TCFA 03110318-2020 铸造射芯单元数字化技术要求

ICS23.040.80J31团体标准T/CFA03110318—2020铸造射芯单元数字化技术要求Digitaltechnicalrequirementsforcastingcoreshootingunit公告稿2020-03-13发布2020-05-01实施中国铸造协会发布T/CFA03110318—2020I目  次前言.....................................................................................................................................................................II引言...................................................................................................................................................................III1范围.................................................................................................................................................................12规范性引用文件.............................................................................................................................................13术语、定义和缩略语.....................................................................................................................................14总则.................................................................................................................................................................25铸造射芯设备.................................................................................................................................................36铸造射芯单元数字化控制与管理系统.........................................................................................................47环保的数字化要求.........................................................................................................................................6附录A（资料性附录）铸造射芯单元示例...................................................................................................7参考文献.............................................................................................................................................................12T/CFA03110318—2020II前  言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国铸造协会标准工作委员会提出。本标准由中国铸造协会归口。本标准负责起草单位：共享智能铸造产业创新中心有限公司、襄阳金耐特机械股份有限公司、四川共享铸造有限公司、共享装备股份有限公司。本标准参加起草单位:天津立鑫晟智能制造有限公司、山东时风（集团）有限责任公司。本标准主要起草人：杨军、常涛、帅德军、林凯强、万雄杰、薛蕊莉、杨爱宁、帅德国。本标准参加起草人：石卫东、刘清信、于子岭、纪昌勇、徐海港。本标准于2020年03月13日为首次发布。T/CFA03110318—2020III引  言本标准围绕铸造射芯单元的关键过程集成控制，通过铸造射芯单元系统，向上与MES、ERP、CAPP和LIMS等信息管理系统集成，引入生产计划、维保计划、质量标准和工艺数据等信息，并反馈设备、生产、成本和质量等维度数据；向下与底层设备及装置集成，依据标准工艺与参数执行现场作业，同时采集各个维度数据，与工艺数据设定值实时比对，经质量判异和过程判稳等在线分析处理，形成优化决策后，实现闭环的调整与控制，从而实现对铸造射芯单元系统的数字化管理，提升生产和管理的效率。通过标准的制定和实施，推广智能铸造技术的应用，可改变传统铸造的生产模式,提高生产效率，降低生产成本，改善铸造生产作业环境，减少对环境的不利影响；同时为推进铸造产业结构调整与优化升级创造条件，为各铸造环节实现数字化、网络化和智能化提供借鉴和参考，促进社会效益和经济效益提高；另外，也可为推进铸造行业转型升级提供技术支持，给未来铸造生产与管理的网络化和智能化发展建设奠定数字化基础。T/CFA03110318—20201铸造射芯单元数字化技术要求1范围本标准规定了铸造射芯单元、铸造射芯单元设备、铸造射芯单元控制与管理系统及环保的数字化技术要求。本标准适用于铸造射芯单元的建设和生产。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5611铸造术语HJ212-2017污染物在线监控（监测）系统数据传输标准T/CFA0308022铸造行业大气污染物排放限值T/CFA031103.5-2018铸造数字化工厂通用技术要求3术语、定义和缩略语3.1术语和定义GB/T5611、T/CFA031103.5-2018中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T5611和T/CFA031103.5-2018中的某些术语和定义。3.1.1单元unit生产单元unitofproduction根据不同的铸造工艺过程，对铸造工厂进行划分形成的基本生产单元，如砂型铸造工厂可划分为砂型成形单元、熔炼浇注单元、后处理单元等。各单元由对应的设备、数字化控制与管理系统组成。注：改写T/CFA031103.5-2018,定义3.2。3.1.2数字化工艺系统digitalprocesssystem铸造工艺数字化设计应用的软件系统的总称。注1：铸造数字化工艺系统一般包括CAD、CAE、CAPP和PDM。注2：改写T/CFA031103.5-2018,定义3.4。T/CFA03110318—202023.2缩略语以下缩略语适用于本文件。缩略语中文英文API应用程序编程接口ApplicationProgrammingInterfaceCAPP计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanningERP企业资源规划EnterpriseResourcePlanningESB企业服务总线EnterpriseServiceBusFB现场总线FieldBusJDBCJava数据库连接JavaDataBaseConnectivityLIMS实验室信息管理系统LaboratoryInformationManagementSystemMES制造执行系统ManufacturingExecutionSystemODBC开放数据库连接OpenDataBaseConnectivity4总则4.1铸造射芯单元4.1.1铸造射芯单元主要由单元设备、数字化控制与管理系统（以下简称单元系统）组成，其功能架构示意图如图1所示。4.1.2单元设备提供成形单元运行的物质基础。4.1.3单元设备的组成及单元系统的功能可依据实际生产工艺扩展或裁减。4.1.4单元系统通过FB与单元设备集成，通过数据接口（如ESB、ODBC、JDBC、API等）与其他信息管理系统（如MES、LIMS等）集成，主导现场过程执行。4.1.5铸造射芯单元可独立生产运转，也可与其它前后序单元集成协同生产。T/CFA03110318—20203图1铸造射芯单元功能架构示意图4.2铸造射芯工艺流程铸造射芯单元运行流程主要由生产准备、射芯成形、涂层制备和涂层干燥等组成，流程图如图2所示。铸造射芯单元的具体示例参见附录A。T/CFA03110318—20204图2铸造射芯单元数字化运行流程图5铸造射芯设备5.1设备组成铸造射芯成形过程所需的硬件设备及装置，应包括但不限于：T/CFA03110318—20205——生产设备：自动加料设备、混砂设备、射芯机、除尘和净化系统、涂层施涂设备、烘干设备、转运设备和仓储设备等；——检测设备：型砂检测仪、尺寸测量仪、涂料黏度检测仪、水份检测仪和涂层厚度检测仪等；——传感器：噪音传感器、温度传感器、湿度传感器和气体检测仪等装置。5.2集成方式通过控制器和网关模块等，以FB方式与OPCServer对接，实现设备、生产、质量和成本等数据的交互，具体应按照T/CFA031103.5-2018的要求执行。6铸造射芯单元数字化控制与管理系统6.1计划管理单元系统应从ERP、MES或其他信息管理系统获取生产计划，根据生产砂芯的外观尺寸和工艺参数等信息，调取芯盒模具、芯砂、粘结剂、芯骨、冷铁、预埋芯和通气绳等生产材料，并跟踪生产计划当前的执行状态和生产进度。6.2过程控制6.2.1生产准备6.2.1.1生产前巡检生产前应检查设备的完好性及原辅材料的准备情况，单元系统应自动判断巡检结果并记录。巡检事项应包括但不限于：a)车间空气湿度和温度；b)混砂设备、射芯机、通风除尘系统、涂层施涂设备、烘干设备和转运设备、仓储设备等生产设备，强度仪和尺寸测量仪等检测设备，以及气体检测装置、噪音传感器、温度传感器和湿度传感器及其他传感器的完好性与合规性；c)生产所需的芯盒、芯砂、粘结剂、固化剂、芯骨、冷铁、预埋芯和通气绳等生产材料的数量、质量要求及规格型号。6.2.1.2安全防护准备生产操作人员进入相应的工作区域之前，单元系统应通过人机交互界面提示操作人员需佩戴的防护设备（如安全靴、护目镜、防毒口罩和耳塞等）并告知常见事故的处理方式。6.2.1.3芯盒准备单元系统根据每日的生产计划，下达准备产品所需芯盒、芯骨、冷铁、预埋芯和通4气绳等清单，并由仓储系统负责配送到射芯生产工序。在生产前，应将芯骨在芯盒内进行验证，并按工艺要求缠好气道。6.2.2射芯成形T/CFA03110318—202066.2.2.1安装芯盒应按照生产计划安装芯盒，使用专用清洗剂对芯盒进行清理和维护，保证排气塞、射砂口顺畅和无堵塞，将维护记录上传至单元系统。6.2.2.2混砂、加砂应依据砂型生产计划和工艺系统数据，准备生产所需的原辅材料，包括芯砂和粘接剂。芯砂与粘接剂、固化剂应按照添加顺序、添加比