Tecnologia innovativa|Wanfeng Tech.: Sistema di fusione per formatura intelligente per testate dei cilindri in lega di alluminio mediante colata per gravità

Nome della tecnologia: Sistema di fusione per formatura intelligente di teste cilindri in lega di alluminio mediante colata per gravità

Azienda:Zhejiang Wanfeng Sviluppo tecnologico Co., Ltd.

Categoria:attrezzature di colata, automazione, apparecchiature periferiche e integrazione

Scadenza:applicazione matura

Tipo di innovazione:innovazione originale

Ambito di applicazione:veicoli a nuova energia, veicoli convenzionali, aerospaziale

Nomi e numeri dei brevetti:

Brevetto:strumento di connessione del robot con funzione di prevenzione delle collisioni

N. brevetto:ZL202011470118.2

Brevetto:dispositivo di azionamento per macchina GDC con inclinazione servo

N. brevetto:ZL202321653344.3

Brevetto:Macchina GDC con inclinazione servoassistita con trasmissione a semiingranaggio

N. brevetto:ZL202321653351.3

Diritto d'autore del software:Sistema di gestione del casting Wanfeng MES V1.0

N. software:2022SR0973651

Diritto d'autore del software:Software di tracciabilità dei processi Wanfeng MES V1.0

N. software:2022SR0974862

Una produzione intelligente, moderna, con personale snello e ad alta efficienza sono diventate tendenze fondamentali nella trasformazione industriale. Con l’attuazione della strategia “Made in China 2025” e dell’iniziativa “sostituzione dei robot”, il settore manifatturiero sta attraversando un cambiamento strutturale globale e profondo.

I robot sono ormai ampiamente utilizzati nel settore manifatturiero globale. Le linee di produzione robotizzate automatizzate sono diventate la corrente principale delle apparecchiature di automazione integrata e la direzione principale per le future linee intelligenti. La pressofusione per gravità, in quanto processo fondamentale tradizionale, ha visto progressi nell’automazione negli ultimi due decenni, con robot industriali e apparecchiature automatizzate dedicate che costruiscono sistemi di produzione automatizzati a processo completo.

Tuttavia, le testate dei motori hanno strutture complesse e standard di qualità esigenti. Il processo di colata per gravità presenta particolarità notevoli: flusso di lavoro complesso, requisiti di elevata precisione di colata, necessità di un funzionamento continuo e regolare durante il processo, peso elevato del pezzo e inquinamento dei fumi di scarico. L’automazione complessiva è quindi difficile da implementare. Inoltre, gli OEM impongono standard rigorosi sulle teste dei cilindri come componenti principali del gruppo propulsore, che coprono la produzione intelligente, il livello di automazione e la coerenza dei pezzi finiti, aumentando la soglia di ricerca e sviluppo e di implementazione per le linee automatizzate di colata a gravità.

Questo pacchetto di apparecchiature integrate comprende un sistema di fornitura automatica dell'alluminio, un forno di mantenimento del crogiolo, apparecchiature di degasaggio, robot di colata, linea di trasporto centralizzata, macchina di colata a gravità servo, tavola rotante per nuclei di sabbia, robot di posizionamento ed estrazione delle anime e binari di scorrimento del robot. L'intera linea utilizza l'integrazione dell'automazione robotica per completare in un'unica operazione l'intero e complesso flusso di lavoro della colata per gravità della testata: cambio del crogiolo, degasaggio dell'alluminio fuso, preimpostazione dell'anima in sabbia, colata con inclinazione servoassistita, estrazione della fusione, marcatura del pezzo e eliminazione del carotaggio della fusione. La linea realizza una produzione senza operatore in tutto.

Sistema automatico di alimentazione dell'alluminio:dopo la fusione, l'alluminio fuso viene sottoposto a spillatura e degasaggio prima di essere trasferito al forno di attesa sulla linea di colata. Questo sistema sostituisce il tradizionale trasferimento tramite carrello elevatore e carroponte con il trasporto di metallo fuso senza operatore. Un sistema di pianificazione intelligente dedicato fornisce il metallo fuso nelle quantità ordinate, eliminando i rischi per la sicurezza dei carrelli elevatori e prevenendo il degrado della composizione dovuto a trasferimenti ripetuti. Il sistema integra la commutazione automatica del forno di attesa, il riscaldamento a temperatura costante e i carrelli di trasferimento per carichi pesanti ad alta temperatura per garantire una fornitura continua e stabile di alluminio fuso.

Colatrice a gravità servo ribaltabile per testate:la macchina utilizza un servomotore che aziona un meccanismo ad ingranaggi per eseguire il versamento inclinato. L'angolo di versamento in avanti può essere regolato all'infinito entro l'intervallo di progettazione e l'inclinazione di ritorno supporta velocità variabili in modo indipendente per segmento con transizioni fluide tra le fasi di azione. Il servoazionamento ad alta precisione garantisce un'inclinazione uniforme, un versamento senza urti e nessun trascinamento di gas, migliorando efficacemente la qualità della fusione interna.

Meccanismi ausiliari per la macchina di colata a gravità:lo stampo laterale può ribaltarsi verso l'alto di 45 gradi per una facile pulizia interna e spray di rivestimento. Un sistema centralizzato di estrazione dei fumi raccoglie e tratta i fumi di scarico ad alta temperatura provenienti dai nuclei di sabbia per soddisfare i requisiti sulle emissioni ambientali. Le strutture di protezione del nucleo di sabbia e di raccolta dei rifiuti raccolgono la sabbia di scarto centralmente, semplificando la pulizia in loco.

Sistema di controllo intelligente del raffreddamento per il versamento:utilizzando il controllo digitale a circuito chiuso con un'eccellente precisione di regolazione, monitora il flusso e la temperatura del mezzo di raffreddamento in tempo reale e adatta dinamicamente le condizioni di raffreddamento in base a parametri di processo preimpostati, adattandosi con precisione agli standard di colata con inclinazione servoassistita e soddisfacendo gli esigenti requisiti di processo delle fusioni complesse delle testate.

Cella di colata automatica robotizzata:un robot industriale dotato di una siviera dedicata completa autonomamente la raccolta del metallo fuso, la scrematura delle scorie superficiali e il versamento seguendo il contorno. La precisione del peso di raccolta del metallo fuso è controllata a ±1% e il movimento di colata segue in modo sincrono la posizione di inclinazione della macchina a gravità, migliorando notevolmente la stabilità di colata.

Rcella robotizzata automatica di alesaggio ed estrazione colata:integra la preimpostazione dell'anima in sabbia e l'estrazione del getto formato in un unico flusso di lavoro, con una logica di presa e posizionamento ottimizzata che affronta specificamente i difetti di abrasione della superficie durante il posizionamento dell'anima in sabbia.

Dispositivo per la pulizia delle anime in sabbia di colata: dotato di un attuatore di sterratura dedicato che elimina automaticamente i nuclei di sabbia residui dalle parti esterne della fusione, riducendo l'interferenza della sabbia nella lavorazione a valle e migliorando la stabilità del processo a valle.

Sistema di monitoraggio e controllo intelligente su tutta la linea:ciascuna stazione del processo include meccanismi di previsione dei guasti, con allarme tempestivo per funzionamento anomalo e allarmi acustico-visivi per parametri fuori soglia. Un programma di debug a cambio rapido fornisce un'interfaccia intuitiva per un cambio e una messa in servizio efficienti del prodotto.

Sistema di gestione MES specifico per il casting:oltre alle funzioni standard di gestione della produzione, aggiunge moduli di qualità fondamentali: tracciabilità dei dati di processo dell'intero processo, monitoraggio e analisi delle attività di linea e avvisi di attività anomale. Supporta il richiamo con un clic dei parametri di processo storici per le singole macchine, aiutando i tecnici a rintracciare le cause principali dei difetti di fusione e a ottimizzare i processi di produzione.

1. Dopo la distribuzione, il progetto aiuta i clientiridurre il consumo energetico complessivo del 30%, aumentare la capacità complessiva del 20%, razionalizzare 2 postazioni operative e ridurre 4 lavoratori per turno. Il sistema integra funzioni digitali tra cui il monitoraggio delle condizioni delle apparecchiature, il monitoraggio della capacità in tempo reale, l'analisi OEE, il controllo energetico raffinato, l'ispezione intelligente delle apparecchiature, la videosorveglianza in loco e la gestione delle autorizzazioni del personale. La linea può connettersi perfettamente al sistema di fonderia intelligente esistente del cliente. Questo progetto crea un punto di riferimento di produzione automatizzata integrata per i clienti, rivoluzionando il modello di produzione frammentato e disperso e migliorando significativamente il ritorno sull’investimento. Promuove inoltre una trasformazione intelligente nel settore della fusione delle leghe di alluminio, fornendo una dimostrazione di uno sviluppo di alta qualità.

2. Il progetto abbandona il tradizionale approccio robotizzato di colata rotante a punto fisso e adotta in modo innovativo un'architettura di colata scorrevole su rotaia, collegando l'intera catena automatizzata: trasferimento automatico dell'alluminio fuso, raffinazione in linea, impostazione automatica del nucleo, colata servo, estrazione della fusione, marcatura del prodotto e trasportatore di raffreddamento.Ciò riduce notevolmente la manodopera in loco, riduce l’intensità del lavoro e le barriere tecniche e migliora complessivamente l’ambiente dell’officina.

3. La linea è dotata di una stazione servoidraulica con eccezionali vantaggi in termini di risparmio energetico: la macchina si arresta istantaneamente quando non sono necessari pressione o flusso, evitando lunghi periodi di inattività. Pressione e flusso sono regolabili visivamente tramite touchscreen con un funzionamento semplice. L'ampio intervallo di regolazione consente al motore di funzionare a bassa velocità per periodi prolungati, riducendo significativamente il consumo di energia alla fonte di alimentazione. Rispetto ai tradizionali layout di getto, la linea su rotaia ha undisposizione ordinata e utilizzo dello spazio dell'impianto significativamente migliorato. Questo progetto ha un importante valore pratico per l’industria della fusione a gravità in quanto consente di ottenere una produzione completamente automatizzata, risparmi energetici e riduzione delle emissioni di carbonio, riduzione delle emissioni inquinanti, riduzione dell’intensità del lavoro in prima linea e migliori condizioni di lavoro in officina.

4. Il progetto comprende un sistema di gestione MES personalizzato per l'industria della fusione, che fornisce alle imprese l'analisi della tracciabilità dei difetti di fusione, la tracciabilità della qualità dell'intero processo e il controllo digitale della produzione in loco,elevando in modo completo la raffinata gestione della fabbrica.

5. Questa apparecchiatura integrata è un risultato sviluppato in modo indipendente dall'azienda, con molteplici tecnologie core e corrispondenti diritti di proprietà intellettuale proprietari. I risultati guidano l’iterazione tecnologica nel settore cinese delle apparecchiature integrate automatizzate,rafforzare la capacità di innovazione indipendente dell'azienda e la competitività sul mercatoe creare una dimostrazione dell'applicazione industriale. Ha inoltre un significato strategico di vasta portata per ottimizzare la struttura industriale della produzione di attrezzature e della lavorazione della fusione, coltivare marchi nazionali indipendenti, dimostrare i vantaggi del "Made in China" e migliorare la competitività sul mercato internazionale dei prodotti di fusione cinesi.