автоматты қалыптау

Құю зауыттары жоғары сапа, аз қалдық, максималды жұмыс уақыты және минималды шығындар сияқты ұзақ мерзімді мақсаттарға жету үшін деректерге негізделген процесті автоматтандыруды барған сайын кеңінен қолдануда. Құю және қалыптау процестерінің толық интеграцияланған сандық синхрондауы (жіксіз құю) әсіресе уақытында өндіріс, цикл уақытын қысқарту және модельдерді жиі ауыстыру қиындықтарына тап болған құю зауыттары үшін өте құнды. Бір-бірімен үздіксіз байланысатын автоматтандырылған қалыптау және құю жүйелерімен құю процесі жылдамдайды және жоғары сапалы бөлшектер тұрақты түрде шығарылады. Автоматтандырылған құю процесі құю температурасын бақылауды, сондай-ақ егу материалын беруді және әрбір қалыпқа тексеруді қамтиды. Бұл әрбір құюдың сапасын жақсартады және сынықтардың шығу жылдамдығын төмендетеді. Бұл кешенді автоматтандыру сонымен қатар көпжылдық мамандандырылған тәжірибесі бар операторларға деген қажеттілікті азайтады. Операциялар жалпы алғанда аз жұмысшылардың қатысуымен қауіпсіз бола түседі. Бұл көзқарас болашақтың көрінісі емес; бұл қазір болып жатыр. Құю өндірісін автоматтандыру және робототехника, деректерді жинау және талдау сияқты құралдар ондаған жылдар бойы дамыды, бірақ соңғы кезде қолжетімді жоғары өнімді есептеулер мен озық Industry 4.0 желілік сенсорлары мен үйлесімді басқару жүйелерінің дамуымен прогресс жеделдеді. Шешімдер мен серіктестер енді құю зауыттарына бұрынғыдан да ауқымды жобаларды қолдау үшін берік, интеллектуалды инфрақұрылым құруға мүмкіндік береді, олардың күш-жігерін үйлестіру үшін бұрын тәуелсіз болған бірнеше қосалқы процестерді біріктіреді. Осы автоматтандырылған, интеграцияланған жүйелер жинаған процесс деректерін сақтау және талдау деректерге негізделген үздіксіз жетілдірудің жақсы цикліне жол ашады. Құю зауыттары тарихи деректерді зерттеу арқылы процесс параметрлерін жинап, талдай алады, олар мен процесс нәтижелері арасындағы корреляцияларды таба алады. Содан кейін автоматтандырылған процесс талдау арқылы анықталған кез келген жақсартуларды мұқият және тез тексеруге, тексеруге және мүмкін болған жағдайда енгізуге болатын мөлдір ортаны қамтамасыз етеді.
Жіксіз қалыптау қиындықтары Уақытында өндіріске бет бұруға байланысты, DISAMATIC® қалыптау желілерін пайдаланатын тұтынушылар көбінесе шағын партиялар арасында модельдерді жиі ауыстыруға мәжбүр. DISA компаниясының автоматты ұнтақ ауыстырғышы (APC) немесе жылдам ұнтақ ауыстырғышы (QPC) сияқты жабдықтарын пайдалана отырып, үлгілерді бір минут ішінде өзгертуге болады. Жоғары жылдамдықты үлгі өзгерістері орын алған сайын, процестегі бөгет құюға қарай ығысады - үлгі өзгергеннен кейін құйғышты қолмен құюға қажетті уақыт. Жіксіз құю - құю процесінің бұл кезеңін жақсартудың ең жақсы тәсілі. Құю көбінесе ішінара автоматтандырылған болса да, толық автоматтандыру қалыптау желісінің басқару жүйелері мен құю жабдықтарын үздіксіз интеграциялауды қажет етеді, осылайша олар барлық мүмкін жұмыс жағдайларында толығымен синхронды жұмыс істейді. Мұны сенімді түрде жүзеге асыру үшін құю блогы келесі қалыпқа құю қауіпсіз екенін нақты білуі және қажет болған жағдайда құю блогының орнын реттеуі керек. Бірдей қалыптың тұрақты өндіріс процесінде тиімді автоматты толтыруға қол жеткізу онша қиын емес. Жаңа қалып жасалған сайын, қалып бағанасы бірдей қашықтықты (қалып қалыңдығын) жылжытады. Осылайша, толтыру блогы өндіріс желісі тоқтағаннан кейін келесі бос қалыпқа толтыруға дайын болып, сол қалпында қала алады. Құмның сығылуының өзгеруінен туындаған қалып қалыңдығының өзгеруін өтеу үшін құю позициясына тек шағын түзетулер енгізу қажет. Тұрақты өндіріс кезінде құю позицияларының тұрақтылығын сақтауға мүмкіндік беретін жаңа қалыптау желісінің мүмкіндіктерінің арқасында осы ұсақ түзетулерге деген қажеттілік жақында одан әрі азайды. Әрбір құю ​​аяқталғаннан кейін, қалыптау желісі тағы бір жүрісті жылжытады, келесі құюды бастау үшін келесі бос қалыпқа орналастырады. Бұл болып жатқанда, толтыру құрылғысын қайта толтыруға болады. Модельді ауыстырған кезде қалып қалыңдығы өзгеруі мүмкін, бұл күрделі автоматтандыруды қажет етеді. Құм жәшігінің биіктігі бекітілген көлденең құм жәшігі процесінен айырмашылығы, тік DISAMATIC® процесі құм мен темірдің тұрақты қатынасын сақтау және модельдің биіктігін ескеру үшін қалып қалыңдығын әрбір модель жиынтығы үшін қажетті дәл қалыңдыққа реттей алады. Бұл құюдың оңтайлы сапасы мен ресурстарды пайдалануды қамтамасыз етудегі үлкен артықшылық, бірақ қалып қалыңдығының әртүрлі болуы автоматты құюды басқаруды қиындатады. Модельді ауыстырғаннан кейін, DISAMATIC® машинасы сол қалыңдықтағы келесі қалып партиясын шығара бастайды, бірақ желідегі толтыру машинасы бұрынғы үлгідегі қалыптарды толтырады, олардың қалыңдығы әртүрлі болуы мүмкін. Мұнымен күресу үшін қалыптау желісі мен толтыру зауыты бір синхрондалған жүйе ретінде үздіксіз жұмыс істеуі керек, бір қалыңдықтағы қалыптарды шығарып, екіншісін қауіпсіз құюы керек. Үлгі өзгергеннен кейін жіксіз құю. Үлгі өзгергеннен кейін, қалыптау машиналары арасындағы қалған қалып қалыңдығы өзгеріссіз қалады. Алдыңғы модельден жасалған құю блогы өзгеріссіз қалады, бірақ қалыптау машинасынан шығатын жаңа қалып қалыңырақ немесе жұқарақ болуы мүмкін болғандықтан, бүкіл жіп әр циклде әртүрлі қашықтықта - жаңа қалып қалыңдығына дейін жылжуы мүмкін. Бұл қалыптау машинасының әрбір жүрісімен жіксіз құю жүйесі келесі құюға дайындық ретінде құю орнын реттеуі керек дегенді білдіреді. Алдыңғы қалып партиясы құйылғаннан кейін, қалып қалыңдығы қайтадан тұрақты болады және тұрақты өндіріс қайта басталады. Мысалы, егер жаңа қалып бұрын құйылып жатқан 200 мм қалыңдықтағы қалыптың орнына 150 мм қалыңдықта болса, құю құрылғысы қалыптау машинасының әрбір жүрісімен қалыптау машинасына қарай 50 мм артқа жылжып, дұрыс құю күйінде болуы керек. . Қалып бағанасы қозғалмай тұрғанда құю қондырғысы құюға дайындалуы үшін, құю қондырғысының контроллері қандай қалыпқа құятынын және құю аймағына қашан және қайда келетінін нақты білуі керек. Жұқа қалыптарды құю кезінде қалың қалыптар шығаратын жаңа модельді пайдалану арқылы жүйе бір циклде екі қалып құя алуы керек. Мысалы, диаметрі 400 мм қалып жасағанда және диаметрі 200 мм қалып құйғанда, құю құрылғысы жасалған әрбір қалып үшін қалыптау машинасынан 200 мм қашықтықта болуы керек. Белгілі бір сәтте 400 мм жүріс екі толтырылмаған 200 мм диаметрлі қалыптарды мүмкін құю аймағынан шығарады. Бұл жағдайда қалыптау машинасы келесі жүріске өтпес бұрын толтыру құрылғысы екі 200 мм қалыптарды құюды аяқтағанша күтуі керек. Немесе жұқа қалыптарды жасаған кезде, құюшы қалың қалыптарды құйып жатқанда циклде құюды толығымен өткізіп жібере алуы керек. Мысалы, диаметрі 200 мм қалып жасағанда және диаметрі 400 мм қалып құйғанда, құю аймағына жаңа 400 мм диаметрлі қалып қою екі 200 мм диаметрлі қалып жасау қажет екенін білдіреді. Жоғарыда сипатталғандай, ақаусыз автоматтандырылған құюды қамтамасыз ету үшін интеграцияланған қалыптау және құю жүйесі үшін қажетті бақылау, есептеулер және деректер алмасу бұрын көптеген жабдық жеткізушілері үшін қиындықтар туғызған. Бірақ заманауи машиналардың, цифрлық жүйелердің және ең жақсы тәжірибелердің арқасында минималды орнатумен біркелкі құюға тез қол жеткізуге болады (және қол жеткізілді). Негізгі талап - процесті «есепке алудың» қандай да бір түрі, әрбір қалыптың орналасқан жері туралы ақпаратты нақты уақыт режимінде береді. DISA компаниясының Monitizer®|CIM (Компьютерлік интеграцияланған модуль) жүйесі бұл мақсатқа әрбір жасалған қалыптарды жазып, оның өндіріс желісі арқылы қозғалысын бақылау арқылы қол жеткізеді. Процесс таймері ретінде ол әрбір қалып пен оның саптамасының өндіріс желісіндегі орнын әр секунд сайын есептейтін уақыт белгісі бар деректер ағындарының сериясын жасайды. Қажет болған жағдайда, ол дәл синхрондауға қол жеткізу үшін құю зауытын басқару жүйесімен және басқа жүйелермен нақты уақыт режимінде деректер алмасады. DISA жүйесі әрбір қалып үшін маңызды деректерді, мысалы, қалып қалыңдығы мен құюға болатын/құйылмайтынын CIM дерекқорынан алып, оны құю зауытын басқару жүйесіне жібереді. Осы дәл деректерді (қалып экструзиядан кейін жасалған) пайдалана отырып, құюшы қалып келгенге дейін құю жинағын дұрыс орынға жылжыта алады, содан кейін қалып әлі қозғалып тұрған кезде тығын шыбығын аша бастайды. Қалып құю зауытынан темірді алу үшін уақытында келеді. Бұл тамаша уақыт өте маңызды, яғни балқыма құю тостағанына дәл жетеді. Құю уақыты - өнімділіктің кең таралған кедергісі, және құюдың басталуын дәл уақытында белгілеу арқылы цикл уақытын секундтың бірнеше оннан бір бөлігіне қысқартуға болады. DISA қалыптау жүйесі сонымен қатар қалыптау машинасынан ағымдағы қалып өлшемі мен инъекция қысымы сияқты тиісті деректерді, сондай-ақ құмның сығылуы сияқты кеңірек процесс деректерін Monitizer®|CIM-ге жібереді. Өз кезегінде, Monitizer®|CIM құю зауытынан әрбір қалып үшін құю температурасы, құю уақыты және құю мен егу процестерінің сәттілігі сияқты сапа маңызды параметрлерін алады және сақтайды. Бұл жеке қалыптарды шайқау жүйесінде араластырмас бұрын нашар деп белгілеуге және бөлуге мүмкіндік береді. Қалыптау машиналарын, қалыптау желілерін және құюды автоматтандырумен қатар, Monitizer®|CIM алу, сақтау, есеп беру және талдау үшін Industry 4.0 стандартына сәйкес келетін құрылымды ұсынады. Құю зауытының басшылығы егжей-тегжейлі есептерді көре алады және сапа мәселелерін бақылау және әлеуетті жақсартуларды жүзеге асыру үшін деректерді тереңдете алады. Ortrander компаниясының жіксіз құю тәжірибесі Ortrander Eisenhütte - Германиядағы автомобиль компоненттеріне, ауыр ағаш пештеріне және инфрақұрылымға, сондай-ақ жалпы машина бөлшектеріне арналған орташа көлемді, жоғары сапалы темір құймаларын өндіруге маманданған отбасылық құю зауыты. Құю зауыты сұр шойын, иілгіш шойын және тығыздалған графит шойын шығарады және жылына шамамен 27 000 тонна жоғары сапалы құймаларды шығарады, аптасына бес күн екі ауысымда жұмыс істейді. Ortrander төрт 6 тонналық индукциялық балқыту пештерін және үш DISA қалыптау желісін басқарады, күніне шамамен 100 тонна құйма шығарады. Бұған бір сағаттық қысқа өндірістік циклдар кіреді, кейде маңызды клиенттер үшін аз, сондықтан үлгіні жиі ауыстыруға тура келеді. Сапа мен тиімділікті оңтайландыру үшін бас директор Бернд Х. Уильямс-Бук автоматтандыру мен аналитиканы енгізуге айтарлықтай ресурстар жұмсады. Бірінші қадам темірді балқыту және мөлшерлеу процесін автоматтандыру, 3D лазерлік технологияны, инкубацияны және температураны бақылауды қамтитын ең жаңа pourTECH жүйесін пайдаланып үш қолданыстағы құю пешін жаңарту болды. Пештер, қалыптау және құю желілері енді сандық түрде басқарылады және синхрондалады, толығымен дерлік автоматты түрде жұмыс істейді. Қалыптау машинасы моделін өзгерткен кезде, pourTECH құю контроллері DISA Monitizer®|CIM жүйесінен жаңа қалып өлшемдерін сұрайды. DISA деректеріне сүйене отырып, құю контроллері әрбір құю ​​үшін құю түйінін қайда орналастыру керектігін есептейді. Ол құю зауытына алғашқы жаңа қалып қашан келетінін дәл біледі және автоматты түрде жаңа құю тізбегіне ауысады. Егер джиг кез келген уақытта жүрісі аяқталса, DISAMATIC® машинасы тоқтайды және джиг автоматты түрде оралады. Машинадан алғашқы жаңа қалып алынған кезде, операторға оның дұрыс орында тұрғанын көзбен тексеру үшін ескерту жасалады. Жіксіз құюдың артықшылықтары Дәстүрлі қолмен құю процестері немесе онша күрделі емес автоматтандырылған жүйелер модельді өзгерту кезінде өндіріс уақытының жоғалуына әкелуі мүмкін, бұл қалыптау машинасында қалыптарды тез ауыстырған кезде де сөзсіз. Құю машинасы мен құю қалыптарын қолмен қалпына келтіру баяуырақ, көбірек операторларды қажет етеді және тұтану сияқты қателіктерге бейім. Ortrander қолмен бөтелкеге ​​құйған кезде қызметкерлері ақырында шаршап, зейінін жоғалтып, босаңсу сияқты қателіктер жіберетінін анықтады. Қалыптау мен құюдың біркелкі интеграциясы қалдықтар мен тоқтап қалу уақытын азайта отырып, жылдамырақ, тұрақтырақ және жоғары сапалы процестерді қамтамасыз етеді. Ortrander көмегімен автоматты толтыру модельді өзгерту кезінде толтыру блогының орнын реттеу үшін бұрын қажет болған үш минутты жояды. Уильямс-Бук мырзаның айтуынша, түрлендірудің барлық процесі бұрын 4,5 минутты алатын. Бүгінде екі минуттан аз уақыт кетеді. Бір ауысымда 8-ден 12-ге дейінгі модельдерді ауыстыру арқылы Ortrander қызметкерлері қазір бір ауысымда шамамен 30 минут жұмсайды, бұл бұрынғыдан екі есе аз. Сапа жоғары тұрақтылық және процестерді үздіксіз оңтайландыру мүмкіндігі арқылы жақсарады. Ortrander жіксіз құюды енгізу арқылы қалдықтарды шамамен 20%-ға азайтты. Модельдерді ауыстырған кездегі тоқтап қалу уақытын азайтумен қатар, бүкіл қалыптау және құю желісі алдыңғы үш адамның орнына тек екі адамды қажет етеді. Кейбір ауысымдарда үш адам екі толық өндіріс желісін басқара алады. Бұл жұмысшылардың барлығы дерлік бақылауды жүзеге асырады: келесі модельді таңдаудан, құм қоспаларын басқарудан және балқыманы тасымалдаудан басқа, оларда қолмен орындалатын жұмыстар аз. Тағы бір артықшылығы - тәжірибелі қызметкерлерге деген қажеттіліктің азаюы, оларды табу қиын. Автоматтандыру операторларды оқытуды қажет етсе де, ол адамдарға дұрыс шешім қабылдау үшін қажетті маңызды процесс туралы ақпарат береді. Болашақта машиналар барлық шешімдерді қабылдауы мүмкін. Жіксіз құюдан алынатын деректер дивидендтері Процесті жақсартуға тырысқанда, құю зауыттары көбінесе: «Біз бірдей нәрсені бірдей жолмен жасаймыз, бірақ әртүрлі нәтижелермен», - дейді. Сондықтан олар бірдей температурада және деңгейде 10 секунд бойы құяды, бірақ кейбір құюлар жақсы, ал кейбіреулері нашар. Автоматтандырылған сенсорларды қосу, әрбір процесс параметрі бойынша уақыт белгісі бар деректерді жинау және нәтижелерді бақылау арқылы интеграцияланған жіксіз құю жүйесі байланысты процесс деректерінің тізбегін жасайды, бұл сапа нашарлай бастаған кезде түпкі себептерді анықтауды жеңілдетеді. Мысалы, тежегіш дискілерінің партиясында күтпеген қоспалар пайда болса, менеджерлер параметрлердің қолайлы шектерде екенін тез тексере алады. Қалыптау машинасының, құю қондырғысының және пештер мен құм араластырғыштар сияқты басқа функциялардың контроллерлері үйлесімді жұмыс істейтіндіктен, олар жасаған деректерді құм қасиеттерінен бастап құйма бетінің соңғы сапасына дейінгі процесс барысындағы байланыстарды анықтау үшін талдауға болады. Мүмкін болатын бір мысал - құю деңгейі мен температураның әрбір жеке модель үшін қалып толтыруына қалай әсер ететіні. Нәтижесінде алынған дерекқор сонымен қатар процестерді оңтайландыру үшін машиналық оқыту және жасанды интеллект (ЖИ) сияқты автоматтандырылған талдау әдістерін болашақта пайдаланудың негізін қалайды. Ortrander машина интерфейстері, сенсорлық өлшеулер және сынақ үлгілері арқылы процесс деректерін нақты уақыт режимінде жинайды. Әрбір қалып құю үшін мыңға жуық параметр жиналады. Бұрын ол тек әрбір құюға қажетті уақытты ғана жазып отыратын, бірақ қазір құю ​​саптамасының деңгейінің әр секунд сайын қандай екенін дәл біледі, бұл тәжірибелі қызметкерлерге бұл параметрдің басқа көрсеткіштерге, сондай-ақ құюдың соңғы сапасына қалай әсер ететінін тексеруге мүмкіндік береді. Қалып толтырылып жатқанда құю саптамасынан сұйықтық ағып кете ме, әлде құю саптамасы толтыру кезінде тұрақты деңгейге дейін толтырыла ма? Ortrander жылына үш-бес миллион қалып шығарады және үлкен көлемде деректер жинады. Ortrander сонымен қатар сапа мәселелері туындаған жағдайда әрбір құюдың бірнеше суретін pourTECH дерекқорында сақтайды. Бұл суреттерді автоматты түрде бағалаудың жолын табу - болашақ мақсат. Қорытынды. Бір мезгілде автоматтандырылған қалыптау және құю процестерді жылдамдатуға, сапаның тұрақтылығына және қалдықтардың аз болуына әкеледі. Тегіс құю және автоматты түрде үлгіні өзгерту арқылы өндіріс желісі тиімді түрде автономды жұмыс істейді, тек минималды қол күшін қажет етеді. Оператор бақылаушы рөл атқаратындықтан, аз персонал қажет. Жіксіз құю қазір әлемнің көптеген жерлерінде қолданылады және барлық заманауи құю зауыттарына қолданылуы мүмкін. Әрбір құю ​​зауыты өз қажеттіліктеріне бейімделген сәл басқаша шешімді қажет етеді, бірақ оны енгізу технологиясы жақсы дәлелденген, қазіргі уақытта DISA және оның серіктесі pour-tech AB компанияларында қолжетімді және көп жұмысты қажет етпейді. Тапсырыс бойынша жұмыстар жүргізілуі мүмкін. Құю зауыттарында жасанды интеллект пен интеллектуалды автоматтандыруды қолданудың артуы әлі де сынақ кезеңінде, бірақ құю зауыттары мен OEM өндірушілері алдағы екі-үш жылда көбірек деректер мен қосымша тәжірибе жинағандықтан, автоматтандыруға көшу айтарлықтай жеделдейді. Бұл шешім қазіргі уақытта міндетті емес, дегенмен, деректерді талдау процестерді оңтайландырудың және кірістілікті арттырудың ең жақсы тәсілі болғандықтан, автоматтандыру мен деректерді жинауды кеңейту эксперименттік жоба емес, стандартты тәжірибеге айналуда. Бұрын құю зауытының ең үлкен активтері оның моделі және қызметкерлерінің тәжірибесі болды. Енді үздіксіз құю автоматтандыруды кеңейту және Industry 4.0 жүйелерімен біріктірілгендіктен, деректер құю ​​зауытының табысының үшінші тірегіне тез айналуда.
—Осы мақаланы дайындау кезіндегі пікірлері үшін pour-tech және Ortrander Eisenhütte компанияларына шын жүректен алғыс айтамыз.
Иә, мен өнімдер мен материалдар бойынша барлық соңғы жаңалықтар, сынақтар және есептер туралы екі апта сайын шығатын Foundry-Planet ақпараттық бюллетенін алғым келеді. Сонымен қатар, арнайы ақпараттық бюллетеньдер – барлығын кез келген уақытта тегін бас тартуға болады.