hogy a ciklusban teljesen kihagyja az öntést, miközben továbbra is vastag formákat önt.Például egy 200 mm átmérőjű öntőforma készítésekor és egy 400 mm átmérőjű öntéskor egy új 400 mm átmérőjű öntőforma elhelyezése az öntési területen azt jelenti, hogy két 200 mm átmérőjű formát kell készíteni.A problémamentes automatizált öntést biztosító integrált öntő- és öntőrendszerhez szükséges nyomon követés, számítások és adatcsere, a fent leírtak szerint, a múltban számos berendezés-beszállító számára kihívást jelentett.A modern gépeknek, digitális rendszereknek és a bevált gyakorlatoknak köszönhetően azonban a zökkenőmentes öntés gyorsan elérhető (és sikerült is), minimális beállítással.A fő követelmény a folyamat valamilyen „elszámolása”, valós időben tájékoztatást nyújtva az egyes űrlapok helyéről.A DISA Monitizer®|CIM (Computer Integrated Module) rendszere ezt a célt úgy éri el, hogy rögzít minden egyes elkészített formát, és követi annak mozgását a gyártósoron keresztül.Folyamatidőzítőként időbélyegzett adatfolyamok sorozatát állítja elő, amelyek másodpercenként kiszámítják az egyes szerszámok és fúvókák helyzetét a gyártósoron.Szükség esetén valós időben cserél adatokat a töltőberendezés vezérlőrendszerével és más rendszerekkel a pontos szinkronizálás érdekében.A DISA rendszer minden egyes formához kinyeri a CIM adatbázisból a fontos adatokat, mint például a forma vastagsága és önthető/nem önthető, és elküldi a töltőüzem vezérlőrendszerébe.Ezen (a forma extrudálása után keletkező) pontos adatok felhasználásával a kiöntő a megfelelő pozícióba tudja mozgatni a kiöntőszerelvényt, mielőtt a forma megérkezik, majd megkezdheti a dugórúd kinyitását, miközben a forma még mozog.A forma időben megérkezik, hogy megkapja a vasat a kiöntő üzemből.Ez az ideális időzítés kulcsfontosságú, azaz az olvadék pontosan eléri a kiöntőcsészét.Az öntési idő a termelékenység gyakori szűk keresztmetszete, és az öntés kezdetének tökéletes időzítésével a ciklusidők néhány tizedmásodperccel csökkenthetők.A DISA fröccsöntőrendszer a formázógéptől származó releváns adatokat is továbbítja a Monitizer®|CIM-be, például az aktuális formaméretet és a fröccsnyomást, valamint a szélesebb folyamatadatokat, például a homok összenyomhatóságát.A Monitizer®|CIM viszont megkapja és tárolja a minőségkritikus paramétereket minden egyes formához a töltőüzemből, mint például az öntési hőmérséklet, az öntési idő, valamint az öntési és oltási folyamatok sikeressége.Ez lehetővé teszi az egyes formák rosszként való megjelölését és szétválasztását a rázórendszerben való keverés előtt.A formázógépek, formázósorok és öntés automatizálása mellett a Monitizer®|CIM Ipar 4.0-kompatibilis keretrendszert biztosít a beszerzéshez, tároláshoz, jelentéskészítéshez és elemzéshez.Az öntöde vezetése megtekintheti a részletes jelentéseket és részletezheti az adatokat a minőségi problémák nyomon követése és a lehetséges fejlesztések előmozdítása érdekében.Az Ortrander zökkenőmentes öntési tapasztalata Az Ortrander Eisenhütte egy családi tulajdonban lévő németországi öntöde, amely közepes volumenű, kiváló minőségű vasöntvények gyártására szakosodott autóipari alkatrészekhez, nagy teherbírású fatüzelésű kályhákhoz és infrastruktúrához, valamint általános gépalkatrészekhez.Az öntöde szürkevasat, gömbgrafitos vasat és tömörített grafitvasat gyárt, és évente körülbelül 27 000 tonna kiváló minőségű öntvényt állít elő, heti öt napon két műszakban.Az Ortrander négy 6 tonnás indukciós olvasztó kemencét és három DISA formázósort üzemeltet, naponta körülbelül 100 tonna öntvényt gyártva.Ez magában foglalja a rövid, egyórás gyártási folyamatokat, fontos ügyfelek esetében néha kevesebbet, ezért a sablont gyakran kell változtatni.A minőség és a hatékonyság optimalizálása érdekében Bernd H. Williams-Book vezérigazgató jelentős erőforrásokat fektetett be az automatizálás és az elemzés megvalósításába.Az első lépés a vas olvasztási és adagolási folyamatának automatizálása volt, három meglévő öntőkemencét korszerűsítettek a legújabb pourTECH rendszerrel, amely magában foglalja a 3D lézertechnológiát, az inkubációt és a hőmérséklet szabályozást.A kemencék, öntő- és öntősorok ma már digitálisan vezéreltek és szinkronizáltak, és szinte teljesen automatikusan működnek.Amikor a formázógép modellt vált, a pourTECH öntésvezérlő lekérdezi a DISA Monitizer®|CIM rendszert az új formaméretekről.A DISA adatok alapján a kiöntési vezérlő kiszámítja, hogy hol helyezze el a kiöntő csomópontot minden egyes öntéshez.Pontosan tudja, mikor érkezik meg az első öntőforma a töltőüzembe, és automatikusan átvált az új öntési sorrendre.Ha a fúvóka bármikor eléri löketének végét, a DISAMATIC® gép leáll, és automatikusan visszatér.Amikor az első új öntőformát eltávolítják a gépből, a kezelő figyelmeztetést kap, hogy szemrevételezéssel ellenőrizze, hogy a megfelelő helyzetben van-e.A zökkenőmentes öntés előnyei A hagyományos kézi öntési eljárások vagy a kevésbé bonyolult automatizált rendszerek gyártási időveszteséget eredményezhetnek a modellváltások során, ami elkerülhetetlen még a fröccsöntőgépen végzett gyors formaváltások esetén is.A kiöntő és az öntőformák kézi alaphelyzetbe állítása lassabb, több kezelőt igényel, és hajlamos olyan hibákra, mint például a kitörés.Ortrander azt tapasztalta, hogy a kézi palackozás során alkalmazottai végül elfáradtak, elvesztették a koncentrációt, és hibákat követtek el, például lazultak.A fröccsöntés és öntés zökkenőmentes integrációja gyorsabb, következetesebb és jobb minőségű folyamatokat tesz lehetővé, miközben csökkenti a veszteséget és az állásidőt.Az Ortranderrel az automatikus töltés kiküszöböli azt a három percet, amely korábban a töltőegység helyzetének beállításához szükséges volt a modellváltások során.A teljes átalakítási folyamat 4,5 percet vett igénybe, mondta Mr. Williams-Book.Kevesebb mint két perc ma.Azáltal, hogy műszakonként 8-12 modellt váltanak, az Ortrander alkalmazottai most körülbelül 30 percet töltenek műszakonként, feleannyit, mint korábban.A minőséget a nagyobb következetesség és a folyamatok folyamatos optimalizálásának képessége javítja.Az Ortrander körülbelül 20%-kal csökkentette a hulladékot a varrat nélküli öntvény bevezetésével.Amellett, hogy a modellváltáskor csökkenti az állásidőt, a teljes formázó- és öntősor csak két embert igényel a korábbi három helyett.Egyes műszakokban három ember tud két komplett gyártósort üzemeltetni.Ezek a munkások szinte csak a felügyelettel foglalkoznak: a következő modell kiválasztásán, a homokkeverékek kezelésén és az olvadék szállításán kívül kevés manuális feladatot látnak el.További előny, hogy csökken a tapasztalt alkalmazottak iránti igény, akiket nehéz megtalálni.Bár az automatizálás bizonyos kezelői képzést igényel, biztosítja az emberek számára azokat a kritikus folyamatinformációkat, amelyekre szükségük van a jó döntések meghozatalához.A jövőben a gépek hozhatnak meg minden döntést.A zökkenőmentes öntésből származó adatfelhasználás Amikor egy folyamatot próbálnak javítani, az öntödék gyakran mondják: „Ugyanazt csináljuk, de más eredményekkel.”Tehát ugyanazon a hőmérsékleten és szinten öntöttek 10 másodpercig, de néhány öntvény jó, és van, amelyik rossz.Az automatizált érzékelők hozzáadásával, az egyes folyamatparaméterekre vonatkozó időbélyeggel ellátott adatok gyűjtésével és az eredmények megfigyelésével az integrált zökkenőmentes öntőrendszer a kapcsolódó folyamatadatok láncolatát hozza létre, megkönnyítve a kiváltó okok azonosítását, amikor a minőség elkezd romlani.Például, ha váratlan zárványok fordulnak elő egy köteg féktárcsában, a vezetők gyorsan ellenőrizhetik, hogy a paraméterek az elfogadható határokon belül vannak-e.Mivel a fröccsöntőgép, az öntőüzem és az egyéb funkciók, például a kemencék és a homokkeverők vezérlői összehangoltan működnek, az általuk generált adatok elemezhetők a folyamat során fennálló kapcsolatok azonosítására, a homok tulajdonságaitól az öntvény végső felületi minőségéig.Az egyik lehetséges példa az, hogy az öntési szint és a hőmérséklet hogyan befolyásolja a formák kitöltését az egyes modelleknél.Az így létrejövő adatbázis lefekteti az alapot az automatizált elemzési technikák, például a gépi tanulás és a mesterséges intelligencia (AI) jövőbeni használatához is a folyamatok optimalizálása érdekében.Az Ortrander valós időben gyűjti a folyamatadatokat gépi interfészeken, érzékelő méréseken és tesztmintákon keresztül.Minden egyes formaöntéshez körülbelül ezer paramétert gyűjtenek össze.Korábban csak az egyes öntéshez szükséges időt rögzítette, de most pontosan tudja, hogy másodpercenként mekkora az öntőfúvóka szintje, így a tapasztalt személyzet megvizsgálhatja, hogy ez a paraméter hogyan befolyásolja a többi mutatót, valamint az öntvény végső minőségét.Kifolyik a folyadék a kiöntő fúvókából a forma feltöltése közben, vagy a kiöntő fúvóka szinte állandó szintre van feltöltve töltés közben?Az Ortrander évente három-öt millió formát gyárt, és hatalmas mennyiségű adatot gyűjtött össze.Az Ortrander minőségi problémák esetén minden öntvényről több képet is tárol a pourTECH adatbázisban.A jövőbeni cél megtalálni a módot ezeknek a képeknek az automatikus értékelésére.Következtetés.Az egyidejű automatizált formázás és öntés gyorsabb folyamatokat, egyenletesebb minőséget és kevesebb hulladékot eredményez.A sima öntéssel és az automatikus mintaváltással a gyártósor hatékonyan, önállóan működik, minimális kézi erőfeszítést igényel.Mivel a kezelő felügyeleti szerepet tölt be, kevesebb személyzetre van szükség.A varrat nélküli öntvényt ma már sok helyen használják a világon, és minden modern öntödében alkalmazható.Minden öntöde egy kicsit más, az igényeire szabott megoldást igényel, de a megvalósításhoz szükséges technológia jól bevált, jelenleg a DISA-tól és partnerétől, a pour-tech AB-től elérhető, és nem igényel sok munkát.Egyedi munka is kivitelezhető.A mesterséges intelligencia és az intelligens automatizálás fokozott alkalmazása az öntödékben még csak tesztelési fázisban van, de mivel az öntödék és az OEM-ek több adatot és további tapasztalatot gyűjtenek a következő két-három évben, az automatizálásra való átállás jelentősen felgyorsul.Ez a megoldás azonban jelenleg opcionális, mivel az adatintelligencia a legjobb módja a folyamatok optimalizálásának és a jövedelmezőség javításának, a nagyobb automatizálás és adatgyűjtés a kísérleti projekt helyett bevett gyakorlattá válik.A múltban az öntöde legnagyobb értéke a modellje és az alkalmazottak tapasztalata volt.Most, hogy a zökkenőmentes öntést nagyobb automatizálással és az Ipar 4.0 rendszerekkel kombinálják, az adatok gyorsan az öntödei siker harmadik pillérévé válnak.
— Őszintén köszönjük a pour-technek és az Ortrander Eisenhütte-nek a cikk elkészítése során tett észrevételeiket.
Igen, szeretném megkapni a kéthetente megjelenő Foundry-Planet hírlevelet a legfrissebb hírekkel, tesztekkel és riportokkal a termékekről és anyagokról.Plusz speciális hírlevelek – mindezt bármikor ingyenesen lemondhatja.
Feladás időpontja: 2023.10.05