Großes Dieselmotoren-Zylinderblock-Hochdruck-Roboterreinigungssystem für die Herstellung schwerer Antriebsstränge

Großes Dieselmotoren-Zylinderblock-Hochdruck-Roboterreinigungssystem

Das industrielle Big Bird-Groß-Dieselmotoren-Zylinderblock-Roboterreinigungssystem wurde für die Nachbearbeitungsreinigung großer Zylinderblöcke aus Gusseisen entwickelt, die bei der Herstellung schwerer Dieselmotoren eingesetzt werden. Das System entfernt Bearbeitungsspäne, Gießsand und Rückstände von Kühlschmierstoffen vor der Endmontage und unterstützt die Mischmodellfertigung mehrerer Zylinderblockvarianten.

Die Anlage wird als schlüsselfertige Lösung inklusive Konstruktion, Fertigung, Installation und Inbetriebnahme bereitgestellt.

Werkstückanwendungen

Das System verarbeitet mehrere Varianten großer Dieselmotorenblöcke:

Alle Werkstücke sind große Gusseisen-Motorblöcke für schwerlastige Dieselmotoren und kompatibel sowohl mit montierten Lagerdeckeln als auch mit nackten Blockzuständen.

Automatische Mischproduktion

Das System unterstützt die automatische Mischmodellfertigung mit:

QR-Code-Erkennung

Ein handgeführter QR-Code-Scanner liest bei der Beladung die Werkstücksidentifikation mit einer Leserate von 99,9 % ein. Die Informationen werden an das MES-System übermittelt.

Manueller Palettenwechsel

Zwei Palettenarten passen sich den fünf Motorblockvarianten an. Der Wechsel erfolgt manuell beim Umschalten zwischen Modellfamilien.

Werkzeugbibliothek für automatischen Düsenwechsel

Das System verfügt über eine Werkzeugbibliothek, die es dem Roboter ermöglicht, Düsen automatisch für unterschiedliche Reinigungsanwendungen zu wechseln. Jeder Düsentyp umfasst ein installiertes Set sowie ein Ersatzset.

Werkstückpositionierung

Die Positionierung erfolgt mittels eines Einflächen-Zweistift-Systems, das mit allen fünf Varianten kompatibel ist. Die Positionen der Positionierstifte sind sowohl für die Unterseite als auch für die Oberseite optimiert, um eine stabile Positionierung während der Reinigung sicherzustellen.

Mehrstufiger Reinigungsprozess

Das System kombiniert mehrere Reinigungstechnologien in einem integrierten Reinigungsraum:

Stufe 1: Robotergestützte Hochdruck-Fixpunkt-Reinigung (≥ 15 MPa)

Der Roboter hält Hochdruckdüsen und führt eine punktgenaue Hochdruckreinigung an allen Bohrungen, Flächen, inneren Hohlräumen und Ölgängen des Motorblocks durch. Durchgangsbohrungen und Tiefbohrungen erhalten eine gezielte Hochdruckreinigung. Der Roboter passt die Düsenausrichtung flexibel an, um jeden spezifischen Reinigungsbereich zu erreichen.

Stufe 2: Robotergestützte Sprühreinigung (≥ 1,5 MPa)

Die Sprühreinigung umfasst die gesamte Werkstückoberfläche und entfernt gelockerte Verunreinigungen von äußeren sowie zugänglichen inneren Bereichen. Die Reinigungstemperatur wird mit einer Genauigkeit von ±2 °C im Bereich von 40–60 °C gehalten.

Stufe 3: Robotergestütztes Abblasen und Trocknen

Der Roboter führt das Abblasen und Trocknen unter Verwendung derselben Positionierungs- und Düsenzielausrichtung durch, um sicherzustellen, dass alle Bohrungen, Durchgänge und inneren Hohlräume gründlich getrocknet werden. Auf inneren oder äußeren Oberflächen verbleiben weder sichtbare Feuchtigkeit noch Wasserdampf.

Stufe 4: Manuelle Nachreinigung und Inspektionsstation

Nach der robotergestützten Reinigung wird das Werkstück an die manuelle Arbeitsstation übergeben. Der Bediener verwendet zwei handgeführte Hochdruckwasserpistolen (≥ 700 mm Länge, ≥ 5.000 mm Schlauchlänge) sowie zwei Druckluftpistolen, um eine ergänzende Reinigung und Inspektion durchzuführen. Das Werkstück kann mithilfe eines Kippmechanismus geneigt werden, um alle Oberflächen und inneren Hohlräume bequem zugänglich zu machen.

Stufe 5: Kühlung

Das Werkstück wird vor dem Verlassen des Reinigungsraums gekühlt, um eine sichere Handhabung für nachfolgende Prozesse zu gewährleisten.

Technische Sauberkeitskontrolle

Bei der Fertigung schwerer Dieselmotoren beeinflusst die Sauberkeit der inneren Kanäle unmittelbar Zuverlässigkeit und Leistung des Motors.

Das System ist so konzipiert, dass es die strengen Sauberkeitsanforderungen für jede Zylinderblockvariante erfüllt:

Nach der Reinigung weisen innere und äußere Oberflächen keine sichtbaren Späne, Gießsand, Restfeuchte oder Oberflächenbeschlagung auf.

Fortgeschrittene Filterungssteuerung

Das System verfügt über ein dreistufiges (oder höheres) Filtersystem mit einer Reinigungsflüssigkeitsfiltergenauigkeit von ≤ 20 μm:

Filtermerkmale:

• Filterverstopfungsanzeige auf dem HMI

• Der Filterwechsel beeinträchtigt den normalen Gerätebetrieb nicht

• Ausreichende Ölwasser-Trennkapazität

• Automatische Trennung der Reinigungsflüssigkeit von Spänen und Rückständen

• Mobile Spänebehälter für einfache Entsorgung (mit Entwässerungsfunktion, keine Wasseransammlung)

Düsenüberwachung:

• Alarm bei Verstopfung von mehr als 10 % der Düsen

• Alarm bei Verstopfung von Hochdruckdüsen und feststehenden Düsen

• Überwachung des Reinigungsdrucks mit automatischem Alarm und Maschinen-Interlock bei Druckabfall

Robotersystem

Das System verfügt über einen Roboter mit IP67-Schutzklasse und folgenden Merkmalen:

• Roboter-Typ: Industrieller 6-Achsen-Roboter (ABB / KUKA / FANUC / STAUBLI)

• Schutzklasse: IP67 (vollständig wasserdicht, kein Regenschutz erforderlich)

• Werkzeugbibliothek: 3 Werkzeugsätze für automatischen Düsenwechsel

• Sicherheitsmerkmale: Selbstverriegelung bei Strom-/Luftausfall (Werkstück kann nicht herabfallen), Kollisionschutz, One-Key-Homefunktion bei Störung

Der Roboter arbeitet ohne schützenden Regenschutz, was die Wartung vereinfacht und die Verbrauchskosten senkt.

Künstliche Ergänzungspflegestation

Das System umfasst eine dedizierte manuelle Arbeitsstation:

• Werkstück-Wendemechanismus: Ermöglicht bequeme Inspektion und Reinigung aller Oberflächen

• 2 handgeführte Hochdruckwasserpistolen: ≥ 700 mm Länge, ≥ 5.000 mm Schlauch

• 2 Handluftdüsen: Zur ergänzenden Trocknung und Inspektion

• Unabhängige Funktionalität: Die manuelle Station kann die gesamte Reinigung eigenständig durchführen (nicht als endgültige Qualitätsverifizierung genutzt)

Diese Station dient sowohl als Qualitätsinspektionspunkt als auch als ergänzender Reinigungsort, um sicherzustellen, dass alle kritischen Bereiche einer abschließenden Verifizierung unterzogen werden.

Intelligente Fertigungsintegration

Das System erfüllt die Anforderungen von Industrie 4.0 durch umfassende Datenanbindung:

MES-Kommunikation

• Werkstückverfolgung mittels QR-Code

• Produktdatenakquisition

• Aufzeichnung von Prozessdaten (Reinigungstemperatur, Druck, Zykluszeit)

Bedienerschnittstelle

• 15-Zoll-TFT-Farb-Touchscreen (mindestens)

• Sprachumschaltung zwischen Chinesisch und Englisch

• Anzeige der Werkstückinformationen

• Auswahl des Reinigungsprogramms

• Überwachung des Reinigungsfortschritts

• Anzeige von Temperatur und Druck

• Fehldiagnose und Alarmanzeige mit Anleitung zur Fehlerbehebung

• Überwachung des Flüssigkeitsstands im Tank und Alarm

Datenerfassung

• Überwachung von Gerätefehlern (Zeit, Häufigkeit)

• Aufzeichnung der Produktionsmenge und der Taktzeit

• Verfolgung der Betriebszeit der Geräte

• Überwachung des Stromverbrauchs

ANWENDUNGSFALL

Komplettlösung für die Reinigung

Big Bird Industrial bietet umfassende technische Lösungen an, darunter:

Prozessentwicklung

• Komponentenanalyse für große Gusseisenblöcke

• Reinigungsprozessgestaltung für schwerbelastete Motorkomponenten

• Bewertung der Sauberkeitsanforderungen

Geräteintegration

• Robotergestützte Hochdruckreinigungssysteme

• Sprühreinigungstechnologie

• Trockenblasanlagen

• Künstliche ergänzende Reinigungsstation mit Kippmechanismus

• Werkzeugbibliothek für automatischen Düsenwechsel

• Mehrstufiges Filtermanagement

• Förder- und Materialhandhabungssysteme

Smart-Manufacturing-Anbindung

• MES-Schnittstelle

• QR-Code-Rückverfolgbarkeit

• Produktdatenakquisition

Warum Big Bird Industrial wählen?

Erfahrung mit schweren Motorbauteilen

Big Bird Industrial spezialisiert sich auf Präzisionsreinigungslösungen für schwer belastete Antriebskomponenten und verfügt über nachgewiesene Erfahrung in der Reinigung großer Dieselmotorblöcke verschiedener Motorenserien, darunter 12M45, 16M45, 12M55, 16M55 und 12WH17.

Hochdruckreinigungstechnologie

Das System liefert Hochdruckreinigung bis zu 15 MPa zur wirksamen Entfernung hartnäckiger Bearbeitungsspäne und Gießsandes aus tiefen Bohrungen, Durchgangsbohrungen und Ölkanälen großer Gusseisenblöcke mit einem Gewicht von bis zu 2,6 Tonnen.

Roboter- plus künstliche Hybridlösung

Das System kombiniert vollautomatisierte robotergestützte Reinigung mit einer dedizierten künstlichen ergänzenden Reinigungs- und Inspektionsstation und bietet damit sowohl Produktivität als auch die Möglichkeit einer abschließenden Qualitätsverifikation.

Systemübergreifende Ingenieurkompetenz

Das Unternehmen bietet komplette Lösungen von der Entwicklung des Reinigungsprozesses bis zur Produktionsintegration, einschließlich robotergestützter Reinigung, Hochdrucktechnologie, Trocknung mit Luftstrom und intelligibler Rückverfolgbarkeit.

Kundenspezifische Sondermaschinenbau-Lösungen

Jedes Bauteil und jede Fertigungslinie stellt individuelle Anforderungen. Big Bird Industrial bietet kundenspezifische Engineering-Lösungen basierend auf:

• Analyse der Bauteilstruktur und -werkstoffe

• Entwicklung des Reinigungsprozesses

• Kundenspezifischem Spann- und Automatisierungskonzept

• Konfiguration der Werkzeugbibliothek

• Integration in die Fabrikplanung und den Produktionsfluss

Die Fähigkeit des Unternehmens im Bereich nichtstandardisierter Technik ermöglicht es, jedes Reinigungssystem spezifisch an die Geometrie der Komponenten, die Zykluszeitvorgaben, die Sauberkeitsstandards und den Automatisierungsgrad anzupassen.

Fachkompetenz im Umgang mit Großkomponenten

Das System ist speziell für Großkomponenten mit einem Gewicht von bis zu 2,6 Tonnen und Abmessungen über 2,5 Meter konzipiert und zeigt damit die Kompetenz von Big Bird Industrial im Bereich der Reinigung schwerer Motorbauteile.

FAQ

Welche Komponenten verarbeitet dieses Reinigungssystem?

Dieses System ist für große Zylinderblocke aus Gusseisen konzipiert, die in der Fertigung schwerer Dieselmotoren eingesetzt werden, darunter die Serien M45, M55 und WH17 mit Gewichten bis zu 2,6 Tonnen.

Welcher Reinigungsdruck steht zur Verfügung?

Das System ermöglicht Hochdruckreinigung bis zu 15 MPa für Tiefbohrungen und Durchgangsbohrungen, punktgenaue Reinigung mit 2 MPa sowie Sprühreinigung mit 1,5 MPa.

Wie werden verschiedene Motortypen gehandhabt?

Das System verfügt über einen manuellen Palettenwechsel und eine Roboter-Werkzeugbibliothek für den automatischen Düsenwechsel und unterstützt fünf Varianten, darunter 12M45, 16M45, 12M55, 16M55 und 12WH17.

Ist eine manuelle Inspektion möglich?

Ja. Das System umfasst eine spezielle manuelle Nachreinigungsstation mit Werkstück-Umkippmechanismus, Hand-Hochdruckwasserpistolen und Druckluftpistolen für die Inspektion und Nachreinigung durch den Bediener.

Welche Sauberkeitsstufen sind erreichbar?

Die Reinheitswerte für die Ölkanäle liegen zwischen 45 und 108 mg, für die Wassermantel zwischen 240 und 3.384 mg und für ölberührte Bereiche zwischen 547 und 1.027 mg pro Variante, jeweils mit strengen Grenzwerten für Partikelgrößen von 500 bis 1.000 μm.

Unterstützt das System die Integration in ein MES?

Ja. QR-Code-Scanning, MES-Kommunikation und Erfassung von Produktionsdaten werden vollständig unterstützt.

Was ist die typische Zykluszeit?

Das System erreicht eine Durchlaufzeit von ≤ 60 Minuten pro Werkstück; die Taktzeit ist je nach Anforderungen der Fertigungslinie anpassbar.

Reinigung großer Dieselmotorblöcke in der Schwerlast-Antriebsstrangfertigung

Die Reinigung großer Dieselmotorblöcke ist ein kritischer Prozess zwischen der Bearbeitung und der Montage in der Schwerlast-Antriebsstrangfertigung. Graugussblöcke mit einem Gewicht von bis zu 2,6 Tonnen und komplexen inneren Geometrien – darunter Ölgalerien, Wassermäntel, Zylinderbohrungen und Nockenwellenhohlräume – erfordern fortschrittliche Reinigungstechnologien, um Bearbeitungsspäne, Gießsand und Kühlmittelschmutz zu entfernen. Hochdruckreinigungsanlagen liefern die erforderliche Reinigungsleistung, um hartnäckige Rückstände von diesen großen, komplexen Strukturen gründlich zu entfernen.

Robotergestützte Hochdruckreinigung für große Graugussteile

Große Gusseisen-Motorblöcke stellen aufgrund ihrer Größe, ihres Gewichts und ihrer komplexen inneren Durchgänge besondere Reinigungsherausforderungen dar. Robotergestützte Hochdruckreinigungssysteme (bis zu 15 MPa) ermöglichen eine flexible, zielgenaue Reinigung sämtlicher Oberflächen und innerer Hohlräume. Robotertoolbibliotheken mit automatischem Düsenwechsel erlauben es dem System, sich ohne manuellen Eingriff an unterschiedliche Reinigungsanforderungen verschiedener Motortypen anzupassen.

Hybride robotergestützte und manuelle Reinigungslösungen für Schwerlastanwendungen

Die Reinigung schwerer Motorbauteile erfordert häufig sowohl die Effizienz der Automatisierung als auch die Möglichkeit einer manuellen Überprüfung. Hybride Lösungen, die robotergestützte Reinigung mit künstlich ergänzenden Reinigungs- und Inspektionsstationen kombinieren, vereinen beide Vorteile: Robotersysteme übernehmen die Hauptlast der Schwerlastreinigung, während Bediener die endgültige Inspektion sowie ergänzende Reinigung kritischer Bereiche durchführen. Werkstückumdrehmechanismen ermöglichen einen bequemen Zugang zu allen Oberflächen.

Filtration und Fluidmanagement bei der Reinigung großer Komponenten

Eine effektive Filtration und ein effizientes Fluidmanagement sind entscheidend, um eine gleichbleibende Reinigungsqualität bei der Reinigung großer Komponenten zu gewährleisten. Dreistufige Filtersysteme mit einer Genauigkeit von ≤ 20 μm, kombiniert mit Ölwasserabscheidung und Späneentfernung, sichern kontinuierlich die Qualität des Reinigungsfluids. Eine automatische Überwachung von Düsenverstopfungen sowie Druckrückmeldung gewährleisten die Reinigungsleistung und schützen gleichzeitig nachgeschaltete Anlagen.