आधुनिक हॉट एक्सट्रूज़न विनिर्माण लाइनों में स्वचालन और रोबोटिक्स

हॉट एक्सट्रूज़न विनिर्माण का विकास

हॉट एक्सट्रूज़न आधुनिक धातु बनाने का एक आधार है, जो वास्तुशिल्प एल्यूमीनियम प्रोफाइल से लेकर उच्च शक्ति वाले एयरोस्पेस घटकों तक सब कुछ उत्पन्न करता है। पिछले दशक में, स्वचालन और रोबोटिक्स का एकीकरण मूल रूप से इन उत्पादन लाइनों को फिर से आकार दिया गया है, जो मैन्युअल रूप से संचालित प्रेस से पूरी तरह से नेटवर्क, बुद्धिमान प्रणालियों तक चल रहा है। आज की सुविधाओं में प्रोग्राम करने योग्य लॉजिक कंट्रोलर्स (PLCs), रोबोटिक मैनिपुलेटर्स और रीयल-टाइम डेटा एनालिटिक्स का लाभ उठाते हैं ताकि पारंपरिक तरीकों से अनपेक्षित स्तर हासिल हो सके। यह लेख यह जांचता है कि स्वचालन और रोबोटिक्स प्रदर्शन में सुधार कर रहे हैं, सुरक्षा को बढ़ा रहे हैं और गर्म एक्सट्रूज़न ऑपरेशनों में उत्पाद की गुणवत्ता के नए स्तर को सक्षम कर रहे हैं।

हॉट एक्सट्रूज़न में स्वचालन की भूमिका

गर्म एक्सट्रूज़न में स्वचालन में सामग्री हैंडलिंग, बिलेट हीटिंग, एक्सट्रूज़न प्रेस चक्र, डाई स्नेहन, शीतलन और डाउनस्ट्रीम परिष्करण का प्रबंधन करने के लिए कंप्यूटर-नियंत्रित प्रणालियों के उपयोग को शामिल किया गया है। मैन्युअल हस्तक्षेप को ठीक समय के साथ बदलकर, सेंसर संचालित अनुक्रम, निर्माता परिवर्तनशीलता को कम करते हैं और दोहराव बढ़ाते हैं। स्वचालन प्रोफाइल के बीच तेजी से बदलाव को सक्षम बनाता है, जो केवल समय में उत्पादन वातावरण के लिए महत्वपूर्ण है।

एक स्वचालित एक्सट्रूज़न लाइन के प्रमुख घटक

एक आधुनिक स्वचालित एक्सट्रूज़न लाइन में आम तौर पर निम्नलिखित उपप्रणाली शामिल हैं:

Billet हैंडलिंग और preheating: स्वचालित कन्वेयर और प्रेरण हीटर सटीक तापमान के लिए बिलेट को सुसंगत धातु प्रवाह के लिए आवश्यक लाते हैं।
प्रेस चक्र नियंत्रण: हाइड्रोलिक या इलेक्ट्रिक सर्वो सिस्टम लोड कोशिकाओं और स्थिति सेंसर से वास्तविक समय प्रतिक्रिया के आधार पर रैम गति, दबाव और समय का प्रबंधन करते हैं।
Die and tooling management: रोबोटिक मर परिवर्तक और स्वचालित स्नेहन प्रणाली रनों के बीच डाउनटाइम कम हो जाती है।
क्वेंच और शीतलन स्टेशन: प्रोग्राम करने योग्य पानी या हवा की शमन प्रणाली वांछित यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने और विरूपण को कम करने के लिए शीतलन प्रोफाइल को समायोजित करती है।
Stretching and sawing: स्वचालित स्ट्रेचर तंग सपाटता सहनशीलता के लिए extruded प्रोफाइल को संरेखित करते हैं, इसके बाद सीएनसी आरी ने सटीक लंबाई में कटौती की।
]Inspection and handle: विजन सिस्टम और समन्वय मापने मशीन (CMM) आयाम सत्यापित करते हैं, जबकि रोबोट पैकेजिंग या आगे की प्रक्रिया के लिए समाप्त भागों को स्थानांतरित करते हैं।

स्वचालन के प्रमुख लाभ

]उत्पादन गति में वृद्धि: स्वचालित लाइन न्यूनतम चक्र समय बदलाव के साथ लगातार काम कर सकते हैं, समग्र उपकरण प्रभावशीलता को बढ़ा सकते हैं (OEE)।
]Improved उत्पाद स्थिरता: बंद लूप नियंत्रण दीवार की मोटाई, सतह खत्म और यांत्रिक गुणों में विचलन को कम करता है।
]] श्रमिकों के लिए बढ़ी हुई सुरक्षा: उच्च तापमान, उच्च दबाव वाले वातावरण से कर्मियों को हटाने से जलने, क्रश चोटों और दोहरावदार तनाव के जोखिम को कम किया जाता है।
]कम परिचालन लागत: कम स्क्रैप दरों, अनुकूलित हीटिंग चक्र से ऊर्जा बचत, और प्रति यूनिट उत्पादन कम मानव घंटे लाभप्रदता में सुधार।
डेटा संचालित निर्णय लेने: प्रक्रिया डेटा (तापमान, दबाव, गति) का स्वचालित संग्रह निरंतर सुधार और भविष्यवाणियों के रखरखाव को सक्षम बनाता है।

हॉट एक्सट्रूज़न लाइन्स में रोबोटिक्स

जबकि स्वचालन समग्र प्रक्रिया अनुक्रम को नियंत्रित करता है, रोबोट उन कार्यों के लिए निपुणता और अनुकूलन क्षमता लाते हैं जो अकेले स्थिर स्वचालन के लिए बहुत जटिल या दोहरावदार हैं। हॉट एक्सट्रूज़न लाइनों में, रोबोट सामग्री लोड करने और उतरने, मरने से निपटने, पोस्ट-एक्सट्रूज़न मशीनिंग और अंतिम निरीक्षण करते हैं। कठोर वातावरण में काम करने की उनकी क्षमता - गर्मी ढाल, सुरक्षात्मक बाड़ों और उच्च आईपी रेटिंग के साथ-साथ उन्हें एक एक्सट्रूज़न प्लांट की मांग की स्थिति के लिए आदर्श बनाती है।

प्रयुक्त रोबोटों के प्रकार

]]Articulated रोबोट: स्वतंत्रता के छह या अधिक डिग्री के साथ, इन रोबोटों का उपयोग जटिल आंदोलनों जैसे कि प्रेस में बिलेट लोड करना, शमन टैंक के माध्यम से गर्म एक्सट्रूज़न में हेरफेर करना और डीबगिंग या ट्रिमिंग ऑपरेशन करना।
SCARA रोबोट: उच्च गति पिक-एंड-प्लेस कार्यों के लिए डिज़ाइन किया गया, SCARA रोबोट आरी से स्टैकिंग स्टेशनों या पैकेजिंग लाइनों तक कट लंबाई को स्थानांतरित करने में उत्कृष्टता प्राप्त करता है।
]Collaborative रोबोट (cobots): बल सीमित सेंसर और सुरक्षा-रेटेड निगरानी से लैस, सुरक्षा पिंजरे के बिना मरने के निरीक्षण, लेबल आवेदन या गुणवत्ता जांच जैसे कार्यों के लिए ऑपरेटरों के साथ काम करते हैं।
गैन्ट्री रोबोट: बड़े ओवरहेड सिस्टम भारी बिलेट या लंबे एक्सट्रूज़न संभालते हैं, उन्हें भट्ठी, प्रेस और कूलिंग बेड के बीच ले जाते हैं।

बाहर निकालना में रोबोटिक्स के अनुप्रयोग

परे सामग्री हैंडलिंग, रोबोट अब सटीक कार्य करते हैं जो पहले मैनुअल थे:

Die सफाई और रखरखाव: रोबोट मरने से एल्यूमीनियम निर्माण को हटाने के लिए तार ब्रश, अल्ट्रासोनिक उपकरण, या लेजर सफाई प्रमुखों का उपयोग करते हैं, टूल लाइफ का विस्तार करते हैं।
In-process gauging: लेजर स्कैनर या स्पर्श जांच से लैस, रोबोट महत्वपूर्ण आयामों को मापते हैं जबकि एक्सट्रूज़न अभी भी गर्म है, तत्काल प्रक्रिया समायोजन की अनुमति देता है।
]Secondary operation: रोबोटों को सीएनसी मशीनों के साथ सीधे इनलाइन ड्रिल, टैप या मिल एक्सट्रूडेड प्रोफाइल के साथ एकीकृत किया जाता है, जिससे अलग-अलग कार्य केंद्र समाप्त हो जाता है।
पैकेजिंग और पैलेटाइज़िंग: लाइन के अंत में, रोबोट स्टैक ने सुरक्षात्मक इंटरलायर्स के साथ एक्सट्रूज़न समाप्त किया, शिपमेंट के लिए तैयार।

एकीकरण और नियंत्रण प्रणाली

स्वचालन और रोबोटिक्स की वास्तविक शक्ति तब उभरती है जब उन्हें एक केंद्रीय नियंत्रण वास्तुकला के माध्यम से एक साथ बुना जाता है। आधुनिक एक्सट्रूज़न लाइन वितरित नियंत्रण प्रणाली (डीसीएस) या प्रोग्राम करने योग्य स्वचालन नियंत्रकों (पीएसी) को नियोजित करती है जो औद्योगिक ईथरनेट (प्रोफनेट, एथरनेट / आईपी) के माध्यम से फर्श पर हर डिवाइस के साथ संवाद करती है। पर्यवेक्षकीय नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण (एससीएडीए) सिस्टम ऑपरेटरों के लिए डैशबोर्ड प्रदान करते हैं, जबकि किनारे के प्रवेश द्वार बादल आधारित विश्लेषणात्मक प्लेटफार्मों के लिए डेटा खिलाते हैं।

रियल टाइम डेटा और सेंसर नेटवर्क

हजारों सेंसर लगातार बिलेट, रैम फोर्स प्रोफाइल, मर तापमान, एक्सट्रूज़न गति और पानी के प्रवाह को पूरा करने के तापमान ढाल की निगरानी करते हैं।

मरने के पहनने या बिलेट दोषों को जल्दी से पता चलता है, जो आउट-ऑफ-स्पेक्ट उत्पाद के लंबे रनों को रोकता है।
प्रत्येक मिश्र धातु और प्रोफ़ाइल ज्यामिति के लिए मॉडल भविष्यवाणियों का उपयोग करके बाहर निकालना पैरामीटर का अनुकूलन करें।
ट्रिगर स्वचालित अलार्म या यहां तक कि अगर गंभीर सुरक्षा थ्रेसहोल्ड से अधिक हो जाता है तो प्रेस को रोक दें।

Predictive Maintenance and AI

उन्नत मशीन लर्निंग एल्गोरिदम ऐतिहासिक सेंसर डेटा का विश्लेषण करने से पहले विफलताओं का पूर्वानुमान लगाने के लिए करते हैं। उदाहरण के लिए, प्रेस मुख्य सिलेंडर पर कंपन पैटर्न हाइड्रोलिक सील गिरावट को इंगित कर सकते हैं, जो योजनाबद्ध डाउनटाइम के दौरान निर्धारित रखरखाव को प्रेरित करते हैं। इसी तरह, मरने के दौरान तापमान प्रोफाइल तब भविष्यवाणी कर सकते हैं जब मरने की सफाई की आवश्यकता होगी, सफाई कार्यक्रम को अनुकूलित करना और स्क्रैप को कम करना।

हॉट एक्सट्रूज़न ऑटोमेशन में भविष्य के रुझान

गर्म एक्सट्रूज़न में नवाचार की अगली लहर कृत्रिम बुद्धिमत्ता, डिजिटल जुड़वाँ और उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियों के साथ गहरी एकीकरण द्वारा संचालित की जाएगी।

प्रक्रिया अनुकूलन के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता

एआई सिस्टम वास्तविक समय में एक्सट्रूज़न मापदंडों को सक्रिय रूप से अनुकूलित करने के लिए सरल भविष्यवाणियों के रखरखाव से परे चले जाएंगे। अंतिम उत्पाद गुणवत्ता वाले मीट्रिक के साथ हजारों प्रक्रिया चरों को सुधारकर, तंत्रिका नेटवर्क प्रत्येक अद्वितीय एक्सट्रूज़न रन के लिए आदर्श तापमान, गति और दबाव प्रोफ़ाइल की पहचान कर सकते हैं - यहां तक कि जब मिश्र धातु या आकार अक्सर बदलते हैं। प्रारंभिक गोद लेने वाले 15-20% के स्क्रैप कटौती और 10-12% की ऊर्जा बचत की रिपोर्ट करते हैं।

डिजिटल ट्विन्स और सिमुलेशन

पूरी एक्सट्रूज़न लाइन के डिजिटल जुड़वां इंजीनियरों को भौतिक उत्पादन के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले आभासी वातावरण में नए प्रोफाइल, टेस्ट डाई डिज़ाइन और मान्य प्रक्रिया में परिवर्तन का अनुकरण करने की अनुमति देता है। यह नए उत्पादों के लिए समय-समय पर बाजार को कम करता है और प्रेस फ्लोर पर महंगा परीक्षण और आतंक को कम करता है।

मशीन लर्निंग के साथ उन्नत रोबोटिक्स

दृष्टि प्रणालियों और मशीन सीखने से लैस रोबोट बिलेट आकार, आकार या सतह की स्थिति में भिन्नताओं के अनुकूल हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक रोबोट एक यादृच्छिक ढेर से बिलेट लेने के लिए सीख सकता है, सतह की खामियों से बचने के लिए अपनी पकड़ को समायोजित कर सकता है, या एक गतिशील वातावरण में टकराव से बचने के लिए अपने रास्ते को संशोधित कर सकता है। ये क्षमताएं कुछ बाहर निकालना लाइनों के लिए पूरी तरह से रोशनी-आउट संचालन को अनलॉक करती हैं।

आईओटी और एज कम्प्यूटिंग का उपयोग बढ़ाया

औद्योगिक IoT (IIoT) उपकरण अधिक प्रचलित हो जाएंगे, प्रत्येक प्रेस, रोबोट और कन्वेयर के साथ स्वास्थ्य और प्रदर्शन डेटा को उन सर्वरों के लिए संचारित किया जाएगा जो स्थानीय विश्लेषण करते हैं। यह समय-महत्वपूर्ण निर्णयों के लिए विलंबता को कम करता है और केवल लंबे समय तक रुझान विश्लेषण और क्रॉस-प्लांट बेंचमार्किंग के लिए क्लाउड को संक्षेपित डेटा भेजता है।

चुनौतियां और विचार

स्पष्ट लाभों के बावजूद, हॉट एक्सट्रूज़न लाइनों में स्वचालन और रोबोटिक्स को लागू करना बाधा रहित नहीं है।

] रोबोट कोशिकाओं की लागत, नियंत्रण प्रणाली, और एकीकरण छोटे extruders के लिए निषेधात्मक हो सकता है। हालांकि, मॉड्यूलर दृष्टिकोण और लीजिंग विकल्प उभर रहे हैं।
Workforce प्रशिक्षण और स्वीकृति: ऑपरेटरों को हाथों पर काम करने के बजाय स्वचालित प्रणालियों की देखरेख करने के लिए प्रशिक्षित किया जाना चाहिए। परिवर्तन प्रबंधन खरीद में हासिल करने के लिए महत्वपूर्ण है।
सिस्टम विश्वसनीयता और अतिरेक: एक रोबोट या सेंसर में एक विफलता एक पूरी लाइन को एक लेट में ला सकती है। गलती सहिष्णुता के लिए डिजाइनिंग - बैकअप नियंत्रकों और मैनुअल ओवरराइड मोड के साथ-आवश्यक है।
Cybersecurity जोखिम: चूंकि बाहर निकालना लाइनें अधिक जुड़े हुए हैं, वे साइबरटैक के प्रति संवेदनशील हो गए हैं। प्लांट नेटवर्क को IEC 62443 जैसे उद्योग मानकों के अनुसार विभाजित और सुरक्षित किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

स्वचालन और रोबोटिक्स अब गर्म एक्सट्रूज़न निर्माताओं के लिए वैकल्पिक नहीं हैं जो वैश्विक बाजार में प्रतिस्पर्धी रहने का लक्ष्य रखते हैं। वे बड़े पैमाने पर अनुकूलन और ऑन-डिमांड उत्पादन जैसे नए व्यवसाय मॉडल को सक्षम करते हुए गति, गुणवत्ता और सुरक्षा में सुखद लाभ प्रदान करते हैं। कृत्रिम बुद्धिमत्ता, डिजिटल जुड़वाँ और सहयोगी रोबोट परिपक्व होने के कारण, एक्सट्रूज़न लाइन्स भी चालाक हो जाएगी-स्वयं-अनुकूलन और भविष्य की भविष्यवाणी स्व-रखरखाव के लिए। कंपनियां जो आज इन तकनीकों में बुद्धिमानी से निवेश करती हैं उन्हें उद्योग के नेतृत्व में सबसे अच्छी स्थिति होगी।

आगे पढ़ने के लिए उद्योग 4.0 में धातु बनाने, देखें SME article on the ऑटोमेशन in एक्सट्रूज़न and ]"Toolator's कवरेज of Robotics in एक्सट्रूज़न लाइन ]. For a deep swive in पूर्वानुमान रखरखाव रणनीतियों, परामर्श ISA's resources on Industrial स्वचालन साइबर सुरक्षा].