Nghiên cứu điển hình: Nâng cấp dây chuyền sản xuất kẹp đàn hồi đường sắt từ sản xuất thủ công sang tự động hóa.

Một nhà sản xuất linh kiện đường sắt tại Trung Quốc đã sản xuất kẹp đàn hồi kiểu W trong nhiều năm. Khi nhu cầu từ các dự án xây dựng và bảo trì đường sắt tiếp tục tăng, công ty bắt đầu đánh giá các phương án để nâng cao năng lực sản xuất trong khi vẫn duy trì chất lượng sản phẩm ổn định.

Quy trình sản xuất hiện tại phụ thuộc rất nhiều vào thao tác thủ công. Dây chuyền sản xuất hiện tại đã được vận hành bởi các công nhân lành nghề trong nhiều năm. Kinh nghiệm của họ giúp duy trì hoạt động sản xuất hàng ngày một cách suôn sẻ, nhưng việc thao tác thủ công giữa các công đoạn đã tạo ra những hạn chế khi cần sản lượng cao hơn.

Khi khối lượng đơn đặt hàng tăng lên, khách hàng bắt đầu tìm kiếm một phương thức ổn định hơn để tổ chức quy trình sản xuất. Thay vì bổ sung thêm nhân công, công ty đã chọn nâng cấp xưởng sản xuất bằng dây chuyền sản xuất kẹp đàn hồi tự động trên đường ray, được phát triển dựa trên điều kiện vật liệu, yêu cầu sản lượng và bố cục nhà máy của riêng họ.

Những thách thức trong sản xuất trước khi tự động hóa

Trước khi nâng cấp lên sản xuất tự động, dây chuyền sản xuất dựa vào việc nạp liệu, cấp liệu và di chuyển nguyên liệu thủ công giữa các máy móc. Những thao tác này có thể thực hiện được trong điều kiện sản xuất bình thường, nhưng chúng trở nên ngày càng khó khăn khi nhà máy cần nâng cao hiệu quả và năng suất sản xuất. Vấn đề chính là sự kết nối giữa mỗi công đoạn xử lý. Mỗi lần chuyển giao thủ công đều làm tăng thời gian xử lý bổ sung, ảnh hưởng đến tính liên tục của sản xuất và gây khó khăn trong việc duy trì tốc độ sản xuất ổn định.

1. Việc duy trì chất lượng ổn định rất khó khăn.

Việc sản xuất kẹp đàn hồi kiểu W bao gồm nhiều công đoạn, trong đó có gia nhiệt, tạo hình và xử lý nhiệt. Những thay đổi nhỏ về nhiệt độ gia nhiệt hoặc thời gian xử lý có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.

Đối với các bộ phận đường sắt, tính nhất quán đặc biệt quan trọng vì các kẹp được sử dụng trong các ứng dụng cố định đường sắt, nơi đòi hỏi độ tin cậy lâu dài.

2. Năng lực sản xuất hạn chế

Khi số lượng đơn đặt hàng của khách hàng tăng lên, phương pháp sản xuất hiện tại đã trở thành nút thắt cổ chai.

Việc bốc dỡ hàng hóa bằng tay làm chậm toàn bộ quy trình. Tăng sản lượng đòi hỏi nhiều công nhân hơn, điều này gây khó khăn cho việc đạt được sản xuất quy mô lớn ổn định.

Nhà sản xuất cần một giải pháp có thể cải thiện nhịp độ sản xuất đồng thời giảm sự phụ thuộc vào thao tác thủ công.

Phương pháp tiếp cận kỹ thuật: Thiết kế một hệ thống sản xuất tự động hoàn chỉnh

Thay vì chỉ nâng cấp một máy móc riêng lẻ, dự án tập trung vào việc kết nối toàn bộ quy trình sản xuất thành một dây chuyền sản xuất liên tục.

Dựa trên yêu cầu của khách hàng, hệ thống sản xuất được cấu hình như sau:

•Bộ cấp liệu cuộn tự động

•Thiết bị tự động duỗi thẳng và cắt cuộn dây

•Cơ chế cấp liệu thanh tự động

•Lò nung cảm ứng tần số trung bình (IGBT)

•Sáu robot công nghiệp

•Ba máy ép rèn

•Hệ thống làm mát bằng dầu

•Bể làm mát và tháp giải nhiệt

•Lò tôi luyện dạng băng tải lưới kiểu con lăn

•Hệ thống điều khiển PLC

Toàn bộ bố cục được thiết kế để đảm bảo việc vận chuyển vật liệu diễn ra suôn sẻ giữa các công đoạn.

Quy trình chuẩn bị và gia nhiệt nguyên liệu tự động

Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc cắt tự động, trong đó vật liệu thép được chuẩn bị theo kích thước yêu cầu.

Sau khi cắt, vật liệu được tự động chuyển đến bộ phận gia nhiệt.

Lò nung cảm ứng tần số trung bình cung cấp khả năng gia nhiệt đồng đều và được kiểm soát trước khi rèn. So với các phương pháp gia nhiệt thủ công, quy trình tự động giúp duy trì điều kiện nhiệt độ ổn định hơn và cải thiện tính lặp lại của sản phẩm.

Hệ thống rèn robot giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

Một trong những cải tiến quan trọng của dự án này là việc tích hợp sáu robot công nghiệp với ba máy ép rèn.

Robot đảm nhiệm việc vận chuyển vật liệu giữa các công đoạn gia nhiệt và rèn, tạo ra một chu trình sản xuất liên tục.

So với thao tác thủ công, vận hành bằng robot giúp giảm thời gian chờ giữa các công đoạn và duy trì nhịp độ sản xuất ổn định hơn.

Hệ thống robot đã trở thành phần cốt lõi của hệ thống được nâng cấp.Dây chuyền sản xuất kẹp đàn hồi đường sắtgiúp nhà sản xuất tăng sản lượng trong khi vẫn duy trì chất lượng tạo hình ổn định.

Xử lý nhiệt và kiểm soát chất lượng

Sau khi được tạo hình, các kẹp sẽ trải qua quá trình xử lý nhiệt.

Dây chuyền sản xuất bao gồm:

• Bể làm nguội dầu

• Hệ thống làm mát

• Lò tôi luyện

Các quy trình này được thiết kế để đạt được các đặc tính cơ học cần thiết và cải thiện độ bền của sản phẩm.

Đối với các ứng dụng đường sắt, xử lý nhiệt đóng vai trò quan trọng vì các kẹp đàn hồi phải chịu được các điều kiện tải trọng lặp đi lặp lại trong quá trình vận hành.

、           

Kết quả sản xuất sau khi nâng cấp tự động hóa

Sau khi đưa vào vận hành, hệ thống sản xuất được nâng cấp đã đạt được sự cải thiện đáng kể về hiệu quả sản xuất.

Các kết quả chính bao gồm:

Năng lực sản xuất đã tăng lên đáng kể so với phương pháp sản xuất thủ công trước đây.

Quan trọng hơn, quy trình tự động hóa giúp kiểm soát tốt hơn các thông số sản xuất, hỗ trợ nhà sản xuất duy trì chất lượng ổn định trong quá trình vận hành liên tục.

Kiểm tra và xử lý bề mặt sau khi sản xuất

Sau khi sản xuất, các kẹp chun thành phẩm sẽ được kiểm tra theo yêu cầu của khách hàng.

Quy trình kiểm tra bao gồm thử nghiệm độ bền mỏi để xác minh hiệu suất sản phẩm dưới các điều kiện tải trọng lặp đi lặp lại.

Các quy trình xử lý bề mặt và phủ lớp cũng được thực hiện khi cần thiết để cải thiện khả năng chống ăn mòn.

Những bước này là những phần quan trọng của toàn bộ quy trình.hệ thống buộc đường rayTrong đó, mỗi thành phần cần đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ tin cậy.

Giá trị dự án: Xây dựng nhà máy sản xuất linh kiện đường sắt linh hoạt hơn

Việc nâng cấp tự động hóa này đã giúp nhà sản xuất chuyển từ mô hình sản xuất thâm canh lao động sang mô hình sản xuất ổn định và có khả năng mở rộng hơn.

Dự án này chứng minh rằng tự động hóa không chỉ đơn thuần là thay thế công việc thủ công.

Việc nâng cấp dây chuyền sản xuất luôn bắt đầu từ quy trình hiện có. Trước khi đưa tự động hóa vào, điều quan trọng là phải hiểu cách vật liệu di chuyển, người vận hành dành thời gian ở đâu và những bước nào ảnh hưởng đến sự ổn định của sản xuất.

Trong dự án này, hệ thống tự động hóa được phát triển dựa trên các yêu cầu sản xuất thực tế của khách hàng chứ không phải dựa trên một gói thiết bị tiêu chuẩn. Cách tiếp cận này giúp tạo ra quy trình sản xuất trơn tru hơn và hỗ trợ tốt hơn cho việc mở rộng năng lực sản xuất trong tương lai.

Với kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý robot, ứng dụng rèn và sản xuất linh kiện đường sắt, XUJI tiếp tục hợp tác với các nhà sản xuất đang tìm kiếm những cải tiến tự động hóa đáng tin cậy.