Tecnologia Inovadora|Wanfeng Tech.: Sistema de fundição de formação inteligente para cabeçotes de cilindro de liga de alumínio por vazamento por gravidade

Nome da tecnologia: Sistema inteligente de fundição por moldagem para cabeçotes de cilindro em liga de alumínio por vazamento por gravidade

Empresa:Desenvolvimento de tecnologia Wanfeng de Zhejiang Co., Ltd.

Categoria:equipamentos de fundição, automação, equipamentos periféricos e integração

Maturidade:aplicação madura

Tipo de inovação:inovação original

Escopo de aplicação:veículos de novas energias, veículos convencionais, aeroespacial

Nomes e números de patentes:

Patente:ferramenta de conexão de robô com função de prevenção de colisão

Patente nº:ZL202011470118.2

Patente:dispositivo de acionamento para máquina servo tilt GDC

Patente nº:ZL202321653344.3

Patente:Máquina servo tilt GDC com acionamento de meia engrenagem

Patente nº:ZL202321653351.3

Direitos autorais do software:Sistema de gerenciamento de fundição Wanfeng MES V1.0

Software não:2022SR0973651

Direitos autorais do software:Software de rastreabilidade de processo Wanfeng MES V1.0

Software não:2022SR0974862

A produção inteligente, moderna, com pessoal enxuto e de alta eficiência tornaram-se tendências centrais na transformação industrial. Com a implementação da estratégia "Made in China 2025" e da iniciativa de "substituição de robôs", o sector transformador está a passar por mudanças estruturais abrangentes e profundas.

Os robôs já foram amplamente implantados na produção global. As linhas de produção robóticas automatizadas tornaram-se a corrente principal dos equipamentos de automação integrados e a direção central para futuras linhas inteligentes. A fundição por gravidade, como um processo fundamental tradicional, tem visto saltos na automação nas últimas duas décadas, com robôs industriais e equipamentos automatizados dedicados construindo sistemas de produção automatizados de processo completo.

Porém, os cabeçotes dos motores possuem estruturas complexas e padrões de qualidade exigentes. O processo de vazamento por gravidade tem particularidades notáveis: fluxo de trabalho complexo, altos requisitos de precisão de vazamento, necessidade de operação suave e contínua durante o processo, peso pesado da peça e poluição por gases de escape. A automação geral é, portanto, difícil de implementar. Além disso, os OEMs impõem padrões rígidos aos cabeçotes dos cilindros como componentes principais do trem de força, abrangendo produção inteligente, nível de automação e consistência das peças acabadas, aumentando o limite de pesquisa e desenvolvimento e implantação de linhas automatizadas de vazamento por gravidade.

Este pacote de equipamentos integrados abrange um sistema automático de fornecimento de alumínio, forno de retenção de cadinho, equipamento de desgaseificação, robôs de vazamento, linha transportadora centralizada, máquina de vazamento por servogravidade, mesa rotativa de núcleo de areia, robôs de extração e configuração de núcleo e trilhas deslizantes de robô. Toda a linha usa integração de automação robótica para completar em uma única parada todo o complexo fluxo de trabalho de vazamento por gravidade da cabeça do cilindro: comutação de cadinho, desgaseificação de alumínio fundido, pré-ajuste do núcleo de areia, vazamento de inclinação servo, extração de fundição, marcação de peças e remoção de núcleo de fundição. A linha atinge produção não tripulada por toda parte.

Sistema automático de fornecimento de alumínio:após a fusão, o alumínio fundido passa por vazamento e desgaseificação antes de ser transferido para o forno de retenção na linha de fundição. Este sistema substitui a transferência tradicional de empilhadeiras e pontes rolantes pelo transporte não tripulado de metal fundido. Um sistema de programação inteligente dedicado fornece metal fundido em quantidades solicitadas, eliminando riscos de segurança para empilhadeiras e evitando a degradação da composição devido a transferências repetidas. O sistema integra comutação automática do forno de retenção, aquecimento em temperatura constante e carrinhos de transferência para serviço pesado em alta temperatura para garantir o fornecimento contínuo e estável de alumínio fundido.

Máquina de vazamento por gravidade servo inclinada para cabeçotes de cilindro:a máquina usa um servo motor que aciona um mecanismo de engrenagem para realizar o vazamento inclinado. O ângulo de avanço pode ser ajustado infinitamente dentro da faixa de projeto, e a inclinação de retorno suporta velocidades variáveis ​​independentemente por segmento, com transições suaves entre os estágios de ação. O servoacionamento de alta precisão garante inclinação suave, vazamento sem choques e sem entrada de gás, melhorando efetivamente a qualidade da fundição interna.

Mecanismos auxiliares para a máquina de vazamento por gravidade:o molde lateral pode virar 45 graus para cima para facilitar a limpeza interna e o spray de revestimento. Um sistema centralizado de extração de fumaça coleta e trata os gases de exaustão de alta temperatura dos núcleos de areia para atender aos requisitos de emissões ambientais. As estruturas de proteção do núcleo de areia e de coleta de resíduos coletam a areia residual centralmente, simplificando a limpeza no local.

Sistema de controle de resfriamento inteligente para vazamento:usando controle digital de circuito fechado com excelente precisão de regulação, ele monitora o fluxo e a temperatura do meio de resfriamento em tempo real e adapta dinamicamente as condições de resfriamento com base em parâmetros de processo predefinidos, correspondendo com precisão aos padrões de vazamento de servo inclinação e atendendo aos exigentes requisitos de processo de peças fundidas complexas de cabeçotes de cilindro.

Célula de vazamento automática robótica:um robô industrial equipado com uma concha dedicada realiza de forma autônoma a escavação de metal fundido, a raspagem de escória superficial e o vazamento seguindo contornos. A precisão do peso do coletor de metal fundido é controlada em ± 1%, e o movimento de vazamento segue de forma síncrona a postura de inclinação da máquina de gravidade, melhorando muito a estabilidade do vazamento.

RCélula obótica automática de extração de núcleo e fundição:integra a pré-configuração do núcleo de areia e a extração da peça moldada em um único fluxo de trabalho, com lógica otimizada de fixação e posicionamento, abordando especificamente defeitos de desgaste superficial durante a colocação do núcleo de areia.

Dispositivo de limpeza de núcleo de areia de fundição: equipado com um atuador de decoração dedicado que limpa automaticamente os núcleos de areia residuais das partes externas da peça fundida, reduzindo a interferência da areia na usinagem posterior e melhorando a estabilidade do processo posterior.

Sistema inteligente de monitoramento e controle em toda a linha:cada estação do processo inclui mecanismos de previsão de falhas, com aviso prévio para operação anormal e alarmes sonoro-visuais para parâmetros fora do limite. Um programa de depuração de troca rápida fornece uma interface intuitiva para troca e comissionamento eficientes de produtos.

Sistema de gerenciamento MES específico para fundição:além das funções padrão de gerenciamento de produção, ele adiciona módulos básicos de qualidade: rastreabilidade de dados de processo completo, monitoramento e análise de takt de linha e alertas de takt anormais. Ele suporta a recuperação com um clique de parâmetros históricos de processo para máquinas individuais, ajudando os técnicos a rastrear as causas dos defeitos de fundição e otimizar os processos de produção.

1. Após a implantação, o projeto ajuda os clientesreduzir o consumo geral de energia em 30%, aumentar a capacidade geral em 20%, simplificar 2 posições operacionais e reduzir 4 trabalhadores por turno. O sistema integra funções digitais, incluindo monitoramento da condição do equipamento, rastreamento de capacidade em tempo real, análise de OEE, controle refinado de energia, inspeção inteligente de equipamentos, vigilância por vídeo no local e gerenciamento de permissão de pessoal. A linha pode se conectar perfeitamente ao sistema de fábrica de fundição inteligente existente do cliente. Este projeto constrói uma referência de produção automatizada integrada para os clientes, revolucionando o modelo de produção fragmentado e disperso e melhorando significativamente o retorno do investimento. Também impulsiona a transformação inteligente na indústria de fundição de ligas de alumínio, proporcionando uma demonstração de desenvolvimento de alta qualidade.

2. O projeto abandona a abordagem tradicional do robô de vazamento rotativo de ponto fixo e adota de forma inovadora uma arquitetura de vazamento deslizante sobre trilhos, conectando a cadeia totalmente automatizada: transferência automática de alumínio fundido, refino em linha, configuração automática do núcleo, vazamento servo, extração de fundição, marcação de produto e transportador de resfriamento.Isto reduz enormemente o trabalho no local, diminui a intensidade do trabalho e as barreiras técnicas e melhora de forma abrangente o ambiente da oficina.

3. A linha é equipada com uma estação servo-hidráulica com excelentes benefícios de economia de energia: a máquina para instantaneamente quando nenhuma pressão ou fluxo é necessário, evitando longos períodos de marcha lenta. A pressão e o fluxo são ajustáveis ​​visualmente através da tela sensível ao toque com operação simples. A ampla faixa de ajuste permite que o motor funcione em baixa velocidade por longos períodos, reduzindo significativamente o consumo de energia na fonte de alimentação. Em comparação com os layouts de vazamento tradicionais, a linha ferroviária tem umaarranjo ordenado e melhorou significativamente a utilização do espaço da fábrica. Este projeto tem um valor prático importante para a indústria de fundição por gravidade ao alcançar uma produção totalmente automatizada, economia de energia e redução de carbono, redução de emissões de poluentes, redução da intensidade de trabalho na linha de frente e melhores condições de trabalho nas oficinas.

4. O projeto inclui um sistema de gerenciamento MES personalizado para a indústria de fundição, fornecendo às empresas análise de rastreabilidade de defeitos de fundição, rastreabilidade de qualidade de processo completo e controle digital de produção no local,elevando de forma abrangente o gerenciamento refinado da fábrica.

5. Este equipamento integrado é uma conquista desenvolvida de forma independente pela empresa, com múltiplas tecnologias principais e correspondentes direitos de propriedade intelectual proprietários. Os resultados impulsionam a iteração tecnológica na indústria de equipamentos automatizados integrados da China,fortalecer a capacidade de inovação independente da empresa e a competitividade do mercadoe crie uma demonstração de aplicação do setor. Também tem um significado estratégico de longo alcance para otimizar a estrutura industrial de fabricação de equipamentos e processamento de fundição, cultivando marcas nacionais independentes, demonstrando vantagens "Made in China" e aumentando a competitividade do mercado internacional de produtos de fundição chineses.