Vícestanoviční konečný čisticí systém pro automobilové klikové hřídele v rámci výroby motorů

Průmyslový vícestanovišťový systém pro konečné čištění klikových hřídelů Big Bird je vyvinut pro konečné čištění automobilových klikových hřídelů po obrábění a olejovém leštění. Systém odstraňuje řezné kapaliny, kovové třísky, olejové nečistoty a částicové usazeniny z olejových kanálků, závitových otvorů a všech vnějších povrchů před montáží.

Zařízení je dodáváno jako kompletní řešení včetně návrhu, výroby, instalace a uvedení do provozu.

Aplikace na obrobky

Systém je určen pro následující komponenty automobilových klikových hřídelů:

Všechny obrobky jsou automobilové klikové hřídele pro aplikace výroby motorů. Systém je navržen s možností ruční výměny pro další varianty klikových hřídelů prostřednictvím výměny upínačů, úpravy programu a změny dráhy pohybu robotu.

Automatická výroba smíšeného modelu

Systém podporuje automatickou výrobu různých modelů současně s:

Automatické nakládání

• Ganitový robot automaticky umisťuje obrobek na polohovací V-drážky na nakládací stanici

• Mechanismus posuvného pohonu převede obrobek do polohy, kde jej robot sebere

• Vyfouknutí středového otvoru před zachycením obrobku robotem

• Systém identifikace obrobků (spínačový) pro stávající varianty

• Zabezpečení proti chybám: detekce axiální polohy, detekce radiální polohy a detekce orientace velkého a malého konce

• Bezpečnostní ochrana s elektronickým zámkem

Robotový systém

• Robot ABB IRB6700-200/2.6 se šesti osami

• Ochrana IP67

• maximální užitečná zátěž 100 kg

• Robotický upínač je vybaven funkcí samouzamykání (polotovar nespadne při výpadku napájení nebo stlačeného vzduchu)

• Ruční výměna upínače pro různé varianty polotovarů

Ruční vykládání

• Obsluha odstraňuje polotovar na vykládací stanici

• Bezpečnostní světelná záclona pro ochranu obsluhy

• Polohovací mechanismus pro laserové značení polotovaru (laserový značič dodává zákazník)

Vícestupňový proces čištění

Systém kombinuje více technologií čištění v osmistupňové automatické sekvenci:

Stupeň 1: Naložení (1ST)

Gantry robot automaticky umístí polotovar na polohovací sedla ve tvaru V na nakládací stanici. Mechanismus posuvného pohony převede polotovar do polohy, ze které jej robot sevře. Před sevřením robot provede vyfouknutí středového otvoru, poté převezme polotovar a vloží ho do čisticí komory.

Při přepínání mezi různými variantami polotovarů je nutná ruční výměna polohovacích bloků. Stanice je vybavena identifikací polotovaru (spínačová), zabezpečením proti chybám (detekce axiální, detekce radiální, detekce orientace) a bezpečnostním krytem s elektronickým zámkem.

Fáze 2: Ultrazvukové a stříkací čištění (2ST) — 0,5 MPa

Robot převezme součástku na paletu stanice pro ultrazvukové čištění. Paleta se spustí a ponoří součástku do nádrže naplněné čisticí kapalinou. Ultrazvukové čištění (25 kHz) odstraní kontaminanty ze všech povrchů i vnitřních průchodů.

Po ultrazvukovém čištění provedou trysky na obou stranách stříkací čištění povrchu součástky. Po dokončení čištění zvedací mechanismus součástku zvedne a robot ji převezme na další stanici.

Fáze 3: Vysokotlaké bodové čištění (3ST) — 15–20 MPa (max. 28 MPa)

Robot převezme součástku na paletu stanice pro vysokotlaké čištění. Tříosý modul XYZ nastaví polohu trysek pro vysokotlaké čištění středových otvorů na obou koncích.

Po čištění středového otvoru servomotor ovládá upínací paže, které upnou obrobek pomocí centrovacích bodů na obou koncích, přičemž polohovací kolíky zapadnou do polohovacích otvorů. Paleta se spustí a upínací mechanismus otočí obrobek do zadaného úhlu.

Modul s třemi osami XYZ provádí vysoce tlakové čištění povrchů obrobku a olejových kanálů v pevných bodech i skenováním. Po čištění jej suché trysky odstřikují. Robot poté převezme obrobek do další stanice.

Vřeteno je vybaveno automatickou výměnou trysky se třemi typy trysek: přímými, ventilovými a šikmými tryskami, každý typ má odpovídající držák.

Fáze 4: Postřikování (4ST)

Robot převezme obrobek na paletu postřikovací stanice. Servomotor ovládá upínací paže, které upnou obrobek pomocí centrovacích bodů na obou koncích, přičemž polohovací kolíky zapadnou do polohovacích otvorů. Paleta se spustí a upínací mechanismus otočí obrobek do zadaného úhlu.

Tříosý modul XYZ provádí pevný bod a skenovací oplachování povrchů součástí a olejových kanálů. Po oplachu odvětrávací trysky součást osuší. Robot poté převezme součást na další stanoviště.

Vřeteno je vybaveno automatickou výměnou trysky se třemi typy trysek: přímými, ventilovými a šikmými.

Stupeň 5: Převodní bod (5ST)

Robot umístí vyčištěnou součást na převodní paletu. Řetězový dopravník převezme součást na další stanoviště.

Stupeň 6: Sušení teplým vzduchem (6ST)

Součást i paleta jsou dopraveny na stanoviště sušení teplým vzduchem. Polohovací válce zajistí paletu v požadované poloze. Válce pohybují vzduchovými noži nahoru a dolů podél klikového hřídele pro důkladné usušení.

Po usušení se všechny válce vrátí do původní polohy a součást je dopravena na další stanoviště.

Stupeň 7: Vakuové sušení (7ST)

Obrobek a paleta jsou dopraveny na stanici pro vakuové sušení. Polohovací válce zajistí paletu v požadované poloze. Horní pohyblivá vakuová kapota se spustí a vytvoří uzavřenou komoru spolu s paletou. Vakuové čerpadlo vyčerpá komoru a udržuje vakuum po nastavenou dobu, čímž odstraní zbytkovou vlhkost ze všech povrchů i vnitřních průchodů.

Po vakuovém sušení se všechny válce vrátí do původní polohy a obrobek je dopraven na další stanici.

Krok 8: Vykládka (8ST)

Obrobek a paleta jsou dopraveny na místo vykládky. Obsluha obrobek odstraní. Při přepínání mezi různými variantami obrobků je nutná manuální výměna polohovacích bloků palety.

Ventilátor zajišťuje odvádění vzduchu (s regulovatelným ohřevem teploty) z povrchu obrobku. Bezpečnostní světelná záclona chrání obsluhu. Polohovací mechanismus obrobku jej umístí do správné polohy pro laserové značení (laserový značkovač dodává zákazník).

Technologie čištění vysokým tlakem

Systém nabízí čištění vysokým tlakem s výjimečnými schopnostmi:

Kontrola technické čistoty

U výroby automobilových motorů čistota olejových kanálů a povrchů klikového hřídele přímo ovlivňuje spolehlivost a výkon motoru.

Systém je navržen tak, aby splnil přísné požadavky na čistotu:

Pokročilý systém řízení filtrace (všechny filtry vybaveny magnetickými tyčemi)

Systém využívá vícestupňový filtrací systém s magnetickými tyčemi ve všech taškových filtrech pro odstraňování práškových částic:

Vlastnosti filtru:

• Všechny taškové filtry vybavené magnetickými tyčemi pro odstraňování práškových částic

• Magnetické mřížky v místech zpětného toku stroje

• Alarm ucpaní s manuálním přepínáním/výměnou bez přerušení výroby

• Možnost nepřetržité výměny filtru

Inteligentní integrace výroby

Systém splňuje požadavky Industry 4.0 díky komplexnímu propojení dat:

Komunikace MES

• Ethernetové rozhraní RJ-45

• Otevřený datový protokol pro integraci do MES

• Možnost nahrávání a stahování výrobních dat

Operátorské rozhraní

• HMI od společnosti Siemens s barevným displejem

• Zobrazení stavu zařízení a poruch

• Zvukové a vizuální alarmy (červená/žlutá/zelená)

• Program PLC se tříúrovňovou ochranou heslem

• Připomínky denní údržby s eskalací (operátor nemůže potvrdit, vyžadováno potvrzení manažera)

Řídící systém

• SIEMENS S7-1500 PLC

• Komunikace přes sběrnici PROFINET s frekvenčními měniči a polními vstupy/výstupy

• Stupeň krytí elektrických komponentů: IP54

• Konfigurace elektroměru pro sledování spotřeby energie

Případ aplikace

Komplexní řešení pro čištění

Big Bird Industrial poskytuje komplexní inženýrská řešení, mezi něž patří:

Vývoj procesu

• Analýza komponentů pro automobilové klikové hřídele

• Návrh procesu čištění pro konečné čistící aplikace

• Hodnocení požadavků na čistotu

Integrace zařízení

• Čistící systémy s více pracovišti

• Ultrazvuková čistící technologie (25 kHz)

• Čistící systémy vysokého tlaku (15–20 MPa, max. 28 MPa)

• Systémy vakuového sušení

• Systémy pro manipulaci s dopravníky a paletami

• Automatické systémy výměny trysky

Chytré výrobní připojení

• Rozhraní MES

• Získávání výrobních dat

• Monitorování energetiky

Proč si vybrat Big Bird Industrial

Zkušenosti s automobilovými klikovými hřídeli

Big Bird Industrial se specializuje na přesné čistící řešení pro součásti automobilových pohonných jednotek a má ověřené zkušenosti s konečným čištěním klikových hřídelí pro hlavní výrobce automobilových motorů.

Technologie čistících systémů s více pracovišti

Systém integruje ultrazvukové čištění, postřikové čištění, vysokotlaké bodové čištění (15–20 MPa, max. 28 MPa), oplachování, sušení teplým vzduchem a vakuové sušení v jediné kompaktní konfiguraci s osmi stanicemi pro komplexní odstranění kontaminantů.

Vysokotlaké čištění s automatickou výměnou trysky

Systém je vybaven tříosým vysokotlakým čištěním XYZ s funkcí automatické výměny trysky (přímá, ventilová a šikmá tryska) pro přesné čištění všech olejových kanálů, středových otvorů a povrchů.

Inženýrská schopnost na úrovni systému

Společnost poskytuje kompletní řešení od vývoje čistícího procesu až po integraci do výroby, včetně ultrazvukového čištění, vysokotlakého čištění, vakuového sušení a připojení k MES.

Přizpůsobené nestandardní inženýrské řešení

Každá součást i každá výrobní linka má své specifické požadavky. Big Bird Industrial poskytuje přizpůsobená inženýrská řešení na základě:

• Analýza struktury a materiálu komponentů

• Vývoj procesu čištění

• Návrh přizpůsobeného uchycení a automatizace

• Integrace uspořádání výrobního závodu a výrobního toku

Často kladené otázky

Jaké komponenty tento čisticí systém zpracovává?

Tento systém je navržen pro automobilové klikové hřídele do délky 800 mm, průměru otáčení Φ250 mm a hmotnosti do 60 kg pro výrobu motorů.

Jaký čistící tlak je k dispozici?

Systém zajišťuje vysokotlaké čištění při tlaku 15–20 MPa (max. nastavitelné na 28 MPa) s inteligentním řízením pomocí frekvenčního měniče (VFD) a současně postřikové čištění při tlaku 0.5 MPa.

Jaké technologie čištění jsou integrovány?

Systém integruje ultrazvukové čištění (25 kHz), postřikové čištění, čištění vysokotlakým proudem na pevně stanovených místech, postřikové oplachování, sušení teplým vzduchem a vakuové sušení v osmistaniční konfiguraci.

Jaké kontaminanty lze odstranit?

Odstraňuje řezné kapaliny, kovové třísky, olejové nečistoty a částicové zbytky z olejových kanálků, středových otvorů a všech vnějších povrchů.

Jaké úrovně čistoty lze dosáhnout?

Celková zbytková kontaminace ≤10 mg; kontaminace olejových kanálků ≤3 mg; maximální velikost částic ≤0,6 mm; s přísnými limity počtu částic pro každý rozsah velikostí.

Podporuje integraci do automatizované výroby?

Ano. Systém je vybaven automatickým nákladem prostřednictvím rozhraní mostového robota, automatickou identifikací obrobků, zabezpečením proti chybám a schopností komunikace s výrobním provozním systémem (MES).

Jaká je typická doba cyklu?

Systém dosahuje ≤180 sekund na kus (včetně nákladu a vykladu robotem); doba cyklu je přizpůsobitelná podle požadavků konkrétní výrobní linky.

Konečné čištění klikového hřídele v průmyslové výrobě automobilových motorů

Konečné čištění klikového hřídele je kritický proces mezi obráběním a montáží v automobilovém výrobě motorů. Klikové hřídele se složitými olejovými kanály, středovými otvory a přesnými povrchy vyžadují pokročilé technologie čištění k odstranění řezných kapalin, kovových třísek, olejových kontaminantů a částicových zbytků. Ultrazvukové čištění proniká do vnitřních průchodů, ke kterým konvenční postřikové čištění nedosáhne, zatímco čištění vysokým tlakem zajišťuje důkladné odstranění tvrdohlavých kontaminantů ze všech povrchů.

Ultrazvukové a vysokotlaké čištění součástí klikového hřídele

Automobilové klikové hřídele představují jedinečné čisticí výzvy kvůli jejich složitému tvaru, olejovým kanálkům a povrchům vyrobeným s vysokou přesností. Ultrazvukové čištění účinně odstraňuje nečistoty z vnitřních průchodů a slepých otvorů, zatímco čištění vysokým tlakem (15–20 MPa, max. 28 MPa) poskytuje potřebnou čisticí sílu pro odstranění tvrdohlavých zbytků. Vícestupňové čisticí postupy s integrovaným sušením zajistí úplné odstranění nečistot a ochranu proti korozi.

Technologie sušení ve vakuu pro ochranu komponent

Technologie sušení ve vakuu zajišťuje úplné odstranění vlhkosti z povrchů klikových hřídelů i z jejich vnitřních průchodů bez tepelného namáhání nebo vodních skvrn. Snížený tlak v prostředí snižuje teplotu nasycené páry, čímž dochází k účinnému odpařování zbytkové vlhkosti. Kombinace se sušením teplým vzduchem eliminuje riziko koroze i vodních skvrn na površích vyrobených s vysokou přesností.

Magnetická filtrační technologie pro odstranění práškových částic

Účinná filtrace je nezbytná pro udržení kvality čištění klikových hřídelí. Magnetické separátory a taškové filtry s magnetickými tyčemi účinně odstraňují feromagnetické prachové částice z čisticí kapaliny, čímž chrání čerpadla a trysky a zajišťují stálou kvalitu čištění. Možnost nepřetržité výměny filtru spolu s alarmem při ucpaní zaručuje nepřetržitý provoz bez přerušení výroby.

Technické specifikace