نظام تنظيف وسيط لرؤوس الأسطوانات في صناعة السيارات

تم تطوير نظام التنظيف المتوسط لرأس الأسطوانة من شركة ذا بيغ بيرد الصناعية لغرض تنظيف رؤوس الأسطوانات بعد عمليات التشغيل الآلي في تصنيع محركات الديزل الثقيلة. ويُزيل هذا النظام بقايا عمليات التشغيل الآلي قبل العمليات اللاحقة، ويدعم الإنتاج التلقائي الكامل المختلط دون الحاجة إلى تغيير يدوي.

يُقدَّم هذا المعدّات كحلٍّ جاهزٍ يتضمّن التصميم والتصنيع والتركيب والتشغيل التجريبي.

تطبيقات قطعة العمل

يسمح هذا النظام بمعالجة عدة أنواع مختلفة من رؤوس الأسطوانات المستخدمة في تصنيع محركات الديزل الثقيلة:

جميع القطع المراد معالجتها هي وحدات فرعية لرؤوس الأسطوانات المخصصة لتطبيقات محركات الديزل الثقيلة. ويدعم النظام الإنتاج التلقائي الكامل المختلط دون الحاجة إلى تغيير يدوي.

الإنتاج الآلي المختلط النماذج

يدعم النظام الإنتاج الآلي الكامل المختلط النماذج بالقدرات التالية:

التعرف على رمز الاستجابة السريعة

أجهزة مسح رموز الاستجابة السريعة تقرأ تلقائيًّا هوية القطعة عند التحميل. ويختار النظام برنامج التنظيف المناسب استنادًا إلى معلومات رمز الاستجابة السريعة. وتسمح سعة التخزين بتخزين ما يصل إلى ٢٥٦ نوعًا مختلفًا من أرقام القطع. كما تم تركيب طابعتَي باركود تلقائيتين إضافيتين لتتبع الإنتاج.

التعامل مع قطعتَي عمل في آنٍ واحد

يضم النظام روبوتَين ذوي ٦ درجات حرية، ويمكنهما التعامل مع رأسَي أسطوانتين في وقتٍ واحد، ما يضاعف كفاءة الإنتاج، مع زمن دورة قدره ٧٦ ثانية لكل قطعتَي عمل (أي ٣٨ ثانية لكل قطعة).

التبديل التلقائي بين النماذج

صُمِّمت القوالب والفوهة ومكونات التموضع لاستيعاب جميع أنواع رؤوس الأسطوانات دون تدخل يدوي. كما تتضمَّن أسطح تحديد موضع القوالب تنظيفًا تلقائيًّا لمنع تلف القطعة الناجم عن الرقائق المعدنية.

التواصل مع نظام إدارة التصنيع (MES)

يتصل النظام بنظام إدارة التصنيع (MES) لتتبع الإنتاج وجمع البيانات وتحديث الحالة وفقًا للمتطلبات الفنية العامة لمصنّعي المعدات الأصلية في قطاع السيارات.

عملية تنظيف متعددة المراحل

يجمع النظام بين عدة تقنيات تنظيف ضمن تسلسل آلي مكوَّن من ٩ مراحل، مع التعامل مع قطعتَي عمل في آنٍ واحد:

المرحلة الأولى: التحميل (الأولى)

ينقل الناقل العلوي القطعة إلى ناقل الأسطوانات المُحمِّل لنظام التنظيف. ثم ينقل هذا الناقل القطعة إلى مدخل الجهاز. ويُحدِّد ماسح رموز الاستجابة السريعة (كوجنيكس) طراز القطعة.

يحتوي المدخل على نقطتي تثبيت للقطعة. وترفع آلية الرفع والدوران قطعتين وتدورهما ١٨٠ درجة، مما يمكن الروبوت من الإمساك برأسَي الأسطوانتين معًا وإدخالهما إلى غرفة التنظيف. ويتميز ناقل التحميل بتصميم أسطواني من نوع بي-زي-آر.

يوجد محطة فحص لعامل التشغيل عند موقع التحميل.

المرحلة الثانية: التنظيف الاضطرابي (٢ست) — ١,٥ ميجا باسكال

يُمسك الروبوت رقم ١ بقطعتين وينقلهما إلى خزان التنظيف الاضطرابي، الذي سبق ملؤه بسائل التنظيف. ويغيّر الروبوت اتجاه القطعة بمرونة بينما توجه الفوهات المحيطة تيارًا اضطرابيًّا لتنظيف جميع الأسطح.

المرحلة الثالثة: تنظيف سدادات الغلاف المائي (٣ست) — ١,٥ ميجا باسكال

بعد التنظيف الاضطرابي، يفتح صمام تصريف الخزان لتصريف المياه بسرعة. ويُوضع القطع المراد معالجتها بواسطة الروبوت أمام فوهات ذات قطر كبير لتنظيف سدادات الغلاف المائي، مما يضمن تنظيفًا شاملًا لممرات التبريد.

المرحلة الرابعة: التنظيف عند نقاط ثابتة (4ST) — ١,٥ ميجا باسكال

وبعد تنظيف سدادات الغلاف المائي، تُوضع القطع المراد معالجتها أمام ألواح الفوهات الثابتة. وتتم محاذاة كل فوهة بدقة مع الفتحات المقابلة على رأس الأسطوانة، لضمان وصول التنظيف المستهدف إلى جميع الممرات. كما يقوم الروبوت بتغيير اتجاه القطعة لمحاذاة كل سطح مع لوحة الفوهات المقابلة، بينما يستمر مضخة التنظيف في إعادة ملء خزان التدفق الاضطرابي للدورة التالية.

المرحلة الخامسة: تنظيف دقيق للغلاف المائي (5ST) — ٠,٦ ميجا باسكال

يضع الروبوت رقم ١ قطعتَي عمل في آنٍ واحد على منصّات التموضع عند هذه المحطة. وتقوم الأسطوانات بتمديد الفوهات لتنظيف سدادات الغلاف المائي، بينما تُجرى في الوقت نفسه عملية تنظيف دقيقة للقطعة بأكملها. وتضم هذه المحطة موقعيْن لزيادة مدة التنظيف الدقيق. فيُدخل الروبوت رقم ١ قطع العمل في أحد الموقعين، بينما يستخرج الروبوت رقم ٢ القطع التي سبق تنظيفها من الموقع الآخر. وتشمل هذه المحطة خزّان ماء ومضخّة ونظام ترشيح مستقلّيْن.

المرحلة ٦: التجفيف الموضعي الثابت (٦ST) — ٠٫٢–٠٫٤ ميجا باسكال

يُمسك الروبوت رقم ٢ بقطع العمل وينقلها إلى محطة التجفيف بالنفخ. أثناء النقل، يغيّر الروبوت اتجاه قطع العمل لتصريف السوائل المائلة. ثم يُوضع الروبوت قطع العمل عند صناديق الفوهات الثابتة لتجفيف دقيق بالنفخ لجميع الثقوب والممرات. ولكل سطح لوحة فوهات مخصصة له. وبعد انتهاء تجفيف النقاط الثابتة، يقوم الروبوت بإجراء تجفيف نافخ مسحي على أسطح قطع العمل. وبعد الانتهاء من التجفيف، يضع الروبوت رقم ٢ قطع العمل على ناقل الأسطوانات الجاذبي عند مخرج الجهاز، بينما تدفع القضبان الناقلة كلاًّ من قطعتَي العمل في آنٍ واحدٍ إلى المحطة التالية.

المرحلة ٧: التجفيف بالنفخ الثانوي (٧ست)

تنقل القضبان الناقلة قطعتَي عمل إلى غرفة التجفيف بالنفخ الثانوي عبر ناقل الأسطوانات الجاذبي. وتتمدّد الأسطوانات العلوية لتفتح صناديق الفوهات لتنفيذ تجفيف نافخ مسحي ثابت على قطعة العمل بأكملها. وبعد الانتهاء من التجفيف بالنفخ الثانوي، تدفع القضبان الناقلة كلاًّ من قطعتَي العمل في آنٍ واحدٍ إلى المحطة التالية.

المرحلة ٨: التجفيف بالفراغ (٨ست)

تنقل القضبان الناقلة قطعتي عمل إلى غرفة التفريغ باستخدام ناقل أسطواني يعمل بالجاذبية. ويُغلق الغطاء العلوي المتحرك مع الغطاء السفلي الثابت لتكوين غرفة محكمة الإغلاق. ثم تقوم مضخة التفريغ بإزالة الهواء من الغرفة، ما يخفض درجة حرارة البخار المشبع بحيث يتبخر الرطوبة المتبقية على أسطح المكونات. وبعد عملية التجفيف في الفراغ، تُفتح غرفة التفريغ، ويعود الغطاء إلى موضعه الأصلي، وتتقدم القضبان الناقلة بقطعتي العمل إلى المحطة التالية.

المرحلة ٩: التفريغ (٩ST)

تنقل القضبان الناقلة قطعتي عمل إلى ناقل أسطواني يعمل بالجاذبية في محطة التفريغ. وعند الوصول، ينخفض الناقل الجاذبي لينقل قطعتي العمل إلى ناقل مُدار كهربائيًا، حيث تُنقل كل قطعة على حدة إلى المعدات اللاحقة. وتوجد محطة فحص يدوي للمُشغل. ويتميز ناقل التفريغ بتصميم أسطوانات PZR مع اكتشاف وجود قطعة العمل.

مراقبة النظافة التقنية

في تصنيع محركات الديزل الثقيلة، يؤثر نظافة المجاري الداخلية مباشرةً على موثوقية المحرك وأدائه.

صُمم النظام لتلبية متطلبات النظافة الصارمة الخاصة بكل مجرى في رأس الأسطوانة:

إدارة الترشيح المتقدمة

يستخدم النظام نظام ترشيح ثلاثي المراحل لدائرة التنظيف ونظام ترشيح ثنائي المراحل لدائرة التنظيف الدقيق.

ترشيح دائرة التنظيف (ثلاثي المراحل):

• المرحلة 1: مرشح طبلي — سعة ١٥٠٠ لتر/دقيقة، دقة ٥٠ ميكرومتر، شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع وظيفة التفريغ الذاتي العكسي وعربة ر Chips.

• المرحلة 2: مرشح تفريغ عكسي آلي — دقة ٣٠ ميكرومتر، مع فاصل مغناطيسي للتفريغ العكسي.

• المرحلة الثالثة: مرشح كيس — سعة ٩٠٠ لتر/دقيقة، دقة ١٠ ميكرومتر، من القماش غير المنسوج (واحد احتياطي + واحد نشط)، مع إنذار انسداد.

ترشيح دائرة التنظيف الدقيق (ثنائي المراحل):

• المرحلة 1: مرشح سلة — سعة ٣٠٠ لتر/دقيقة، دقة ٤٠ شبكية، شبكة من النايلون، مع إنذار انسداد.

• المرحلة 2: مرشح كيس — سعة ٣٠٠ لتر/دقيقة، دقة ١٠ ميكرومتر، من القماش غير المنسوج (واحد احتياطي + اثنان نشطان)، مع إنذار انسداد.

خصائص الترشيح:

• جميع المرشحات مزودة بإنذارات انسداد تظهر على واجهة التشغيل البشرية (HMI).

• لا يؤثر استبدال الفلتر على تشغيل المعدات بشكل طبيعي

• فصل تلقائي لسائل التنظيف عن الرقائق والبقايا الناتجة عن التشغيل

• عربة متحركة لرقائق المعادن لتسهيل التخلص منها.

نظام الروبوت

يستخدم النظام روبوتين من شركة فانوك للتعامل بكفاءة مع قطعتين في آنٍ واحد:

تكامل التصنيع الذكي

يدعم النظام متطلبات الثورة الصناعية الرابعة من خلال اتصال بيانات شامل:

التواصل مع نظام إدارة التصنيع (MES)

• دعم بروتوكول OPC UA

• تتبع قطع العمل باستخدام رموز الاستجابة السريعة (QR code)

• تحديثات حالة الإنتاج

اكتساب البيانات

• رصد أعطال المعدات (بالوقت والتكرار)

• تسجيل عدد القطع المنتجة وزمن الدورة

• تتبع وقت تشغيل المعدات الفعلي (Uptime)

• مراقبة استهلاك الطاقة (عداد ذكي من شركة SIEMENS)

واجهة المشغل

• شاشة لمس ملونة TFT مقاس ١٥ بوصة (حد أدنى)

• واجهة اللغة الصينية

• عرض معلومات قطعة العمل

• اختيار برنامج التنظيف

• رصد تقدّم عملية التنظيف

• عرض درجة الحرارة والضغط

• تشخيص الأعطال وعرض الإنذارات مع إرشادات استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• رصد مستوى السائل في الخزان وتنبيه عند الحاجة

ميزات ذكية

• تشحيم تلقائي في فترات زمنية مجدولة

• تذكير تلقائي بالصيانة على واجهة المستخدم البشرية (HMI)

• القدرة على التشخيص عن بُعد

حالة التطبيق

حل تنظيف شامل

توفر شركة بيغ بيرد إنديستريال حلولاً هندسية شاملة تشمل:

تطوير العملية

• تحليل المكونات لأغطية الأسطوانات

• تصميم عملية التنظيف

• تقييم متطلبات النظافة

تكامل المعدات

• أنظمة تنظيف روبوتية مع معالجة قطعتين في آنٍ واحد

• تقنية التنظيف الاضطرابي

• أنظمة تنظيف سدادات الجاكت المائي

• تنظيف عالي الضغط عند نقاط ثابتة

• تقنية التجفيف بالفراغ

• إدارة الترشيح متعدد المراحل

• التعامل الآلي مع المواد

الاتصال بالتصنيع الذكي

• واجهة نظام إدارة التصنيع (OPC UA)

• إمكانية التعقب عبر رموز الاستجابة السريعة

• جمع بيانات الإنتاج

لماذا تختار شركة بيغ بيرد الصناعية

خبرة واسعة في مكونات المحركات الثقيلة

تتخصص شركة بيغ بيرد الصناعية في حلول التنظيف الدقيقة لمكونات نظم الدفع في المركبات، ولها سجل حافل في تنظيف رؤوس الأسطوانات الخاصة بمحركات الديزل الثقيلة.

معالجة قطعتين روبوتيًا في آنٍ واحد

يتكوّن النظام من روبوتَيْ FANUC قادرَيْن على معالجة غطائين أسطوانيَّيْن في وقتٍ واحد، وبزمن دورة سريع يبلغ ٣٨ ثانية لكل قطعة، مع كفاءة تشغيلية شاملة (OEE) ≥٩٥٪ لإنتاج ذي حجم كبير.

تقنية التنظيف متعددة المراحل

يجمع النظام بين التنظيف التوربيني، وتنظيف سدادات غلاف الماء، والتنظيف عند نقاط محددة، والتنظيف الدقيق لغلاف الماء، والتجفيف بالنفخ، والتجفيف بالفراغ لإزالة الملوثات بشكل شامل من هندسة رؤوس الأسطوانات المعقدة.

الكفاءة الهندسية على مستوى النظام

توفر الشركة حلولاً كاملة تشمل تطوير عملية التنظيف ودمجها في خطوط الإنتاج، بما في ذلك المناورة الروبوتية، والتنظيف عالي الضغط، والتجفيف بالفراغ، والاتصال بنظام إدارة التصنيع (MES).

هندسة غير قياسية مخصصة

تختلف المتطلباتُ من مكوِّنٍ إلى آخر ومن خط إنتاجٍ إلى آخر. وتقدِّم شركة بيغ بيرد إنديستريال حلولاً هندسيةً مخصصةً استناداً إلى:

• تحليل هيكل المكوِّن ومواده

• تطوير عملية التنظيف

• تصميم تثبيتات وأتمتة مخصصة

• دمج تخطيط المصنع وتدفق الإنتاج

تتيح القدرة الهندسية غير القياسية للشركة تخصيص كل نظام تنظيف وفقًا لهندسة المكونات المحددة ومتطلبات زمن الدورة ومعايير النظافة ومستوى الأتمتة.

التوافق مع المعايير

يتوافق جميع المعدات مع معايير ISO 13849 وIEC 62061 (SIL3) وGB 5226.1 ومعايير السلامة الصينية والدولية ذات الصلة. وقد خضعت أوعية الضغط للفحص والاعتماد من قِبل جهات فحص مستقلة.

الأسئلة الشائعة

ما المكونات التي ينظّفها هذا النظام؟

صمّم هذا النظام لتجميع رؤوس الأسطوانات الجزئيّة الخاصة بطرز محركات الديزل الثقيلة.

ما الملوِّثات التي يمكن إزالتها؟

ويزيل هذا النظام قطيرات المعدن، وجزيئات التشغيل الآلي، وبقايا سوائل القطع، والملوثات الداخلية من قنوات الزيت، والممرات الوقودية، ومنافذ السحب/العادم، وأغلفة التبريد.

هل يمكنه تنظيف أغلفة الماء وقنوات الزيت؟

نعم. ويجمع النظام بين التنظيف التوربيني، وتنظيف سدادات غلاف الماء، والتنظيف عند نقاط محددة للوصول إلى جميع الممرات الداخلية، ومنها قنوات زيت ذراع التأرجح، وقنوات عودة الوقود، وقنوات عودة الزيت، ومنافذ السحب/العادم، وأغلفة الماء للتبريد.

ما مستويات النظافة التي يمكن تحقيقها؟

قناة زيت ذراع التأرجح ≤0.4 ملغ؛ قناة عودة الوقود ≤1.5 ملغ؛ قناة عودة الزيت ≤7.3 ملغ؛ منافذ السحب/العادم ≤14.5 ملغ؛ الغلاف التبريد ≤56 ملغ.

هل يدعم الإنتاج الآلي المتعدد النماذج؟

نعم. يتعرف رمز QR على برنامج التنظيف المناسب. وتم تصميم الملحقات والفوهة لجميع الأنواع. ولا يلزم أي تغيير يدوي.

ما زمن الدورة؟

يُنتج النظام ≤38 ثانية لكل قطعة (76 ثانية لقطعتين)، ما يدعم إنتاج ≥719 قطعة مؤهلة في كل وردية مدتها 8 ساعات.

هل يدعم التكامل مع نظام إدارة التصنيع (MES)؟

نعم. تُدعَم اتصالات OPC UA، وتتبُّع الرموز الشريطية الثنائية (QR)، واستخلاص بيانات الإنتاج، وواجهة نظام إدارة التصنيع (MES) بالكامل.

تنظيف رأس الأسطوانة الوسيطي في تصنيع محركات الديزل الثقيلة

تَمثِلُ عمليَّةُ التنظيف الوسيطي لرأس الأسطوانة عمليةً حاسمةً بين التشغيل الآلي والعمليات اللاحقة في تصنيع محركات الديزل الثقيلة. ويتطلَّب الشكل الهندسي المعقَّد لأجزاء رؤوس الأسطوانة — ومنها قنوات الزيت المتعددة، والمجاري الوقودية، ومنافذ السحب/العادم، وأغلفة الماء التبريدية — استخدام تقنيات تنظيف متقدِّمة لإزالة بقايا التشغيل الآلي، وشظايا المعادن، والملوِّثات الناتجة عن سوائل القطع. كما يطلب مصنعو المحركات الحديثون مستوياتٍ صارمةً من النظافة داخل المجاري الداخلية لضمان أداءٍ موثوقٍ للمحرك، وكفاءةٍ عاليةٍ في استهلاك الوقود، والامتثال لمتطلبات الانبعاثات.

التنظيف التوربيولي للأجزاء الهندسية المعقَّدة لرؤوس الأسطوانة

توفر تقنية التنظيف التوربولنت إزالةً فائقة للملوثات من هندسة رؤوس الأسطوانات المعقدة. وبغمر القطعة المراد تنظيفها في سائل تنظيف مسخن وتوليد تدفق مضطرب، تصل هذه التقنية إلى الممرات الداخلية والثقوب العمياء التي لا يمكن لتقنيات الرش التقليدية الوصول إليها. وعند دمجها مع تنظيف سدادات الجاكت المائي وتنقية النقاط الثابتة، تضمن تقنية التنظيف التوربولنت إزالةً شاملةً لبقايا التشغيل الآلي من جميع الأسطح والممرات الداخلية.

أنظمة المناولة الروبوتية المزدوجة للقطع المراد تنظيفها تُمكّن الإنتاج عالي الحجم بدورات تشغيل سريعة.

تتيح أنظمة المناولة الروبوتية المزدوجة للقطع المراد تنظيفها إنتاجًا عالي الحجم بدورة تشغيل سريعة تبلغ ٣٨ ثانية لكل قطعة، مع الحفاظ على ثبات جودة التنظيف. وعند دمجها مع تقنية التعرّف على رموز الاستجابة السريعة (QR code) والتغيير التلقائي بين النماذج، تدعم هذه الأنظمة إنتاجًا آليًّا كاملاً لمزيج من النماذج دون تدخل يدوي.

تقنية الترشيح في تنظيف رؤوس الأسطوانات

تُعَدُّ أنظمة الترشيح الفعَّالة أساسيةً للحفاظ على جودة التنظيف المتسقة في تنظيف رؤوس الأسطوانات. وتتيح تشكيلات الترشيح ثلاثية المراحل — التي تجمع بين مرشحات الطبل، ومرشحات الغسل العكسي الآلية، ومرشحات الأكياس — التشغيل المستمر مع تغييرات غير منقطعة للمرشحات. كما يضمن دقة الترشيح حتى ١٠ ميكرومتر الحفاظ على جودة سائل التنظيف، مما يقلل مخاطر إعادة التلوث ويمدِّد عمر السائل.

المواصفات الفنية