基于铝合金车轮的智能化铸造系统

2021-04-14 20:51熊国源刘利华朱文涛
卷宗 2021年12期
关键词:车轮铝合金智能化

熊国源 刘利华 杨 磊 乔 侠 朱文涛

(中信戴卡股份有限公司,河北 秦皇岛 066011)

在现代社会的持续发展,社会大众对于汽车有着诸多需求,如:节能、安全以及环保等等。以往在汽车制造领域铸造车轮时,都会选择钢材进行制造,但这种材料在铸造过程需要耗费大量成本与能源,所以相关企业开始将钢材车轮换成铝合金车轮,这种车轮的散热效果十分理想,铸造成本与能源远比钢材车轮更低。但这种车轮在铸造过程过于复杂,在铸造环节很容易形成各种问题,因此,可以将铝合金车轮为基础,进一步落实智能化制造系统的建设。

1 基于铝合金车轮的智能化铸造系统设计路线

从我国智能汽车制造的战略角度深入出发,结合我国铝合金重型车轮本身的总体生产工艺特点,提出用于铝合金车轮智能化铸造的系统设计路线。该核心技术发展路线主要包括:精密智能成形技术装备、多关节成形机器人等技术核心、智能成形装备、总线控制网络系统等设备,这些设备均为技术核心的智能设备管理层。通过各种总线通讯控制网络系统,可以实现各种设备的无缝互联互通,通过多种总线通讯网络协议的相互融合,即可连接各种具备智能化的传感器、刻码器和读码器等设备,及用于车间现场控艺工作站的总线控制系统层;从而实现我国车轮工业数字化制造生产线与车间各个生产工序、工艺操作区的信息无缝连接,操作者、自动化生产设备、物料的无缝互联互通,完成车轮制造生产过程中的质量应用数据、工艺应用数据、能源应用数据、设备应用数据、操作人员行为的信息读取和数据存储的信息执行层,为企业决策层人员提供企业决策应用数据,最终形成实现高度信息集成的企业生产管理过程层和透明化信息管理的企业应用数据层[1]。

2 基于铝合金车轮的智能化铸造系统建设要点

2.1 建设物联网

基于智能物联网还可实现每一单独材料工件、每道主要加工设备工序的工业身份智能识别;基于各种工业通信协议智能转换器实现联接每台或一台加工设备的自动控制器,实现所有加工设备的智能互联互通和相互操作;基于边缘自动控制器还可实现加工机器自动视觉、温度控制传感、能源监测仪表等各种工业智能设备传感和专用仪表的智能互联及实时数据采集。有线电视网络、无线网络直接覆盖整个作业车间,连接监控设备、传感器、智能仪表、现场显示看板、现场移动终端等几百个无线网络管理节点,并与中央办公无线网络、中央计算机房、中控中心交互相联,组成完整的现场数字化作业车间无线网络管理系统。

2.2 建设生产线

锻造产品生产线主要由,自动高速温控锯切机、智能自动温控冲压加热保温炉、冲孔温控扩口机、锻造产品尺寸在线控制视觉质量检查控制系统以及锻造信息传感控制系统等设备组成。其中前置锻造工序采用上料控制设备将车轮锯切后的各种铝锭上料运至车轮称重控制装置,经加工初筛进行称重后锯切合格后的铝锭即可进入车轮加热铸造环节,实现了各种铝合金锻造车轮的全自动加热铸造;基于云的生产线上料物流的合理流程优化技术缩短了车轮锻造在加工制品的集中流转占用时间;基于云的工业数据通信管理网络和工业数据实时采集管理系统技术实现了各种锻造设备制造生产过程现场信息数据实时采集与过程可视化,整体上说是实现了锻造工业化与锻造信息化的一种深度有机融合[2]。

2.3 测量要点

视觉温度检测监控系统主要工作在每个锻压毛坯工位,在加热运动锻压装置、隔热层和降温运动装置和锻压工装的运动辅助下,对经过锻压后仍然处于稳定热态的铸钢轮毂锻压毛坯情况进行一次在线视觉抽检。检测检验内容为:检查轮毂以及毛坯的各个关键部分尺寸、表面大小缺陷,并根据用户设定以电子数据或固定文件格式的具体检测检验报告的多种形式设计输出具体检测检验结果,上载后传到生产车间检测网络。检测系统结果的提供用于分析与统计评估机床工艺技术路线和具体工艺系统参数的日常执行操作情况、设备的日常运行维护情况,形成了在检测系统中属于产品质量管理档案的一部分,供产品质量档案追溯管理模块进行调用;并通过结合使用检测系统,根据由系统检测结果获得的具体工艺路线结果以及参数,即可反推出液压机床的工作系统状态,是否异常及检测模具内部磨损是否情况。

3 基于铝合金车轮的智能化铸造系统注意事项

3.1 收集事项

为充分满足社会大众对于汽车铸造的不同标准,生产车间制造质量执行和生产可视化管理系统,必须从质量传感器、设备、仪表软件等,待产监测数据单元中自动分析采集相关数据分析信息。数据采集系统依赖国际标准的无线通讯网络协议,以及专用的网络接口与访问数据方式,通过完整的网络拓扑系统,实现从各个底层到顶层的海量数据实时存储、采集以及分析,同时将数据采集的各个底层海量数据通过信息采集进行数据实时分析显示,分析生产管理过程中的数据。锻造设备生产管理过程中可以衍生和输出大量锻造过程信息数据,包括激光锻造设备产量查询信息、锻造设备质量保证信息、锻造加工设备生产状态查询信息、激光锻造打码等过程数据相关信息。各种重要数据处理信息经现场专用总线数据控制处理系统plc采集处理系统汇总,定制软件开发它是支持用户访问现场专用总线数据控制处理系统的数据采集处理软件,实现各种数据实时读取[3]。

3.2 分析事项

由于铝合金车轮铸造属于一种变量较大的生产系统,因此,无法完全直接依靠采用传统管理方法例如建立精确的锻造物理质量模型等来进行质量管理以及监控,但是锻造设备又时刻需要产生大量可以反映锻造过程设备运行物理状态及相关产品质量的物理数据。这时便可基于工业数字化生产车间监控系统的强大数据采集分析能力,开发设计实现了在线生产故障自动诊断与数据分析监控系统。在线运行故障分析诊断与性能分析:本系统通过采集各种锻造设备生产运行过程系统中的锻造工艺生产质量控制参数、设备生产状态参数、成形工艺过程图等参数,通过利用公式计算,或是通过曲线图进行趋势预测分析,对各种锻造设备生产运行过程的工艺稳定性状况,做出最为快速的正确判断,确保铝合金车轮制造全过程的稳定有序,一旦在铸造过程出现失稳情况,也可以通过智能化铸造系统对其展开及时优化,从根本强化铝合金车轮的铸造性能。

4 结束语

综上所述,在以铝合金车轮为基础建设智能化铸造系统时,需要在其中融入最新理念与模式,铸造全过程都需要积极融入自动化系统。而且在智能化铸造系统中需要注意物联网、生产线以及测量等多方面的建设要点,这样便可在铝合金车轮铸造过程形成完全自动化的只能系统,帮助相关人员确定铸造过程、分析故障、优化流程,这对于铸造领域属于一种彻底改革,能够推动铸造领域朝向智能化、自动化以及现代化等方向快速发展。

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