دراسة حالة: ترقية خط إنتاج مشابك السكك الحديدية المرنة من التصنيع اليدوي إلى الأتمتة

دأبت شركة صينية لتصنيع مكونات السكك الحديدية على إنتاج مشابك مرنة من النوع W لسنوات عديدة. ومع استمرار تزايد الطلب من مشاريع إنشاء وصيانة السكك الحديدية، بدأت الشركة في تقييم سبل تحسين الطاقة الإنتاجية مع الحفاظ على جودة المنتج.

كانت عملية التصنيع الحالية تعتمد بشكل كبير على التشغيل اليدوي. وقد تم تشغيل خط الإنتاج الحالي بواسطة عمال مهرة لسنوات عديدة. ساعدت خبرتهم في ضمان سير الإنتاج اليومي بسلاسة، ولكن التعامل اليدوي بين العمليات فرض قيودًا عند الحاجة إلى زيادة الإنتاج.

مع ازدياد حجم الطلبات، بدأ العميل بالبحث عن طريقة أكثر استقرارًا لتنظيم تدفق الإنتاج. وبدلًا من إضافة المزيد من العمالة اليدوية، اختارت الشركة تحديث ورشة العمل بخط إنتاج آلي لمشابك السكك الحديدية المرنة، تم تطويره وفقًا لظروف المواد ومتطلبات الإنتاج وتصميم المصنع الخاص بها.

تحديات التصنيع قبل الأتمتة

قبل التحول إلى التصنيع الآلي، كان خط الإنتاج يعتمد على التحميل اليدوي للمواد وتغذيتها ونقلها بين الآلات المختلفة. كانت هذه العمليات قابلة للإدارة خلال الإنتاج العادي، لكنها أصبحت أكثر صعوبة مع ازدياد حاجة المصنع إلى رفع كفاءة الإنتاج. تمثلت المشكلة الرئيسية في الربط بين أقسام المعالجة المختلفة. فكل عملية نقل يدوية تؤدي إلى زيادة وقت المعالجة، مما أثر على استمرارية الإنتاج وصعّب الحفاظ على وتيرة تصنيع ثابتة.

1. كان الحفاظ على اتساق الجودة أمراً صعباً

تتضمن عملية إنتاج المشابك المرنة من النوع W عدة مراحل، منها التسخين والتشكيل والمعالجة الحرارية. وقد تؤثر الاختلافات الطفيفة في درجة حرارة التسخين أو مدة المعالجة على أداء المنتج النهائي.

بالنسبة لمكونات السكك الحديدية، فإن الاتساق مهم بشكل خاص لأن المشابك تستخدم في تطبيقات تثبيت السكك الحديدية حيث تكون الموثوقية طويلة الأجل مطلوبة.

2. قدرة إنتاجية محدودة

مع ازدياد طلبات العملاء، أصبحت طريقة الإنتاج الحالية تشكل عنق زجاجة.

أدى التحميل والتفريغ اليدويان إلى إبطاء العملية برمتها. كما تطلبت زيادة الإنتاج المزيد من العمال، مما صعّب تحقيق إنتاج مستقر على نطاق واسع.

كان المصنع بحاجة إلى حل يمكنه تحسين وتيرة الإنتاج مع تقليل الاعتماد على التشغيل اليدوي.

النهج الهندسي: تصميم نظام إنتاج آلي متكامل

بدلاً من ترقية آلة واحدة فقط، ركز المشروع على ربط عملية التصنيع بأكملها في تدفق إنتاج مستمر.

بناءً على متطلبات العميل، تم تكوين نظام الإنتاج على النحو التالي:

•وحدة تغذية المواد الملفوفة الأوتوماتيكية

•معدات تقويم وقطع اللفائف الأوتوماتيكية

•آليات تغذية المواد الأوتوماتيكية للقضبان

•فرن تسخين بالحث متوسط ​​التردد (IGBT)

•ستة روبوتات صناعية

•ثلاث مكابس تشكيل المعادن

•نظام تبريد الزيت

•خزان التبريد وبرج التبريد

•فرن تلطيف بحزام شبكي من نوع البكرات

•نظام تحكم PLC

تم تصميم التخطيط الكامل لضمان نقل المواد بسلاسة بين كل عملية.

عملية تحضير المواد وتسخينها آلياً

يبدأ الإنتاج بالقطع الآلي، حيث يتم تجهيز المواد الفولاذية وفقًا للأبعاد المطلوبة.

بعد القطع، يتم نقل المواد تلقائيًا إلى قسم التسخين.

يوفر فرن التسخين الحثي متوسط ​​التردد تسخيناً متحكماً به ومتجانساً قبل عملية التشكيل. وبالمقارنة مع طرق التسخين اليدوية، تساعد العملية الآلية في الحفاظ على ظروف درجة حرارة أكثر استقراراً وتحسين قابلية تكرار الإنتاج.

نظام التشكيل الآلي يحسن كفاءة الإنتاج

كان أحد التحسينات الرئيسية لهذا المشروع هو دمج ستة روبوتات صناعية مع ثلاث مكابس تشكيل.

تتولى الروبوتات نقل المواد بين عمليات التسخين والتشكيل، مما يخلق دورة إنتاج مستمرة.

بالمقارنة مع المناولة اليدوية، فإن التشغيل الآلي يقلل من وقت الانتظار بين العمليات ويحافظ على وتيرة الإنتاج بشكل أكثر اتساقًا.

أصبح النظام الروبوتي الجزء الأساسي من النظام المُطوَّرخط إنتاج مشابك السكك الحديدية المرنةمما يساعد الشركة المصنعة على زيادة الإنتاج مع الحفاظ على جودة تشكيل مستقرة.

المعالجة الحرارية ومراقبة الجودة

بعد التشكيل، تدخل المشابك في عملية المعالجة الحرارية.

يشمل خط الإنتاج ما يلي:

• خزان تبريد الزيت

• أنظمة التبريد

• فرن التبريد

صُممت هذه العمليات لتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة وتحسين متانة المنتج.

بالنسبة لتطبيقات السكك الحديدية، تلعب المعالجة الحرارية دورًا مهمًا لأن المشابك المرنة يجب أن تتحمل ظروف التحميل المتكررة أثناء الخدمة.

、           

نتائج الإنتاج بعد ترقية الأتمتة

بعد التشغيل، حقق نظام الإنتاج المُطوَّر تحسناً كبيراً في كفاءة التصنيع.

تشمل النتائج الرئيسية ما يلي:

تمت زيادة الطاقة الإنتاجية بشكل ملحوظ مقارنة بطريقة الإنتاج اليدوية السابقة.

والأهم من ذلك، أن العملية الآلية وفرت تحكماً أفضل في معايير الإنتاج، مما ساعد الشركة المصنعة على الحفاظ على جودة متسقة أثناء التشغيل المستمر.

الفحص ومعالجة الأسطح بعد الإنتاج

بعد التصنيع، يتم فحص المشابك المطاطية النهائية وفقًا لمتطلبات العميل.

تتضمن عملية الفحص اختبارات الإجهاد للتحقق من أداء المنتج في ظل ظروف التحميل المتكررة.

كما يتم إجراء عمليات معالجة الأسطح والطلاء عند الحاجة لتحسين مقاومة التآكل.

تُعد هذه الخطوات أجزاءً مهمة من العملية الشاملةنظام تثبيت السكك الحديديةحيث يجب أن يفي كل مكون بمتطلبات موثوقية صارمة.

قيمة المشروع: بناء مصنع أكثر مرونة لمكونات السكك الحديدية

ساعد هذا التحديث في مجال الأتمتة الشركة المصنعة على الانتقال من الإنتاج كثيف العمالة إلى نموذج تصنيع أكثر استقرارًا وقابلية للتوسع.

يوضح المشروع أن الأتمتة لا تقتصر ببساطة على استبدال العمل اليدوي.

تبدأ عملية تطوير خط الإنتاج دائمًا بالعملية الحالية. قبل إدخال الأتمتة، من المهم فهم كيفية انتقال المواد، وأين يقضي المشغلون وقتهم، وما هي الخطوات التي تؤثر على استقرار الإنتاج.

في هذا المشروع، تم تطوير نظام الأتمتة بناءً على متطلبات التصنيع الفعلية للعميل بدلاً من استخدام حزمة معدات قياسية. وقد ساهم هذا النهج في خلق تدفق إنتاجي أكثر سلاسة، ووفر دعماً أفضل لتوسيع الطاقة الإنتاجية مستقبلاً.

بفضل خبرتها في مجال المناولة الروبوتية وتطبيقات التشكيل وتصنيع مكونات السكك الحديدية، تواصل شركة XUJI التعاون مع الشركات المصنعة التي تبحث عن تحسينات موثوقة في مجال الأتمتة.