Systems of supervision and analysis of industrial forging processes

• Autorzy: Hawryluk M. , Kaszuba M. , Gronostajski Z. , Sadowski P.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2016.3.1

Warianty tytułu

PL

Systemy nadzoru i analizy przemysłowych procesów kucia

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The work presents the concept of a multifunctional automatized forging station with a supervisory system of the process and the production management, with the option of application mainly at forging shops (with somewhat outdated machines) equipped with older-generation devices and forging units. The concept of such a station, which applies the, already partially, implemented construction and technological solutions, is a result of an extensive analysis of the current needs of forging plants and it has been supported by the acquired knowledge and experience of the authors, who specialize in the construction of measurement systems and other devices for the forging industry. The systems built by the authors makes it possible to measure and archive as well as fully monitor the most important technological parameters of the process, such as: the course of the forging forces in the function of time/shift, correlated with a measurement of the temperature of the preforms and dies as well as the number of the produced forgings. The elaborated systems, owing to their inclusion in the general production management system (which plays a supervisory role over the whole process), also allow for an analysis of the occurring changes during the process, including the proceeding wear of the forging tools as well as an analysis of the parameters determined throughout a long period of time, management of the machines and equipment (the work of the machines, their breakdowns, repairs etc.), and the human resources, as well as adaptation of the production organization to the increasing market demands. The presented concept of a complex approach to the issue of automatization of the forging line is a reply to the constantly developing forging technology, caused by market competitiveness, which requires automatization of the production, with the purpose to produce forgings of a higher quality, and, at the same time, reduce the costs.

PL

W pracy przedstawiono koncepcję wielofunkcyjnego, zrobotyzowanego stanowiska kuźniczego wraz z systemem nadzoru procesu i zarządzania produkcją, z możliwością jego aplikacji przede wszystkim dla kuźni (z nie najnowszym parkiem maszynowym) wyposażonych w starsze urządzenia i agregaty kuźnicze. Koncepcja takiego stanowiska, wykorzystująca częściowo wdrożone już autorskie rozwiązania konstrukcyjno-technologiczne, jest wynikiem szerokiej analizy aktualnych potrzeb zakładów kuźniczych oraz poparta została zdobytą wiedzą i doświadczeniem autorów zajmujących się budową systemów pomiarowych i innych urządzeń dla przemysłu kuźniczego. Budowane przez autorów systemy pozwalają na pomiar i archiwizację oraz pełny monitoring najważniejszych parametrów technologicznych procesu, m.in.: przebiegów sił kucia w funkcji czasu/przemieszczenia, skorelowanych z pomiarem temperatury wstępniaków i matryc oraz ilości wyprodukowanych odkuwek. Opracowane systemy, dzięki ich włączeniu w nadrzędny system zarządzania produkcją (pełniący funkcję nadzoru nad całym procesem), pozwalają również na analizę zachodzących zmian podczas procesu, w tym postępującego zużycia narzędzi kuźniczych oraz analizę rejestrowanych parametrów w długim okresie czasu, zarządzania parkiem maszynowym i zasobami sprzętowymi (pracą maszyn, ich awariami, naprawami, itp.), zasobami ludzkimi oraz dostosowaniem organizacji produkcji do rosnących wymagań rynkowych. Przedstawiona przez autorów koncepcja kompleksowego podejścia do zagadnienia robotyzacji linii kuźniczej jest odpowiedzią na nieustanny rozwój technologii kucia, spowodowany konkurencyjnością rynku, wymuszający na kuźniach zautomatyzowanie swojej produkcji, w celu wytwarzania odkuwek o lepszej jakości przy jednoczesnym obniżeniu jej kosztów.

Słowa kluczowe

EN

supervisory systems; industrial forging process; measurement and control systems

PL

systemy nadzoru i kontroli; przemysłowy proces kucia; systemy pomiarowo-kontrolne

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 18, no. 3
• Strony: 315--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hawryluk M.

• Wroclaw Technical University of Technology, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Kaszuba M.

• Wroclaw Technical University of Technology, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Gronostajski Z.

• Wroclaw Technical University of Technology, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Sadowski P.

• Measurement and Medical Technologies Transfer ul. Piękna 64C/2, 50-506 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. ABB, www.abb.com/robotics.
• 2. Amada Oceania Pty Ltd., www.amada.com.au.
• 3. Bilsing Automation. www.bilsing-automation.com.
• 4. Cechura M, Hlavac J, Kubec J, Functions and features monitoring of forming machines, research report V-10-091, VSCVTT, 2010.
• 5. Cechura M, Housa J, Energy analysis of forming machines and further proposals for decreasing of energy consumption, research report V-11-037, VSCVTT, 2011.
• 6. Cechura M, Chval Z, Convectional versus multiple operating press, Brno 2013; 67-70.
• 7. Grosse C.U., Ohtsu M., eds. Acoustic emission testing - basics for research - applications in civil engineering. Springer. (2008).
• 8. Chval Z, Effect of heat load to the forming machines, MM Science Journal, 2013; 418-421
• 9. Chval Z, Cechura M, Monitoring extremely stressed points on stands of forging presses, Procedia Engineering 2015; (100): 841 – 846, http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2015.01.439.
• 10. Comau. www.comau.com.
• 11. Copren. www.copren.com.
• 12. Gronostajski Z., Hawryluk M., Jakubik J., Kaszuba M., Misun G., Sadowski P.: Solution examples of selected issues related to die forging, Archives of Metallurgy and Materials 2015; 60(4): 2767-2775.
• 13. Gronostajski Z. Kaszuba M., Hawryluk M., Zwierzchowski M., Niechajowicz A., Polak S.: Die profile optimization for forging constant velocity joint casings, Archives of Metallurgy and Materials 2011; 56(2): 551-558, http://dx.doi.org/10.2478/v10172-011-0059-z.
• 14. Gronostajski Z., Kaszuba M., Hawryluk M., Zwierzchowski M.: A review of the degradation mechanisms of the hot forging tools. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2014; 14(4): 528-539, http://dx.doi.org/10.1016/j.acme.2014.07.002.
• 15. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Marciniak M., Niechajowicz A., Polak S., Zwierzchwoski M., Adrian A., Mrzygłód B., Durak J.: The expert system supporting the assessment of the durability of forging tools, International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2016; 82: 1973–1991, http://dx.doi.org/10.1007/s00170-015-7522-3.
• 16. Gronostajski Z., Hawryluk M.: The main aspects of precision forging. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2008; 8(2): 39-57, http://dx.doi.org/10.1016/S1644-9665(12)60192-7.
• 17. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Zwierzchowski M.: Analysis of forging process of constant velocity joint body. Steel Research International 2008; 1: 547-554.
• 18. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Sadowski P.: Measuring & control systems in industrial die forging processes. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2011; 3: 62-69.
• 19. Hawryluk M., Marciniak M., Misun G.: Possibilities of investigating abrasive wear in conditions close to those prevailing in industrial forging processes. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2014; 16(4): 600-607.
• 20. Hawryluk M., Jakubik J.: Analysis of forging defects for selected industrial die forging processes, Engineering Failure Analysis 2016; 59: 396–409, http://dx.doi:10.1016/j.engfailanal.2015.11.008.
• 21. Hawryluk M., Zwierzchowski M.: Structural analysis of hot forging dies with regard to their life. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2009; 2(42): 31-41.
• 22. Hlavac J., M. Cechura, V. Kubec, Technologia, Boundary conditions setting questions for virtual simulation of mechanical presses, 2009; 61, ISBN 978-80-227-3135-5.
• 23. Islam El-galy, Bernd-Arno Behrens Online monitoring of hot die forging processes using acoustic emission (part i), J. Acoustic Emission 2008; 26: 208-218.
• 24. Karamyshev A.P.: The production of a machine designed for the cold radial cyclic forging of solid and tube billets, WIT Transactions on Ecology and the Environment, 2014; 169-177, ISSN: 17433541.
• 25. Katalog zrobotyzowanych stanowisk w przemyśle polskim. Wydawnictwo Przemysłu Maszynowego, Warszawa 1987.
• 26. KUKA Robot Group. www.kuka.com.
• 27. Mortimer J.: Mix of robots used for Jaguar's aluminium- bodied XJ luxury car. Industrial Robot, 2003; 2: 145–151, http://dx.doi.org/10.1108/01439910310464168.
• 28. Motoman, www.motoman.com
• 29. Neugebauer R, Bräunlich H, Scheffler S, Process monitoring and closed loop controlled process. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2009; 2(9): 105-126, http://dx.doi.org/10.1016/S1644-9665(12)60063-6.
• 30. Nye T.J., Elbadan A.M, Bone G.M, Real-time process characterization of open die forging for adaptive control, Journal of Engineering Material Technology 2000; 123(4): 511-516, http://dx.doi.org/10.1115/1.1396350.
• 31. Oriimec, www.oriimec.com
• 32. World Robotics 2004. Statistic, Market Analysis, Forecasts, Case Studies and Profitability of Robot Investment. United Nations, New York, Geneva 2004.
• 33. Zhenyuan J, Bangguo W,Wei L, Yuwen S, An improved image acquiring method for machine vision measurement of hot formed parts, Journal of Materials Processing Technology 2010; 210: 267–271, http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.09.009.