자동 성형

파운드리는 더 높은 품질, 낭비, 최대 가동 시간 및 최소 비용의 장기 목표를 달성하기 위해 데이터 중심 프로세스 자동화를 점점 더 채택하고 있습니다. 붓기 및 성형 공정 (Seamless Casting)의 완전히 통합 된 디지털 동기화는 특히 정시 생산,주기 시간 감소 및 더 빈번한 모델 변경의 문제에 직면 한 파운드리에 특히 유용합니다. 완벽하게 연결되는 자동 성형 및 주조 시스템을 사용하면 주조 공정이 더 빨라지고 고품질 부품이 더 일관되게 생성됩니다. 자동화 된 쏟아지는 공정에는 쏟아지는 온도 모니터링 및 공급 접종 재료 및 각 곰팡이 검사가 포함됩니다. 이것은 각 캐스팅의 품질을 향상시키고 스크랩 속도를 줄입니다. 이 포괄적 인 자동화는 또한 수년간의 전문 경험을 가진 운영자의 필요성을 줄입니다. 전반적으로 더 적은 근로자가 관여하기 때문에 운영도 더 안전 해집니다. 이 비전은 미래의 비전이 아닙니다. 이것은 지금 일어나고 있습니다. Foundry Automation 및 Robotics, 데이터 수집 및 분석과 같은 도구는 수십 년에 걸쳐 발전해 왔지만 최근에 저렴한 고성능 컴퓨팅 및 Advanced Industry 4.0 네트워크 센서 및 호환 제어 시스템의 개발로 진보가 가속화되었습니다. 솔루션과 파트너를 통해 파운드리는 더 야심 찬 프로젝트를 지원하기 위해 강력하고 지능적인 인프라를 만들 수 있도록하여 이전에 독립적 인 하위 프로세스를 통합하여 노력을 조정할 수 있습니다. 이러한 자동화 된 통합 시스템에 의해 수집 된 프로세스 데이터를 저장 및 분석하면 데이터 중심의 지속적인 개선의 덕이있는주기의 문이 열립니다. 파운드리는 과거 데이터를 검사하여 프로세스 매개 변수를 수집하고 분석하여 프로세스 결과와 프로세스 결과 간의 상관 관계를 찾을 수 있습니다. 그런 다음 자동화 된 프로세스는 분석에 의해 식별 된 개선 사항을 철저하고 신속하게 테스트, 검증 및 가능한 경우 구현할 수있는 투명한 환경을 제공합니다.
정시 생산에 대한 추세로 인해 원활한 성형 문제로 인해 Disamatic® 성형 라인을 사용하는 고객은 종종 작은 배치 사이에서 모델을 자주 변경해야합니다. APC (Automatic Powder Changer) 또는 DISA의 빠른 파우더 체인저 (QPC)와 같은 장비를 사용하여 템플릿을 1 분 안에 변경할 수 있습니다. 고속 패턴 변화가 발생함에 따라, 프로세스의 병목 현상은 쏟아지는 경향이 있습니다. 패턴 변경 후 수동으로 Tundish를 쏟아 부는 데 필요한 시간입니다. 원활한 캐스팅은 캐스팅 과정 의이 단계를 개선하는 가장 좋은 방법입니다. 캐스팅은 종종 이미 부분적으로 자동화되지만 전체 자동화에는 성형 라인의 제어 시스템을 완벽하게 통합해야하므로 가능한 모든 작동 상황에서 완전히 동기로 작동합니다. 이 신뢰성을 얻으려면 쏟아지는 장치는 다음 곰팡이를 부어주는 것이 안전한 위치를 정확히 알고 필요한 경우 충전 장치의 위치를 ​​조정해야합니다. 동일한 금형의 안정적인 생산 공정에서 효율적인 자동 충전을 달성하는 것은 그리 어렵지 않습니다. 새로운 금형이 만들어 질 때마다 금형 열은 동일한 거리 (금형 두께)로 이동합니다. 이러한 방식으로, 충전 장치는 동일한 위치에 남아있을 수 있으며, 생산 라인이 중지 된 후 다음 빈 금형을 채울 수 있습니다. 모래 압축성의 변화로 인한 곰팡이 두께의 변화를 보상하기 위해서는 부어 위치에 대한 약간의 조정 만 필요합니다. 이러한 미세 조정의 필요성은 최근 쏟아지는 위치가 일관된 생산 동안보다 일관성을 유지할 수 있도록하는 새로운 성형 라인 기능 덕분에 더욱 줄어들 었습니다. 각 붓기가 완료된 후, 성형 선은 한 번의 스트로크를 다시 움직여 다음 빈 금형을 제자리에 놓아 다음 붓기를 시작합니다. 이런 일이 발생하는 동안 충전 장치를 리필 할 수 있습니다. 모델을 변경할 때는 금형의 두께가 변할 수 있으며 복잡한 자동화가 필요합니다. 샌드 박스의 높이가 고정 된 수평 샌드 박스 프로세스와 달리, 수직 디아 틱 ® 프로세스는 각 모델 세트에 필요한 정확한 두께로 금형의 두께를 일정한 모래 대 철분 비율을 유지하고 모델의 높이를 설명 할 수 있습니다. 이는 최적의 캐스팅 품질 및 자원 활용을 보장하는 데 큰 이점이지만, 곰팡이 두께가 다양한 금형 두께로 인해 자동 캐스팅 제어가 더욱 어려워집니다. 모델 변경 후, Disamatic® 기계는 동일한 두께의 다음 금형 배치를 생성하기 시작하지만 라인의 충전 기계는 여전히 이전 모델의 금형을 채 웁니다. 이를 방지하기 위해 성형 라인과 충전 플랜트는 하나의 동기화 된 시스템으로 완벽하게 작동하여 하나의 두께의 곰팡이를 생성하고 다른 두께를 안전하게 쏟아냅니다. 패턴 변경 후 원활한 쏟아져. 패턴 변화 후, 성형 기계 사이의 나머지 금형의 두께는 동일하게 유지됩니다. 이전 모델로 만든 쏟아지는 장치는 동일하게 유지되지만 성형 기계에서 나오는 새로운 금형은 두껍거나 얇을 수 있으므로 전체 문자열은 각 사이클에서 다른 거리에서 새로운 형태의 두께로 전진 할 수 있습니다. 이것은 성형 기계의 각 스트로크마다 원활한 주조 시스템이 다음 캐스트를 준비하기 위해 캐스팅 위치를 조정해야 함을 의미합니다. 이전의 금형 배치가 쏟아진 후, 금형의 두께가 다시 일정하게되고 안정적인 생산이 재개됩니다. 예를 들어, 새로운 금형이 이전에 여전히 쏟아지고있는 200mm 두께의 금형 대신 150mm 두께 인 경우, 쏟아지는 장치는 성형 기계의 각 스트로크가 올바른 쏟아지는 위치에 있도록 성형 기계를 향해 50mm를 다시 움직여야합니다. . 금형 컬럼이 움직이지 않을 때 쏟아지는 플랜트가 쏟아 질 준비를하려면, 충전 플랜트 컨트롤러는 어떤 곰팡이가 쏟아 질지, 언제, 어디서 쏟아지는 지역에 도착할 것인지 알아야합니다. 얇은 금형을 주조하면서 두꺼운 금형을 생성하는 새로운 모델을 사용하여 시스템은 한 주기로 두 개의 금형을 주조 할 수 있어야합니다. 예를 들어, 400mm 직경 몰드를 만들고 200mm 직경의 금형을 쏟을 때 쏟아지는 장치는 각 금형에 대해 성형기에서 200mm 떨어져 있어야합니다. 어느 시점에서 400mm 스트로크는 2 개의 채워지지 않은 200mm 직경의 금형을 가능한 쏟아지는 영역에서 밀어냅니다. 이 경우, 성형기는 충전 장치가 다음 스트로크로 이동하기 전에 2 개의 200mm 금형을 쏟아 부을 때까지 기다려야합니다. 또는 얇은 곰팡이를 만들 때 붓기는 여전히 두꺼운 금형을 쏟아 부는 동안 사이클에서 붓기를 완전히 건너 뛸 수 있어야합니다. 예를 들어, 200mm 직경의 몰드를 만들고 400mm 직경의 금형을 쏟을 때 쏟아지는 영역에 새로운 400mm 직경의 몰드를 배치하면 2 개의 200mm 직경 몰드가 만들어야합니다. 위에서 설명한 것처럼 문제없는 자동 쏟아지는 통합 성형 및 쏟아지는 시스템에 필요한 추적, 계산 및 데이터 교환은 과거에 많은 장비 공급 업체에게 과제를 제시했습니다. 그러나 최신 기계, 디지털 시스템 및 모범 사례 덕분에 최소한의 설정으로 원활한 쏟아지는 쏟아지는 것이 빠르게 달성 될 수 있습니다. 주요 요구 사항은 프로세스의 "회계"형식으로 각 양식의 위치에 대한 정보를 실시간으로 제공합니다. DISA의 Monitizer® | CIM (Computer Integrated Module) 시스템은 각 금형을 기록하고 생산 라인을 통해 움직임을 추적 하여이 목표를 달성합니다. 프로세스 타이머로서, 초마다 생산 라인에서 각 금형의 위치와 노즐의 위치를 ​​계산하는 일련의 시간 스탬프 데이터 스트림을 생성합니다. 필요한 경우 정확한 동기화를 달성하기 위해 필링 플랜트 제어 시스템 및 기타 시스템과 실시간으로 데이터를 교환합니다. DISA 시스템은 곰팡이 두께와 같은 CIM 데이터베이스에서 각 금형에 대한 중요한 데이터를 추출하여 부을 수 없습니다. 이 정확한 데이터를 사용하여 (금형이 압출 된 후에 생성됨), Pourer는 금형이 도착하기 전에 쏟아지는 어셈블리를 올바른 위치로 이동시킨 다음 금형이 여전히 움직이는 동안 스토퍼로드를 열기 시작할 수 있습니다. 곰팡이는 제 시간에 도착하여 쏟아지는 식물로부터 철을받습니다. 이 이상적인 타이밍은 중요합니다. 즉, 용융물은 쏟아지는 컵에 정확하게 도달합니다. Pour Time은 일반적인 생산성 병목 현상이며, 쏟아지는 시작을 완벽하게 시계로 만들면 사이클 시간이 몇 초 정도 줄어들 수 있습니다. DISA 성형 시스템은 또한 전류 금형 크기 및 사출 압력과 같은 성형 기계의 관련 데이터뿐만 아니라 모래 압축성과 같은 광범위한 공정 데이터를 모니터 ® | CIM으로 전송합니다. Monitizer® | CIM은 부어 온도, 부어 시간 및 Pour 및 접종 공정의 성공과 같은 충전소의 각 곰팡이에 대한 품질 크리티컬 매개 변수를 수신하고 저장합니다. 이를 통해 진탕 시스템에서 혼합하기 전에 개별 형태를 나쁜 것으로 표시하고 분리 할 수 ​​있습니다. Monitizer® | CIM은 성형기, 성형 라인 및 주조를 자동화하는 것 외에도 획득, 저장,보고 및 분석을위한 업계 4.0 호환 프레임 워크를 제공합니다. Foundry Management는 자세한 보고서를보고 데이터로 드릴링하여 품질 문제를 추적하고 잠재적 인 개선을 유도 할 수 있습니다. Ortrander의 원활한 캐스팅 경험 Ortrander Eisenhütte는 독일의 가족 소유의 파운드리로, 자동차 부품, 고품질 목재 스토브 및 인프라 및 일반 기계 부품을위한 중간 규모, 고품질 철제 제작을 전문으로합니다. 파운드리는 회색 철, 연성 철 및 압축 된 흑연 철을 생산하고 매년 약 27,000 톤의 고품질 주물을 생산하여 일주일에 5 일 교대를 운영합니다. Ortrander는 4 개의 6 톤 유도 용융 용광로와 3 개의 DISA 성형 선을 작동시켜 하루에 약 100 톤의 주물을 생성합니다. 여기에는 1 시간의 짧은 생산 실행이 포함되며 때로는 중요한 클라이언트의 경우 때로는 템플릿을 자주 변경해야합니다. 품질과 효율성을 최적화하기 위해 CEO Bernd H. Williams-Book은 자동화 및 분석 구현에 중요한 리소스를 투자했습니다. 첫 번째 단계는 3D 레이저 기술, 인큐베이션 및 온도 제어를 포함하여 최신 Pourtech 시스템을 사용하여 3 개의 기존 캐스팅 용광로를 업그레이드하는 철 용해 및 투약 공정을 자동화하는 것이 었습니다. 용광로, 성형 및 주조 선은 이제 디지털 제어 및 동기화되어 거의 완전히 자동으로 작동합니다. 몰딩 머신이 모델을 변경하면 Pourtech Pour 컨트롤러는 새로운 금형 치수에 대한 DISA Monitizer® | CIM 시스템을 쿼리합니다. DISA 데이터를 기반으로, Pour Controller는 각 부어에 대한 부어 노드를 배치 할 위치를 계산합니다. 첫 번째 새로운 금형이 충전소에 도착하여 자동으로 새로운 쏟아지는 시퀀스로 전환되는시기를 정확히 알고 있습니다. 지그가 언제라도 스트로크 끝에 도달하면 Disamatic® 기계가 멈추고 지그가 자동으로 돌아옵니다. 첫 번째 새 금형이 기계에서 제거되면 연산자에게 알리면 올바른 위치에 있는지 시각적으로 확인할 수 있습니다. 전통적인 핸드 캐스팅 프로세스 또는 덜 복잡한 자동화 시스템을 원활하게 주조하는 이점은 모델 변경 중에 생산 시간이 손실 될 수 있으며, 이는 성형 기계의 빠른 금형 변화에도 불가피합니다. 수동으로 쏟아지는 사람과 부어 곰팡이가 느려지고 더 많은 연산자가 필요하며 플레어와 같은 오류가 발생하기 쉽습니다. Ortrander는 손으로 병을 뿌릴 때 직원들이 결국 피곤하고 집중력을 잃었고 느슨해지는 것과 같은 실수를 저질렀다는 것을 발견했습니다. 성형 및 붓기의 원활한 통합은 폐기물과 가동 중지 시간을 줄이면서 더 빠르고 일관되며 고품질 공정을 가능하게합니다. Ortrander를 사용하면 자동 충전물은 모델 변경 중에 충전 장치의 위치를 ​​조정하는 데 필요한 3 분을 제거합니다. 윌리엄스 북은 전체 전환 과정이 4.5 분이 걸렸다 고 말했다. 오늘 2 분도 채 걸리지 않습니다. 교대 당 8 개에서 12 개의 모델을 변경함으로써 Ortrander 직원은 이제 교대 당 약 30 분, 이전보다 절반 정도를 소비합니다. 더 큰 일관성과 프로세스를 지속적으로 최적화하는 능력을 통해 품질이 향상됩니다. Ortrander는 원활한 캐스팅을 도입하여 폐기물을 약 20% 줄였습니다. 모델을 변경할 때 다운 타임을 줄이는 것 외에도 전체 성형 및 쏟아지는 라인에는 이전 세 대신 두 사람 만 필요합니다. 일부 교대로 세 사람은 두 개의 완전한 생산 라인을 운영 할 수 있습니다. 모니터링은 거의 모든 근로자가하는 일입니다. 다음 모델을 선택하고 모래 믹스를 관리하고 용융물을 운송하는 것 외에는 수동 작업이 거의 없습니다. 또 다른 이점은 찾기 어려운 숙련 된 직원의 요구 감소입니다. 자동화에는 일부 운영자 교육이 필요하지만 사람들에게 좋은 결정을 내리는 데 필요한 중요한 프로세스 정보를 제공합니다. 앞으로 기계는 모든 결정을 내릴 수 있습니다. 파운드리는 프로세스를 개선하려고 할 때 원활한 캐스팅의 데이터 배당금으로 종종“우리는 같은 방식으로 같은 일을하지만 다른 결과를 가지고 있습니다.”라고 말합니다. 그래서 그들은 같은 온도와 수준에서 10 초 동안 캐스팅되었지만 일부 주물은 좋고 일부는 좋지 않습니다. 자동화 된 센서를 추가하고 각 프로세스 매개 변수에 대한 타임 스탬프 데이터를 수집하고 결과를 모니터링하여 통합 된 완벽한 캐스팅 시스템은 일련의 관련 프로세스 데이터를 생성하여 품질이 악화되기 시작할 때 근본 원인을 쉽게 식별 할 수 있습니다. 예를 들어, 예상치 못한 포함이 브레이크 디스크 배치에서 발생하면 관리자는 매개 변수가 허용 가능한 한계 내에 있는지 빠르게 확인할 수 있습니다. 성형 기계, 캐스팅 플랜트 및 용광로 및 모래 믹서와 같은 기타 기능을위한 컨트롤러가 콘서트에서 작동하기 때문에, 생성 된 데이터는 모래 특성에서 주조의 최종 표면 품질에 이르기까지 프로세스 전체의 관계를 식별하기 위해 분석 될 수 있습니다. 가능한 예 중 하나는 붓 수준과 온도가 각 개별 모델의 금형 충전에 영향을 미치는 방법입니다. 결과 데이터베이스는 또한 프로세스를 최적화하기 위해 기계 학습 및 인공 지능 (AI)과 같은 자동화 된 분석 기술의 향후 사용을위한 기초를 제시합니다. Ortrander는 기계 인터페이스, 센서 측정 및 테스트 샘플을 통해 프로세스 데이터를 실시간으로 수집합니다. 각각의 금형 주조에 대해 약 천 매개 변수가 수집됩니다. 이전에는 각 부어마다 필요한 시간 만 기록했지만 이제는 쏟아지는 노즐의 레벨이 매 초마다 정확히 알고있어 숙련 된 직원 이이 매개 변수가 다른 지표에 어떤 영향을 미치는지, 캐스팅의 최종 품질에 어떤 영향을 미치는지 조사 할 수 있습니다. 곰팡이가 채워지는 동안 쏟아지는 노즐에서 액체가 배수됩니까, 아니면 쏟아지는 노즐이 충전 중에 거의 일정한 수준으로 채워져 있습니까? Ortrander는 1 년에 3 ~ 5 백만 개의 곰팡이를 생산하며 엄청난 양의 데이터를 수집했습니다. Ortrander는 또한 품질 문제의 경우 Pourtech 데이터베이스에 각 Pour의 여러 이미지를 저장합니다. 이러한 이미지를 자동으로 평가하는 방법을 찾는 것이 미래의 목표입니다. 결론. 동시 자동 형성 및 쏟아지면 더 빠른 프로세스,보다 일관된 품질 및 낭비가 줄어 듭니다. 부드러운 캐스팅과 자동 패턴 변경으로 생산 라인은 효과적으로 자율적으로 작동하므로 최소한의 수동 노력 만 필요합니다. 운영자는 감독 역할을 수행하기 때문에 더 적은 인원이 필요합니다. 완벽한 캐스팅은 현재 전 세계 여러 곳에서 사용되며 모든 현대 파운드리에 적용 할 수 있습니다. 각 파운드리는 요구에 맞게 조정 된 약간 다른 솔루션이 필요하지만,이를 구현하는 기술은 현재 DISA와 파트너 인 Pour-Tech AB에서 제공되며 많은 작업이 필요하지 않습니다. 맞춤형 작업을 수행 할 수 있습니다. 파운드리에서 인공 지능과 지능형 자동화의 사용 증가는 여전히 테스트 단계에 있지만, 파운드리와 OEM이 향후 2 ~ 3 년 동안 더 많은 데이터와 추가 경험을 수집함에 따라 자동화로의 전환은 크게 가속화 될 것입니다. 그러나이 솔루션은 현재 선택 사항이지만 데이터 인텔리전스는 프로세스를 최적화하고 수익성을 향상시키는 가장 좋은 방법이므로 자동화 및 데이터 수집이 더 큰 실험 프로젝트보다는 표준 실습이되고 있습니다. 과거에는 파운드리의 가장 큰 자산은 모델과 직원의 경험이었습니다. 이제 완벽한 캐스팅이 더 큰 자동화 및 산업 4.0 시스템과 결합되었으므로 데이터는 빠르게 파운드리 성공의 세 번째 기둥이되고 있습니다.
-이 기사를 준비하는 동안 그들의 의견에 대해 Pour-Tech와 Ortrander Eisenhütte에게 진심으로 감사드립니다.
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