Innovativ teknik|Wanfeng Tech.: Intelligent formgjutningssystem för cylinderhuvuden i aluminiumlegering genom gravitationsgjutning

Teknikens namn: Intelligent formgjutningssystem för cylinderhuvuden av aluminiumlegering genom gravitationsgjutning

Företag:Zhejiang Wanfeng Technology Development Co., Ltd.

Kategori:gjututrustning, automation, kringutrustning och integration

Mognad:mogen applikation

Innovationstyp:original innovation

Tillämpningsomfång:nya energifordon, konventionella fordon, flyg

Patentnamn och nummer:

Patent:robotanslutningsverktyg med kollisionsundvikande funktion

Patent nr:ZL202011470118.2

Patent:drivenhet för servotilt GDC-maskin

Patent nr:ZL202321653344.3

Patent:servotilt GDC-maskin med halvväxeldrift

Patent nr:ZL202321653351.3

Upphovsrätt för programvara:Wanfeng MES gjutning ledningssystem V1.0

Programvara nr:2022SR0973651

Upphovsrätt för programvara:Wanfeng MES process spårbarhet programvara V1.0

Programvara nr:2022SR0974862

Intelligent, modern, lättbemannad och högeffektiv tillverkning har blivit kärntrender inom industriell omvandling. Med implementeringen av "Made in China 2025"-strategin och "robotbyte"-initiativet genomgår tillverkningssektorn omfattande och djupgående strukturella förändringar.

Robotar har nu spridits i stor utsträckning inom global tillverkning. Automatiserade robotproduktionslinjer har blivit huvudströmmen av integrerad automationsutrustning och kärnan för framtida smarta linjer. Gravity pressgjutning, som en traditionell grundprocess, har sett steg inom automatisering under de senaste två decennierna, med industrirobotar och dedikerad automatiserad utrustning som bygger fullprocess automatiserade produktionssystem.

Motorns cylinderhuvuden har dock komplexa strukturer och krävande kvalitetsstandarder. Tyngdkraftsprocessen har anmärkningsvärda särdrag: intrikat arbetsflöde, höga krav på gjutprecision, behov av kontinuerlig jämn drift under processen, tung arbetsstyckesvikt och avgasföroreningar. Övergripande automatisering är därför svår att implementera. Dessutom ställer OEM-tillverkare strikta standarder på cylinderhuvuden som kärnkomponenter i drivlinan, som täcker smart produktion, automationsnivå och konsistens av färdiga delar, vilket höjer FoU- och utbyggnadströskeln för automatiserade gravitationsgjutningslinjer.

Detta integrerade utrustningspaket omfattar ett automatiskt aluminiumförsörjningssystem, degelhållarugn, avgasningsutrustning, hällrobotar, centraliserad transportörlinje, servogravitationsgjutmaskin, roterande bord med sandkärna, härdsättnings- och utsugsrobotar och robotars glidbanor. Hela linjen använder sig av robotautomatisering för att fullborda det fullständiga komplexa arbetsflödet av cylinderhuvudets gravitation på ett ställe: degelomkoppling, avgasning av smält aluminium, förinställning av sandkärna, servotiltgjutning, gjutextraktion, arbetsstyckesmärkning och gjutborrning. Linjen uppnår obemannad produktion genomgående.

Automatiskt aluminiumförsörjningssystem:efter smältning går smält aluminium genom tappning och avgasning innan det överförs till lagringsugnen på gjutlinjen. Detta system ersätter traditionell överföring av gaffeltruckar och traverskranar med obemannad transport av smält metall. Ett dedikerat intelligent schemaläggningssystem levererar smält metall i ordnade kvantiteter, vilket eliminerar säkerhetsrisker för gaffeltruckar och förhindrar nedbrytning av sammansättningen från upprepade överföringar. Systemet integrerar automatisk hållugnsväxling, konstant temperaturuppvärmning och högtemperaturs tunga överföringsvagnar för att säkerställa kontinuerlig och stabil tillförsel av smält aluminium.

Servo tiltande gravitationshällmaskin för cylinderhuvuden:maskinen använder en servomotor som driver en växelmekanism för att utföra tippning. Hällningsvinkeln framåt kan justeras steglöst inom designområdet, och returlutningen stöder oberoende variabla hastigheter per segment med mjuka övergångar mellan handlingsstegen. Högprecisionsservodrift säkerställer mjuk lutning, stötfri gjutning och ingen gasinblandning, vilket effektivt förbättrar den interna gjutkvaliteten.

Hjälpmekanismer för gravitationshällmaskinen:sidoformen kan fällas uppåt med 45 grader för enkel invändig rengöring och beläggningsspray. Ett centraliserat rökutsugssystem samlar upp och behandlar högtemperaturavgaser från sandkärnor för att uppfylla miljökraven på utsläpp. Sandkärnans skärmning och strukturer för insamling av avfall samlar upp avfallssand centralt, vilket förenklar rengöring på plats.

Intelligent kylkontrollsystem för hällning:genom att använda digital sluten kretsstyrning med utmärkt regleringsprecision övervakar den kylmediets flöde och temperatur i realtid och anpassar dynamiskt kylförhållanden baserat på förinställda processparametrar, exakt matchar servotiltande gjutningsstandarder och möter de krävande processkraven för komplexa cylinderhuvudgjutgods.

Robotisk automatisk hällcell:en industrirobot utrustad med en dedikerad slev fullbordar autonomt skopa av smält metall, skumning av ytslagg och konturföljande gjutning. Viktprecisionen för upptagning av smält metall styrs till ±1 %, och hällrörelsen följer synkront lutningsställningen för gravitationsmaskinen, vilket avsevärt förbättrar hällstabiliteten.

Robotisk automatisk kärninställning och gjutextraktionscell:integrerar förinställning av sandkärna och utsug av formad gjutning i ett arbetsflöde, med optimerad grepp- och placeringslogik som specifikt tar itu med ytnötningsdefekter under placering av sandkärna.

Rengöringsanordning för gjutsand: utrustad med en dedikerad dekorationsaktuator som automatiskt rensar kvarvarande sandkärnor från gjutgods, vilket minskar sandinterferens i nedströms bearbetning och förbättrar nedströms processstabilitet.

Linjeövergripande intelligent övervaknings- och kontrollsystem:varje station i hela processen inkluderar felprediktionsmekanismer, med tidig varning för onormal drift och hörbara-visuella larm för parametrar utanför tröskelvärdet. Ett felsökningsprogram för snabb byte ger ett intuitivt gränssnitt för effektiv produktbyte och driftsättning.

Casting-specifikt MES-hanteringssystem:utöver standardfunktioner för produktionsstyrning, lägger den till kärnkvalitetsmoduler: spårbarhet för processdata i hela processen, linjetaktsövervakning och analys och onormala taktvarningar. Den stöder återkallelse med ett klick av historiska processparametrar för enskilda maskiner, vilket hjälper tekniker att spåra grundorsakerna till gjutdefekter och optimera produktionsprocesser.

1. Efter implementeringen hjälper projektet kundernaminska den totala energiförbrukningen med 30 %, öka den totala kapaciteten med 20 %, effektivisera 2 driftställningar och minska 4 arbetare per skift. Systemet integrerar digitala funktioner inklusive övervakning av utrustningens tillstånd, kapacitetsspårning i realtid, OEE-analys, förfinad energikontroll, intelligent utrustningsinspektion, videoövervakning på plats och hantering av personaltillstånd. Linjen kan sömlöst ansluta till kundens befintliga smarta gjuterifabrikssystem. Detta projekt bygger ett integrerat automatiserat produktionsriktmärke för kunder, revolutionerar den fragmenterade och spridda produktionsmodellen och förbättrar avsevärt avkastningen på investeringen. Det driver också intelligent transformation inom aluminiumlegeringsgjutindustrin, vilket ger en demonstration för högkvalitativ utveckling.

2. Projektet överger det traditionella tillvägagångssättet för roterande gjutrobotar med fast punkt och antar innovativt en rälsglidande gjutningsarkitektur, som förbinder den helautomatiska kedjan: automatisk överföring av smält aluminium, in-line raffinering, automatisk kärninställning, servogjutning, gjutextraktion, produktmärkning och kyltransportör.Detta minskar avsevärt arbetskraft på plats, sänker arbetarintensiteten och tekniska barriärer och förbättrar verkstadsmiljön avsevärt.

3. Linjen är utrustad med en servohydraulisk station med enastående energibesparande fördelar: maskinen stannar omedelbart när inget tryck eller flöde behövs, vilket undviker långa tomgångskörningar. Tryck och flöde är visuellt justerbara via pekskärm med enkel manövrering. Det breda justeringsområdet gör att motorn kan köras med låg hastighet under längre perioder, vilket avsevärt minskar energiförbrukningen vid strömkällan. Jämfört med traditionella hälllayouter har den rälsbaserade linjen enordnat arrangemang och avsevärt förbättrat växtutrymmesutnyttjande. Detta projekt har ett viktigt praktiskt värde för gravitationsgjutningsindustrin för att uppnå helautomatisk produktion, energibesparingar och koldioxidreduktion, minskning av utsläpp av föroreningar, minskad arbetsintensitet i frontlinjen och förbättrade arbetsförhållanden för verkstäder.

4. Projektet inkluderar ett skräddarsytt MES-ledningssystem för gjutningsindustrin, som förser företag med spårbarhetsanalys av gjutningsdefekter, spårbarhet i hela processen och digital produktionskontroll på plats,höjer förfinad fabriksledning på ett omfattande sätt.

5. Denna integrerade utrustning är företagets självständigt utvecklade prestation, med flera kärnteknologier och motsvarande immateriella rättigheter. Resultaten driver teknisk iteration i Kinas automatiserade integrerade utrustningsindustri,stärka företagets oberoende innovationsförmåga och konkurrenskraft på marknaden, och skapa en demonstration av industriapplikationer. Det har också en långtgående strategisk betydelse för att optimera den industriella strukturen för utrustningstillverkning och gjutbearbetning, odla inhemska oberoende varumärken, demonstrera "Made in China"-fördelar och förbättra den internationella konkurrenskraften för kinesiska gjutprodukter.