Орчин үеийн машин тоног төхөөрөмж ашиглан үр ашгийн нержисээр хийсэн хоолойнуудыг үйлдвэрлэх

Нержилэг ган хоолой үйлдвэрлэх технологийн хөгжлийн түүх

Гар ажлаас автомжуулалтанд шилжих нь: Товч түүхэн тойм

Зэс төмрийн хоолой үйлдвэрлэх ажиллагаа нь хөдөлмөрчид ширэмэн зүсмэлүүдийг гарынхаа хүчээр хэлбэрт оруулж, тууштай зууралдах техник ашиглан цахилгаан багана дээр цагийн турш чий ихэд хүртэл цохих шаардлагатай байсан үед эхэлсэн. Өнгөрсөн зууны дунд үе гэхэд эргэдэг тэжээлийн машинууд нэвтэрснээр юу нэгэн зүйл өөрчлөгдсөн боловч гарц тодорхой сайжирч байсан ч үйлдвэрлэгчдийн хүсч буй түвшний нарийвчлалыг хадгалах боломжгүй байлаа. 1990-ээд оны үед автомжуудын Труб Милл системүүд хуучин гарын авлагаар ажилладаг торчийг солихдоо олон төрлийн TIG цахилгаан баганы нэгдэлтийг нэвтрүүлсэн үед жинхэнэ шинжлэх ухааны шилжилт явагдсан. 2021 оны үеийн салбарын тайлангууд эдгээр шинэ технологи нь өмнөх арга замаас харьцуулахад материал алдалтыг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулж, өдөрт үйлдвэрлэх хэмжээг хоёр дахин нэмэгдүүлж чадсан гэж харуулж байна.

Орчин үеийн үр ашгийг дээшлүүлэхэд хувь нэмрээ оруулж буй гол шинэлэг технологи

Өнөөгийн үед зэс төмрийн хоолой үйлдвэрлэх ажиллагааг гурван үндсэн дэвшил тодорхойлдог:

1. CNC Машинчлал хайчлах, ирмэг нь налуу болгох үед микрон түвшний зөрөө (±0.1 мм) бүхий
2. Лазерийн зөөврийн систем нийт гарц дээрх холболтын гажигийг 0.2%-иас бага болгон бууруулах
3. IoT-тэй сенсорууд температур, даралт, урсгалын хурдийг бодит цагт хянах

2023 оны Домын тайлангийн дагуу эдгээр технологиуд нь 2010-ээд оны машин тоног төхөөрөмжүүдтэй харьцуулахад нийтдээ энерги ашиглалтыг 27%-иар сайжруулдаг. Урьдчилан сэргийлэх засварын алгоритмууд нь 98% ажиллагааны цагийг хангаж, үйлдвэрлэгчдэд чанар болон металлурги гажиггүйгээр эрэлтийг хангах боломжийг олгодог.

Орчин үеийн хоолой үйлдвэрлэх машиний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба дэвшилтэт онцлогууд

Итгэл үнэмшилтэй, өндөр үзүүлэлттэй ажиллагааны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Орчин үеийн шүлтлэг гангаар хоолой үйлдвэрлэх нь дараахь системүүдийг түгээн нэгтгэсэн системд үндэслэдэг:

• Материал зөөх төхөөрөмж тасралтгүй зуухын хувьд таталтыг хянах боломжтой, цэвэрлэгээний тоног төхөөрөмж
• Микрометрийн нарийвчлалтайгаар металл хэлбэржүүлэх олон шатлалын хэлбэржүүлэх хэсгүүд
• ±0.1 мм нарийвчлалыг лазерын цэгийн свар холболт хадгалж байна
• Компьютержүүлсэн хэмжих төхөөрөмжүүд гаралтын 99.8%-д диаметрийн тогтвортой байдлыг хангана (Үйлдвэрлэлийн системийн сэтгүүл, 2023)

Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өндөр хурдтай, бага дутагдалтай үйлдвэрлэлийг хамтран дэмждэг.

Наижим ба Давталтын Үйл ажиллагаанд КТХ-ийн Үүрэг

Компьютерийн тоон хяналт (CNC) технологи нержислэн гангуурны үйлдвэрлэлийг дараах байдлаар илүү үр дүнтэй болгодог:

1. 0.005" байршилтийн нарийвчлалтай нарийн геометр хэлбэрүүдийг гүйцэтгэх
2. 10,000+ үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн турш тогтмол давталт
3. автомжуулсан хэрэгсэл замын үүсгэлтээр суурилуулах хугацааг 65% бууруулна

Энэ түвшний хяналт нь багцуудын дагуу нэгдмэл байдлыг хангаж, хүний ​​хүчин зүйлээс үүдэлтэй хувьсах байдлыг хамгийн бага болгодог.

Сенсорууд болон Бодит цагийн хяналтын системийн интеграци

Урьдчилан тууштай мониторингийн шийдлүүдийг нэвтрүүлснээс хойш дутагдалт бүтээгдэхүүний тоо 42%-иар буурсан гэж тэргүүлэгч үйлдвэрлэгчид мэдээлж байна. Үүнд:

• Тасралтгүй боолтын шинжилгээнд зориулсан инфра улаан туяаны термографи
• Дотор дохиурын гэмтлийг илрүүлэх цахилгаан соронзон вихрэлийн сенсорууд
• Хэлбэлзлийн загварыг шинжилдэг урьдчилан таамаглаж буй техник хугацааны үе шатны алгоритмууд
• Ерөнхий тоног төхөөрөмжийн үр ашгийг (OEE) бодит цагт хянах клoуд суурилсан самбар

Эдгээр боломжууд нийлж, ширхэгийн хэмжээг 1.5%-иас бага болгох зэрэгцээ минутанд 120 метрээс дээш хурдтай үйлдвэрлэлийг дэмждэг баталгаат системийг бүрдүүлдэг.

Автомжуулалт хүний ​​ноцох боломжийг хэрхэн бууруулаад тогтвортой байдлыг хангах вэ

CNC хэлбэржүүлэгч ролик ашиглан эсвэл PLC-ээр удирдагдах зууралтын тогомол мэт автоматжуулсан системүүдийн тусламжтайгаар цэвэр усны ган хоолой үйлдвэрлэх технологийг ихэд сайжруулсан. Эдгээр технологиуд нь үйлдвэрлэлийн бүх явцад хүний оролцоог эрс бууруулдаг. 2023 оны Үйлдвэрлэлийн Үр Ашигт чанарын Тайлангийн саяхан гаргасан судалгаанд дүгнэсэнээр компаниуд роботжуулсан нугалах систем рүү шилжихдээ хандивын ажиллагаатай харьцуулахад хэмжээний алдаа ойролцоогоор 32 хувиар буурсан байна. Жинхэнэ шилдэг зүйл бол бодит цагт мэдээлэл авах механизм юм, энэ нь ажиллагааны үеэр шууд тохируулга хийж чаддаг. Энэ нь секундэд тал миллиметрээр орж ирэх хурдыг болон нумны хүчдэлийг нарийвчлан тохируулж, ханын зузаан байдлыг өдөр бүр томоохон партийн хоолойнуудыг үйлдвэрлэх үед ч тогтмол байлгадаг.

Туршлагын жишээ: Автоматжуулалтаар 40% гарцаа нэмэгдүүлж, зогсонги байдлыг бууруулсан

Автоматжуулсан хоолойн формчлал ба орбиталь зуултын системийг нэгтгэснээр Европын тэргүүлэх үйлдвэрлэгчийн гарц 40%-иар нэмэгдсэн. Харааны удирдлагат робот техник нь багцын суурьлуулах хугацааг 47 минутаас зөвхөн 12 минут болгон бууруулсан. Урьдчилан таамаглаж, засвар үйлчилгээний хэрэгслүүд нь төлөвлөгөөгүй зогсонгилох үеийг 73%-иар бууруулсан бөгөөд энэ нь 2022 оны үйл ажиллагааны өгөгдлөөр баталгаажсан бөгөөд нийтдээ үйлдвэрийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан.

Үйлдвэрлэгчдийн хувьд масштаблах боломж ба урт хугацааны үйл ажиллагааны давуу тал

Модуль хэлбэрийн автоматжуулалт нь ажлын урсгалыг дахин загварлахгүйгээр сард 5 тонноос сард 200 тонны үйлдвэрлэл хүртэлх хэмжээгээр зөөлөн масштаблах боломжийг олгоно. ABB-ийн 2023 оны шинжилгээгээр автоматжуулсан хоолойн үйлдвэрүүд нь дараах шалтгаанаар анхны хөрөнгө оруулалтаа ихэвчлэн 18–24 сарын дотор буцаан авдаг:

• дахин боловсруулах түвшин 22%-иар бага
• метр тутамд энергийн хэрэглээ 15%-иар буурсан
• Өөрийгөө оношилдог бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тусламжтайгаар 90% ашиглалтын цагийг хангах боломж

Олон улсын роботын холбоо (2024) судалгаагаар зэвэрдэггүй гангуутай хоолой үйлдвэрлэгчдийн 68% нь олон тэнхлэгт ажилд роботжуулалтыг эрхэмлэж байгааг, таван жилийн турш төлөвлөгөөгүй зогсолтууд 65%-иар буурсан гэж зааж өгсөн.

Зэвсэгтэй эсвэл зэвсэггүй: Үйлдвэрлэлийн үйл явцыг үр ашгийн хувьд үнэлэх

Зэвсэггүй хоолой үйлдвэрлэлийг ойлгох: Халуун шахалт ба хүйтэн таталт

Зэвэрдэггүй гангаар хийсэн зуурасгүй хоолойнуудын үйлдвэрлэлийг үйлдвэрлэгчид хатуу загас (бильет) авч, тэдгээрийг жигд орох температурт халуун эргэлтийн өмнө ойролцоогоор 2200 Фаренгейт (ойролцоогоор 1200 Цельсий) хүртэл халаахаас эхэлдэг. Энэ процесс нь бильетийг дотор нь хоолой болгон сунгаж, түүнийг нэвтрүүлэх чиглэлд радиаль даралт үзүүлэхийг шаарддаг. Metals Institute-ийн 2023 оны сүүлийн үеийн мэдээллээр энэ нь хананд 5%-иас ихэвчлэн хэлбэлзэхгүй, харьцангуй тогтвортой зузаан үүсгэдэг. Эхний хэлбэржилтийн дараа хэвийн температурт хүйтэн татах ажиллагаа явагдаж, хэмжээсийг илүү нарийвчлан тохируулдаг. Энэ шат нь илүү сайн налуулагдах чадварыг сайжруулдаг бөгөөд зарим тохиолдолд цуглуулан хийсэн ижил бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахад 15%-иар нэмэгддэг. Гэхдээ эдгээр хоолойг ялгагдуулж буй зүйл бол тэдгээрийн бүрэн зуурасгүй байдал юм. Ийм сул талын цэгүүдгүйгээр зуурасгүй хоолойнууд нь шахалт чухал үед, жишээ нь нефть, хийн дамжуулах шугам эсвэл тоног төхөөрөмжийн шахалт байнга 10,000 фунт/квадрат инчээс давж байдаг химийн үйлдвэрүүдийн хувьд хамгийн тохиромжтой сонголт болдог.

Холбогдсон хоолойн үйлдвэрлэл болон материал ашиглах үр ашгийн харьцаа

Үйлдвэрлэгчид катушкиудыг зосонго болгон огтлох замаар багс шугам үйлдвэрлэдэг бөгөөд ингэснээр тасралтгүй хийцтэй харьцуулахад ойролцоогоор 12-15 хувийн шинэ гангаар дутагдал үүсэхээс хэмнэж авдаг. Гэсэн хэдий ч энд нэг асуудал байдаг. TIG эсвэл лазерын аргаар үүссэн зэсэлтийн шугам нь металлын бүтцийн бүрэлдэхүүнд бүтцийн сул тал үлдээдэг. Өнгөрсөн жилийн сүүлийн үеийн судалгаагаар ийм зэсэлт нь хоолойн даавуулагдах чадварыг давтан ачаалал өгөх үед ойролцоогоор 20-30 хувиар бууруулдаг. Үнээрээ харьцуулахад багс шугам нь метрик тонн тутамд 1,200-1,800 долларын хооронд байдаг бөгөөд энэ нь тасралтгүй хийцтэй хоолойгоос ойролцоогоор гучин хувиар хямд байдаг. Гэхдээ эдгээр хоолойнуудын даралт тэсвэрлэх чадвар нь ихэвчлэн зөвхөн квадрат инчид 6,500 фунт (psi) хүртэл хязгаарлагддаг. Энэ хязгаарлалтаас шалтгаалан ихэнх тенантнууд илүү урт хугацаагаар ашиглах шаардлага багатай, харин анхны зардлыг хэмнэх нь чухал байдаг барилгын хүрээ, энгийн усны шугам зэрэгт багс шугамыг сонгодог.

Ашиг орлогыг хамгийн их байлгах: Үр ашгийн үйлдвэрлэлийн төхөөрөмжийг зөв сонгох

Гол шалгуур: Боловсруулалтын хурд, материалтай нийцэл, засвар үйлчилгээ

Үйлдвэрлэлийн шугамын тоног төхөөрөмж сонгохдоо жинхэнэ нэвтрүүлэх чадалд нь тулгуурлах нь маш чухал. Хэрэв ийм алдаа гарвал үйлдвэрүүд урсгалын бэрхшээлтэй болох эсвэл цахилгааны хэмнэлтгүй зардалд орох аюултай. Сүүлийн жилийн үйлдвэрийн үр ашгийн тайлангийн мэдээллээр үзэхэд, компаниуд шаардлагатайгаас том машин тоног төхөөрөмж худалдан авч, цахилгааны нэмэлт киловатт бүртээ зардлыг жилийн дотор дунджаар 30%-иар нэмэгдүүлсэн тохиолдол байдаг. Материалын талаар ярихад, түүний нийцэл чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Тоног төхөөрөмж 304L эсвэл 316L зэрэг ямар ч төрлийн цэвэрхэн ганган нийцэж ажиллах ёстой, үгүй бол хугацаа үргэлжлэх тутам дотоод хэсгийн идэвхжил үүсэх эрсдэл ихтэй. Мөн үйлчилгээний талаарх анхаарлыг ч үл тоомсорлох хэрэгтэй. Засварын үе шатанд модуль бүтэцтэй загварууд илүү их давуу тал өгдөг. Ийм хурдан солигдох хэсгүүд нь техникчид засварын үед цагийг бага зарцуулж, дахин ажилладаг болгох боломжийг олгодог тул ерөнхийд нь бүх түвшинд бүтээмжийг сайжруулдаг.

Эзэмших нийт зардал болон анхны хөрөнгө оруулалтын шинжилгээ

Тийм ээ, анхны бага зардал нь эхэндээ татам байдаг байх. Гэхдээ илүү том зураглалыг харах үед бүхнээс зүйрүүлэн үзэх хэрэгтэй. Жинхэнэ мөнгө нь цаг хугацааны туршид хэр их энергийг ашигласнаас, мөн ирээдүйд шаардагдах хөдөлмөрийн зардал, солих хэсгүүдийн зардал гэх мэтээс хамаарч бий болдог. Автомжуулсан CNC хоолойн үйлдвэрийг жишээ болгон авч үзье. Өнгөрсөн жилийн Металл боловсруулах Үр ашгийн Тайлангаар харьцуулахад автомжуулсан системийн ажиллагааны цаг нь 98% байхад гар ажиллагаатай системийнх 82% байдаг. Энэ зөрүү нь хурдан нэмэгдэж, үйлдвэрлэгчдэд цаг алдалтаас болж цаг тутамд дунджаар 560 ам.долларын нэмэлт зардал үүсгэдэг. Оюунлаг засварын бодлогыг хэрэгжүүлсэн компаниуд нь тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацаагаа 15-20% уртасгадаг. Эдгээр хэмнэлтүүд нь сар бүр нэмэгдэж, мөн одоогийн үеийн олон үйлдвэрийн зорилго болох бага зардлын үйлдвэрлэлийг дэмждэг.

НӨАТ-ын хэсэг

Шүлтэр зэвэрдэггүй ган хоолой үйлдвэрлэхэд CNC машинчлал ямар ач холбогдолтой вэ?

CNC машинд хэмжилтийн түвшинд нарийвчлалтайгаар таслагдах болон ирмэгийг боловсруулах боломжийг олгох бөгөөд томоохон нийлүүлэлтийн серийн чанарыг тогтвортой байлгахад тусална. Энэ нь суурьлуулах хугацааг ихэд багасгаж, давталтыг сайжруулдаг тул орчин үеийн хоолойнуудыг үйлдвэрлэхэд үл хөдлөх болно.

Автомжуулсан системүүд хоолой үйлдвэрлэлийн үр ашгийг хэрхэн сайжруулах вэ?

Автомжуулсан системүүд хүний ​​алдааг багасгаж, үйлдвэрлэлийн явцад нэгдмэл байдлыг сайжруулдаг. Бодит цагт мэдээлэл дамжуулах механизм болон урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний хэрэгслүүдийг ашиглан үйлдвэрлэгчид зогсонги байдал багасгаж, гарцыг сайжруулж чаддаг.

Зэвсэглэсэн ба зэвсэггүй хоолойнуудын гол ялгаа юу вэ?

Зэвсэггүй хоолойнуудыг халуун эргүүлэх, хүйтэн таталтаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд зэвсэгтэй хэсэггүй, даралт тэсвэртэй чадвар сайтай байдаг. Зэвсэглэсэн хоолойнуудыг гангуудыг хайчилж, зэвсэглэх замаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд эдийн засгийн үүднээс үр дүнтэй ч гэсэн зэвсэглэсэн хэсэгт бүтцийн сул тал байж болзошгүй.

Орчин үеийн хоолой үйлдвэрлэлд сенсорууд болон бодит цагийн хяналт яагаад чухал вэ?

Эдгээр технологиуд нь эрсдэлтэй байдлыг эрт илрүүлэх, хаягдал гаралтыг багасгахад тусалдаг. Хэт улаан туяаны термографи, вихревой гүйдлийн сенсорууд болон cloud суурилсан хяналт нь үйлдвэрлэл тогтвортой, үр дүнтэй явагдахыг хангана.

Автомжуулалт нь хоолой үйлдвэрлэх үед нийт эзэмших зардалд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Анхны зардал өндөр байж болох ч автомжуулалт нь ажиллагааны цагийг сайжруулах, хөдөлмөрийн зардлыг бууруулах, энерги хэрэглээг багасгах замаар урт хугацааны үйлчилгээний зардлыг хэмнэдэг. Эдгээр хүчин зүйлс нь цаг хугацаанд нийцэж илүү сайн өгөөж авахад нэмэр болдог.