Проблемы и перспективы гибкой автоматизации в литье

Сложно говорить о гибкости литейного производства. Ведь это многооперационный процесс на каждом переделе технологии:

- от изготовления модели до приготовления смесей
- от формовки до заливки
- от охлаждения форм до зачистки отливок

Кроме того, на некоторых переделах производства сохраняется необходимость использования ручного труда.

На каждом этапе встречаются свои проблемы, которые осложняют использование гибкой автоматизации в литейном производстве и показывают какой объём подготовительных работ необходимо пройти.

Смесеприготовительный участок

Здесь «узкими» местами для успешной гибкой автоматизации является правильное дозирование компонентов смесей, последовательность их введения, поддержание температуры и влажности готовой смеси.

Формовочный участок

На формовочных машинах выполняются различные операции – это установка и смена моделей, засыпка и уплотнение смеси, протяжка. Программирования и кодирования требует каждая операция, а сделать это по одной лишь опоке невозможно. Требуется перенастройка всего оборудования со сменой номенклатуры. Например, место высверливания литниковой чаши, а также её размер будет меняться в зависимости от ассортимента литья.

Для успешной гибкой автоматизации формовочного участка необходимо оснащение его программируемыми интеллектуальными роботами, которые смогут опознать соответствие модельных плит, опок, наборов стержней и т.д.

Участок простановки стержней

Для того чтобы использовать автоматизированные роботы на этапе установки стержней в формы, необходимо менять конструкцию стержня. Ведь нужно дать возможность роботу захватить стержень, сориентировать его в пространстве и установить в нужное место. И так в форму может быть установлено до нескольких десятков различных стержней.

Участок заливки и охлаждения форм

Здесь необходимо учесть не только массу заливаемого металл, но и режимы заливки и охлаждения – температура расплава, скорость заполнения формы, скорость охлаждения отливки. От этого часто зависит внутренняя структура получаемой отливки, а значит, её эксплуатационные свойства.

Участок выбивки отливок

Выбивка форм сравнительно легко поддаётся автоматизации, но сделать её гибкой не просто. Для этого нужно обеспечить распознавание отливок после выбивки на конвейер.

На каждом из указанных участков линии получения отливок для обеспечения гибкой автоматизации необходимо использовать специальные датчики для контроля технологических параметров: влажности смеси, температуры расплава и т.д. При этом агрессивная среда, часто присутствующая в технологии литья, наличие шлака в расплаве не позволяет использовать общетехнические приспособления контроля. Необходимо учитывать эти моменты при создании гибких литейных производств.

Решение проблем гибкой автоматизации

Решение проблем гибкой автоматизации видится не только в том, чтобы переделать действующую технологию, которая изначально далека от гибкости, а подобрать более современные управляемые методы литья и на их основе построить гибкие производственные системы.

Например, «обойти» проблему налаживания гибкой автоматизации в области очистки отливок поможет применение технологии формовки, когда форма не оставляет следов на отливке. Это вакуумно-плёночная формовка (ВПФ). Здесь кварцевый песок удерживается не связующими – глиной, как в песчано-глинистых смесях, или смолой, как в холоднотвердеющих формах (ХТС). В методе ВПФ форма образуется и поддерживается в результате создания в опоке разряжения. При использовании этого метода исключаются такой передел литейной технологии, как –  выбивка. Для выбивки просто отключается вакуум. Соответственно отпадает необходимости в гибкой автоматизации этого процесса.

Или с этой же целью можно использовать технологию литья по газифицированным моделям. Преимущества этого метода, которые облегчат создание на его основе гибкой производственной системы, следующие:

- отсутствие стержней в форме
- просто кварцевый песок вместо формовочной смеси сложного состава

Сочетание ЛГМ с автоматизированной системой, интеллектуальными роботами позволяет запустить гибкую автоматизацию как для крупных, так и для мелких серий отливок.

Также необходимо учитывать, что возможность использования гибкой автоматизации в литейном производстве необходимо закладывать на этапе проектирования и конструирования отливок.

Успешные примеры использования гибкой автоматизации в литейном производстве

Робот используется для очистки отливок коробки передач – подаёт к отливке твёрдосплавную фрезу. Промышленный робот используется также для плазменной дуговой резки литников и прибылей после выбивки отливки. Используя датчик контроля, робот перемещает газовую горелку по заранее заданной траектории. Сигнал сенсорного устройства позволяет также обнаружить и удалить заусенцы на поверхности отливки. 

Широко используется гибкая автоматизация в литье под давлением. Робот программируется по контрольным точкам, в результате в автоматическом режиме происходит смазывание пресс-формы и аккуратное укладывание отливок после разъединения пресс-формы.

Часто в литейном производстве автоматизируют транспортные операции, создавая автоматические формовочные линии.

В компании СЛТ создан перспективный продукт – программный аппаратный комплекс «Умная литейка». Его применение позволяет управлять технологическими процессами на вашем производстве. По всем вопросам его использования вы можете проконсультироваться с нашими специалистами.