Studiu de caz: Modernizarea liniei de producție a clemelor elastice pentru căile ferate de la fabricație manuală la automatizare

Un producător de componente feroviare din China producea cleme elastice de tip W de mulți ani. Pe măsură ce cererea din proiectele de construcție și întreținere a căilor ferate a continuat să crească, compania a început să evalueze modalități de îmbunătățire a capacității de producție, menținând în același timp o calitate stabilă a produsului.

Procesul de fabricație existent depindea în mare măsură de operarea manuală. Linia de producție existentă fusese operată de muncitori calificați timp de mulți ani. Experiența lor a contribuit la buna funcționare a producției zilnice, dar manipularea manuală între procese crea limitări atunci când era necesară o producție mai mare.

Pe măsură ce volumele comenzilor au crescut, clientul a început să caute o modalitate mai stabilă de a organiza fluxul de producție. În loc să adauge mai multă forță de muncă manuală, compania a ales să modernizeze atelierul cu o linie automată de producție a clemelor elastice pentru calea ferată, dezvoltată în funcție de propriile condiții de materiale, cerințe de producție și configurația fabricii.

Provocările producției înainte de automatizare

Înainte de trecerea la fabricația automată, linia de producție se baza pe încărcarea, alimentarea și mișcarea manuală a materialelor între mașini individuale. Aceste manipulări erau gestionabile în timpul producției normale, dar au devenit din ce în ce mai dificile atunci când fabrica avea nevoie să îmbunătățească eficiența producției și să obțină un randament mai bun. Principala problemă era conexiunea dintre fiecare secțiune de procesare. Fiecare transfer manual ducea la accelerarea timpului suplimentar de manipulare, ceea ce afecta continuitatea producției și îngreuna menținerea unui ritm stabil de fabricație.

1. Consecvența calității a fost dificil de menținut

Producția clemelor elastice de tip W implică mai multe procese, inclusiv încălzire, formare și tratament termic. Micile variații ale temperaturii de încălzire sau ale timpului de manipulare pot afecta performanța produsului final.

Pentru componentele feroviare, consecvența este deosebit de importantă, deoarece clemele sunt utilizate în aplicații de fixare a căilor ferate unde este necesară fiabilitatea pe termen lung.

2. Capacitate de producție limitată

Pe măsură ce comenzile clienților au crescut, metoda de producție existentă a devenit un blocaj.

Încărcarea și descărcarea manuală au încetinit întregul proces. Creșterea producției a necesitat mai mulți lucrători, ceea ce a îngreunat realizarea unei producții stabile la scară largă.

Producătorul avea nevoie de o soluție care să poată îmbunătăți ritmul de producție, reducând în același timp dependența de operarea manuală.

Abordare inginerească: Proiectarea unui sistem de producție complet automatizat

În loc să modernizeze o singură mașină individuală, proiectul s-a concentrat pe conectarea întregului proces de fabricație într-un flux de producție continuu.

Pe baza cerințelor clientului, sistemul de producție a fost configurat cu:

•Alimentator automat de materiale în spirală

•Echipament automat de îndreptare și tăiere a bobinelor

•Mecanism automat de alimentare cu material pentru tije

•Cuptor de încălzire cu inducție de medie frecvență (IGBT)

•Șase roboți industriali

•Trei prese de forjare

•Sistem de stingere a uleiului

•Rezervor de răcire și turn de răcire

•Cuptor de călire cu bandă de plasă tip rolă

•Sistem de control PLC

Întregul amplasament a fost conceput pentru a asigura un transfer lin de materiale între fiecare proces.

Proces automat de preparare și încălzire a materialelor

Producția începe cu tăierea automată, unde materialele din oțel sunt pregătite conform dimensiunilor necesare.

După tăiere, materialele sunt transferate automat în secțiunea de încălzire.

Cuptorul de încălzire prin inducție de medie frecvență asigură o încălzire controlată și uniformă înainte de forjare. Comparativ cu metodele manuale de încălzire, procesul automatizat ajută la menținerea unor condiții de temperatură mai stabile și îmbunătățește repetabilitatea producției.

Sistemul robotizat de forjare îmbunătățește eficiența producției

Una dintre îmbunătățirile cheie ale acestui proiect a fost integrarea a șase roboți industriali cu trei prese de forjare.

Roboții gestionează transferul de material între procesele de încălzire și forjare, creând un ciclu de producție continuu.

Comparativ cu manipularea manuală, operarea robotizată reduce timpul de așteptare între procese și menține un ritm de producție mai consistent.

Sistemul robotic a devenit partea centrală a sistemului modernizatlinie de producție a clemelor elastice pentru calea ferată, ajutând producătorul să își crească producția, menținând în același timp o calitate stabilă a formării.

Tratament termic și control al calității

După formare, clemele intră în procesul de tratament termic.

Linia de producție include:

• Rezervor de stingere a uleiului

• Sistem de răcire

• Cuptor de revenire

Aceste procese sunt concepute pentru a obține proprietățile mecanice necesare și pentru a îmbunătăți durabilitatea produsului.

Pentru aplicațiile feroviare, tratamentul termic joacă un rol important deoarece clemele elastice trebuie să reziste la condiții de încărcare repetate în timpul funcționării.

、           

Rezultatele producției după modernizarea automatizării

După punerea în funcțiune, sistemul de producție modernizat a înregistrat o îmbunătățire semnificativă a eficienței fabricației.

Rezultatele cheie includ:

Capacitatea de producție a fost crescută semnificativ în comparație cu metoda de producție manuală anterioară.

Mai important, procesul automatizat a oferit un control mai bun asupra parametrilor de producție, ajutând producătorul să mențină o calitate constantă în timpul funcționării continue.

Inspecția și tratarea suprafeței după producție

După fabricație, clemele elastice finite sunt inspectate conform cerințelor clientului.

Procesul de inspecție include teste de oboseală pentru a verifica performanța produsului în condiții de încărcare repetate.

De asemenea, se efectuează procese de tratare a suprafețelor și de acoperire, atunci când este necesar, pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune.

Acești pași sunt părți importante ale ansambluluisistem de fixare a căilor ferate, unde fiecare componentă trebuie să îndeplinească cerințe stricte de fiabilitate.

Valoarea proiectului: Construirea unei fabrici de componente feroviare mai flexibile

Această modernizare a automatizării a ajutat producătorul să treacă de la o producție care necesită multă forță de muncă la un model de fabricație mai stabil și scalabil.

Proiectul demonstrează că automatizarea nu înseamnă doar înlocuirea muncii manuale.

O modernizare a liniei de producție începe întotdeauna cu procesul existent. Înainte de a introduce automatizarea, este important să înțelegem cum se mișcă materialele, unde își petrec timpul operatorii și ce etape afectează stabilitatea producției.

În cadrul acestui proiect, sistemul de automatizare a fost dezvoltat în funcție de cerințele reale de producție ale clientului, mai degrabă decât în ​​funcție de un pachet standard de echipamente. Această abordare a contribuit la crearea unui flux de producție mai fluid și a oferit un suport mai bun pentru extinderea viitoare a capacității.

Cu experiență în manipularea robotizată, aplicații de forjare și fabricarea de componente feroviare, XUJI continuă să coopereze cu producătorii care caută îmbunătățiri fiabile ale automatizării.