תהליכי אוטומציה בתעשיית חישול מתכות

תהליך התיעוש של הכלכלות בעולם חב חוב נכבד לאנשים המפעילים ציוד מתכתי תעשייתי. בלא היכולת לחשל פלדה ומתכות אחרות במרוצת המאה האחרונה, לא היו לנו החלקים הדרושים ליצירת מכוניות, לבניית מטוסים, לקדיחת נפט או להנחת פסי רכבת. אלא שכמו כל תהליך המערב עבודה ידנית, אוטומציה משנה את חוקי המשחק. למרות פיגור של כמה שנים אחרי תעשיות אחרות, תעשיית חישול המתכות מצריכה כעת שדרוגים אוטומטיים בקצב גובר הולך לציוד חדיש ולציוד מיושן, החל במכונות חישול אנכי וכלה בפטישים ובכדורי הריסה. משימות שבוצעו בעבר ידנית, כגון העברה של מוטות פלדה כבדים, צינורות וציוד מלאי אחר, מתבצעות כעת אוטומטית כדי להגביר את בטיחות העובד.

חלפו הימים שבהם שלושה גברים היו מרימים מוט פלדה כבד לתוך מכונת חישול אנכית. כיום, הרבה מהמשימות הידניות האלו מוחלפות ב"יד" רובוטית או בשילוב של מנגנוני בקרה אוטומטיים אשר מסוגלים להרים, להכניס ולהפקיד חומרים. אפילו משימות כגון החלפת כלים מבוצעות כיום אוטומטית, בלחיצת כפתור.

לא רק שהדבר יוצר סביבת עבודה בטוחה יותר למחשלים, הפרודוקטיביות עולה. באמצעות אוטומציה של פעולות שמבוצעות על ידי אדם, אפשר להגביר את הייצור מכמה מאות חתיכות לשעה ל-3,000, תלוי בסוג המוצר שמחשלים.

לדברי קן קופלנד, נשיא של Ajax-Ceco, ברוב רובן של בקשות הפרויקטים מעורב כיום היבט כלשהו של אוטומציה. "כ-90% מהזמן שאנחנו מדברים עם לקוחות, הם רוצים ציוד שיש לו רכיב אוטומציה. Ajax-CECO, כפי שהיא ידועה כיום, היא אחת מהיצרניות הוותיקות ביותר של ציוד חישול. פעילותה החלה בשנת 1875. במשך יותר מ-140 שנה בנתה החברה והכניסה לייצור יותר מ-6,000 מכבשות חישול אנכיות ואופקיות. בשנת 2005 רכשה החברה את הקניין הרוחני של חברת ההנדסה צ'מבסרבורג, וכיום היא מייצרת שני מותגי ציוד ותומכת בהם.

”   ווייד פרגוסון, מנהל תחזוקה במודרן פורג': "יש גבול למה שמפעיל אחד מסוגל לעשות. בעזרת אוטומציה, רובוטים והתקנים ממונעים אחרים, אפשר להניע את החלקים בשלבים השונים של התהליך במהירות, בבטיחות ובדיוק רב יותר"   “

לדברי קופלנד, רוב בקשות האוטומציה הן לקונסולות בקרה או לסוג של חומר וציוד הובלה של פלדה לתוך המכונה, הסבת החומר כפי שמתבקש לצרכים של חימום וחישול, ולבסוף שימת המוצר המוגמר בתוך סל. בדוגמאות המורכבות ביותר אפשר ליצור "תאים" מזויפים עם תקשורת מתוחכמת המדווחת על שיעורי ייצור ועל ביצועי המכונות חזרה לרשתות החברה.

"אין זה נדיר שלקוח אשר רכש דגם ישן של ציוד מחזיר אותו ומבקש שנייצר אותו מחדש עם תוספים אוטומטיים", אומר קופלנד. Modern Forge Tenessee היא חברה כזו. זו חברת חישול פלדה אשר מייצרת חלקי אופנועים להארלי דיווידסון, בין השאר, מודרן פורג' במכבשי היציקה של צ'יימברברג שנרכשו אי שם בשנת 1980 ושוקלים בין 20 ל-50 טון. לחברה יש יותר מ-7,000 מכבשי יציקה במלאי. כדי להמשיך ולמנף את ההשקעה שלה בציוד הקיים, החליטה מודרן פורג' לעדכן ולשדרג את הקונסולות של פטיש המינוף שלה ובכך לשפר ביצועים, שכן היא מפעילה את הציוד במרווחים דחוסים.

"היו לנו כמה יחידות פטיש טובות מאוד עם בקרים מיושנים. ידענו שאם חלק מהקונסולות יושבתו, נצטרך לעבוד במצב לא מקוון", אמר ווייד פרגוסון, מנהל תחזוקה במודרן פורג'. מתוך ידיעה שהקניין הרוחני של צ'יימברברג נרכש על ידי היצרנים ב-AJAX, החליט פרגוסון ליצור עמם קשר כדי לתאם שדרוג אוטומציה.

"Ajax Ceco הצליחו לבנות פאנלים חדשים, ליצור את התוכנה הדרושה לשם כך ולכייל הכול לצרכים הספציפיים שלנו", אמר פרגוסון והוסיף, כי ייתכן שמודרן פורג' יתקינו רובוט במכבשי הקיצוץ כדי להתמודד עם עיכובים בייצור שהשפיעו בעבר על איכות ההסרה של הקיצוץ. לאחר התבוננות במפעילים ובדיקה כמה זמן לוקח לקצץ כל חלק, הסיקו בחברה שכאשר העובדים מתעייפים, קצב העבודה שלהם מואט באופן ניכר. כאשר עבר זמן רב מדי בין קיצוץ החלקים, המגשים היו מתקררים מדי, והדבר הפך את מלאכת הקיצוץ לקשה יותר. כעת, לאחר שמפעיל הפטיש משלים את מלאכת החישול, הרובוט ירים את החפץ ויקצץ אותו באופן קבוע.

"חברות חישול כמונו מתחילות לשקול כיצד אפשר ליישם אוטומציה במכבשים כדי לסייע בעבודה", אמר פרגוסון. "יש גבול למה שמפעיל אחד מסוגל לעשות. בעזרת אוטומציה, רובוטים והתקנים ממונעים אחרים, אפשר להניע את החלקים בשלבים השונים של התהליך במהירות, בבטיחות ובדיוק רב יותר."

בתאגיד החישול האופרטיבי של איטון (Eaton) ב-Kearney שבנברסקה, מופעלים 26 מכבשי Ajax-CECO 100. איטון עודנה אחת מהיצרניות המובילות של שסתומי מנועים והילוכי דיוק לתעשייה הממונעת בצפון אמריקה. המיתקן ב-Kearney גם מייצר חלקים המיועדים לחקלאות, לתעשייה הימית, ל-ATVs, לתעשייה הכבדה ולתעשייה הממונעת. כחלק מתהליך דו שלבי ליצירת שסתומי המנוע, נוצר שבלול פלדה עגול באמצעות מכבשות חישול. לאחר מכן הפריט עובר תהליך של הכאה מחדש, שם הוא הופך למוצר הסופי. במשך שנים רבות התבצע המעבר בין השלב הראשון של התהליך לשלב השני ידנית, באמצעות מפעילי מכונה.

”   תעשיית חישול המתכות מצריכה כעת שדרוגים אוטומטיים לציוד חדיש ולציוד מיושן. משימות שבוצעו בעבר ידנית, כגון העברה של מוטות פלדה כבדים, צינורות וציוד מלאי אחר, מתבצעות כעת אוטומטית כדי להגביר את בטיחות העובד   “

לפני כארבע שנים החלה איטון בפרויקט אוטומטי, שבו כל מה שצריך מפעיל המכונה לעשות הוא ללחוץ על כפתור, ויד רובוטית משלימה את התהליך. השדרוג התבצע על 15 מהמכבשים של Ajax ששימשו במיוחד לייצור של שסתומי המנוע.

המניע העיקרי למעבר לאוטומציה נבע מדאגה לבטיחות העובדים. לדברי רנדי קרויצר, מנהל אחזקה ראשי באיטון, "בן אדם יושב מול המכבש, ויכול באופן תיאורטי להיפגע אם משהו משתבש. עכשיו הוצאנו את האנשים מהמשוואה. הם עדיין שם, אבל עוטים לבוש ממוגן ופועלים רק כאשר צריך לבצע התאמות." קרויזר מוסיף כי היתרונות באו לידי ביטוי גם בתפוקה, מאחר שהתהליך האוטומטי איפשר לחברה להפעיל שני מכבשים בו בזמן במקום אחד. "אנחנו כל הזמן מעדכנים את הציוד שלנו", אמר קרויזר. "התעשייה יוצאת מהמנטליות שלפיה אנשים מבצעים את כל העבודה הידנית, ובמקום זה נותנת לטכנולוגיה לתפוס פיקוד. זה המניע בתעשייה כרגע".

מקור: www.manufacturingtomorrow.com