Kaupallisissa ajoneuvojen vaihteistoissa käytettävän hidastimen statorin/roottorin korkeapaineinen puhdistusjärjestelmä

The Big Bird Industrial -merkkinen statorin/roottorin korkeapaineinen puhdistusjärjestelmä on kehitetty statori- ja roottorikomponenttien jälkikoneistuspuhdistukseen kaupallisissa ajoneuvojen vaihteistohidastimissa käytettäviin komponentteihin. Järjestelmä poistaa koneistusjätteet, grafiittihiomakset, rautajauheen ja leikkuunesteen jäämät ennen lopullista kokoonpanoa ja tukee monimallista tuotantoa useille työkappaleiden vaihtoehdoille.

Laitteisto toimitetaan valmiina ratkaisuna, johon kuuluvat suunnittelu, valmistus, asennus ja käyttöönotto.

Käsitteltyjä työkappaleita

Järjestelmä soveltuu useille statori/roottorivaihtoehdoille vaihteistohidastimien käyttöön:

Kaikki työkappaleet ovat raskaiden kaupallisten ajoneuvojen vaihteistohidastimien statori- ja roottorikomponentteja. Järjestelmä on suunniteltu käsittämään osat, joiden mitat ovat enintään 700 × 600 × 600 mm ja paino enintään 80 kg.

Automaattinen sekamallituotanto

Järjestelmä tukee automaattista sekamallituotantoa seuraavilla toiminnoilla:

QR-koodin tunnistus

COGNEX:n QR-koodinskennerilaitteella luetaan työkappaleen tunniste automaattisesti ladattaessa. Skanneria voidaan säätää vaakasuunnassa joustavan sijoittelun varmistamiseksi.

Näkötarkastusjärjestelmä

COGNEX:n näköjärjestelmä kameratarkastuksella vahvistaa työkappaleen tyypin ja asennon ladattaessa, mikä varmistaa oikean ohjelman valinnan.

Manuaalinen paletin vaihto

Kahden tyypin paletit soveltuvat kaikkiin 12 työkappaleen vaihtoehtoihin. Vaihto eri osaperheiden (staattori vs. roottori) välillä tehdään manuaalisesti nopean vaihtopaletin avulla.

Virheiden estäminen

Työkappaleen läsnäolon havaitseminen ja asennon tarkistus estävät latausvirheet ja varmistavat prosessin eheyden.

Monivaiheinen puhdistusprosessi

Järjestelmä yhdistää useita puhdistusteknologioita kuusivaiheiseen automatisoituun sarjaan:

Vaihe 1: Lataus (1ST)

Operaattori asettaa työkappaleen sijaintipaletille latauspyöräkuljettimeen. Kuljetin vie työkappaleen robottien noutopaikalle. Robotti ottaa työkappaleen kiinni ja siirtää sen puhdistuskammioon.

Kun robotti poistaa työkappaleen, tyhjä paletti palautetaan latausasentoon, jolloin se on valmis seuraavaa työkappaletta varten. Tässä asemassa suoritetaan työkappaleen orientaation tunnistus, läsnäolon tunnistus, QR-koodin skannaus ja näkötarkastus osien tunnistamiseksi. Kahden eri paletin tyyppi mahdollistaa kaikkien työkappaleiden käsittelyn, ja statorin ja rottorin versioiden välillä vaihdetaan manuaalisesti.

Vaihe 2: Turbulentti ja kiinteäpisteinen puhdistus (2ST) – 1,0 MPa

Kuusiakselinen robotti pitää työkappaletta ja siirtää sen etukäteen täytettyyn turbulenttipuhdistusaltaaseen. Robotti muuttaa työkappaleen orientaatiota joustavasti, kun samalla ympäröivät suuttimet ohjaavat turbulenttia virtausta kaikille pinnalle.

Turbulentin puhdistuksen jälkeen tyhjennysventtiili avautuu ja säiliö tyhjenee nopeasti (tyhjenemisaika ≤ 5 sekuntia). Robotti asettaa työkappaleen kiinteisiin suihkukoteloihin, jotka on sijoitettu työkappaleen reikäkuvion mukaan. Robotti muuttaa työkappaleen asentoa saadakseen jokaisen pinnan kohdistettua vastaaviin suihkupaneeliin, mikä varmistaa, että kaikki reiät ja sisäiset ontelot saavat kohdennettua puhdistusta.

Kaksi suihkukotelpaneelia soveltuvat suurille ja pienille työkappaleperheille, ja niiden vaihto tapahtuu manuaalisesti. Puhdistuksen jälkeen robotti siirtää työkappaleen seuraavaan asemaan. Puhdistuspumppu jatkaa turbulenttisen säiliön täyttämistä, jotta se on valmis seuraavaa työkappaletta varten.

Vaihe 3: Korkeapaineinen puhdistus (3ST) — ≥35 MPa (suurin säädettävä arvo 50 MPa)

Robotti siirtää työkappaleen korkeapaineiseen puhdistusasemaan. Robotti muuttaa työkappaleen asentoa kohdistuakseen korkeapaineisiin kiinteisiin suihkuihin, joilla suoritetaan korkeapaineista puhdistusta kriittisillä alueilla, mukaan lukien sokeat reiät ja sisäiset ontelot.

Tässä asemassa on lineaarisia suuttimia ja 90° kulmassa sijaitsevia suuttimia kattavan peitteen varmistamiseksi. Lisäksi korkeapaineiset pyörivät suuttimet (sumukalvon halkaisija ≥60 mm) tarjoavat skannaavan pesun työkappaleen pinnalla.

Korkeapainepesun jälkeen robotti siirtää työkappaleen seuraavaan asemaan kallistusvirtauksen avulla siirron aikana.

Vaihe 4: Kattava huuhtelu (4ST) – sumuhuuhtelu + upotushuuhtelu turbulenssilla + tehokas kuivatus

Robotti asettaa työkappaleen paikalleen tässä asemassa sijaitsevalle asettelualustalle. Kiinnityslaitteet varmistavat työkappaleen paikallaan pysymisen.

Liikuteltava vesitankki laajenee kattamaan työkappaleen kiinteän pesutankin kanssa. Kiinteät suuttimet suihkuttavat pesunestettä työkappaleeseen. Samanaikaisesti vesi täyttää vähitellen tankin, upottaen työkappaleen pesunesteeseen ja luoden kiihkeän virtauksen, joka mahdollistaa kattavan sisäisen ja ulkoisen pesun.

Kahden vaiheen huuhteluprosessin jälkeen tehokas kuivatus poistaa työkappaleen pinnalta kosteutta. Tässä kuivausprosessissa ei käytetä puristettua ilmaa. Huuhtelun jälkeen liikuteltava vesisäiliö avautuu, kiinnityslaitteet vapautuvat ja robotti siirtää työkappaleen ulostulokuljetinalustalle.

Tässä asemassa on kaksi paikkaa pesun kestoa pidennettäessä. Robotti asettaa työkappaleen yhteen paikkaan ja ottaa samanaikaisesti aiemmin pestyn työkappaleen toisesta paikasta. Kiinteät puhaltimet tarjoavat lisäkuivauksen tarvittaessa.

Tässä asemassa on itsenäinen vesitankki, pumppu ja suodatinjärjestelmä, jotka toimivat huoneenlämpötilassa. Kaksi erilaista palettipäätyä mahdollistaa statorin ja rottorin vaihtoehdot manuaalisella vaihdolla.

Vaihe 5: Tyhjiökuivaus (5ST) — ≤10 mbar

Työkappale ja paletti kuljetetaan tyhjiökammioon. Yläosaan liikkuvan tyhjiöpeitteen liikuttaa sylinteri, jolloin se muodostaa tiukentuvan kammion alaosassa olevan kiinteän peitteen kanssa.

Tyhjiöpumppu tyhjentää kammion, jolloin paine laskee jopa 10 mbar:iin. Tämä alentaa kyllästetyn höyryn lämpötilaa ja haihduttaa jäljelle jääneen kosteuden kaikilta pinnoilta ja sisäisiltä onteloilta.

Tyhjiökuivatuksen jälkeen kammio täytetään ilmalla, liikkuva suojakansi palautuu alkuperäiseen asentoonsa ja kuljetin vie työkappaleen seuraavaan asemaan.

Vaihe 6: Jäähdytys ja purkaminen (6ST)

Työkappale kuljetetaan jäähdytyskanavaan. Pakotettu ilmajäähdytys ja tuuletimet alentavat komponentin lämpötilan huoneenlämpötilaan ±3 °C. Jäähdytyskanavaan mahtuu jonoon enintään 10 työkappaletta. Järjestelmä mittaa jokaisesta työkappaleesta kolmea tai useampaa paikkaa varmistaakseen lämpötilan tasaisuuden (suurimman ja pienimmän lämpötilan ero ≤1 °C) ja johdonmukaisen lämpötilan peräkkäisissä työkappaleissa (lämpötilan vaihtelu työkappaleiden välillä ≤3 °C).

Jäähdytyksen jälkeen työkappale ja paletti kuljetetaan purkuasemaan. Operaattori poistaa työkappaleen. Tyhjät paletit palautetaan latausasemaan alapuolisen kuljetinavun kautta palettien kierron varmistamiseksi. Tämä asema sisältää työkappaleen läsnäolon tunnistuksen, huoneenlämpötilan seurannan ja työkappaleen pinnan lämpötilan seurannan.

Korkeapainepuhdistusteknologia

Järjestelmässä on korkeapaineinen pesujärjestelmä erinomaisella suorituskyvyllä:

Tämä korkeapaineinen kyky mahdollistaa kovien koneistusjätteiden, grafiittihiomakkeiden ja rautajauheen tehokkaan poiston sokeista rei’istä ja monimutkaisista sisäisistä onteloista, joihin perinteinen puhdistus ei pääse.

Imukuvutusteknologian

Järjestelmässä on edistynyt tyhjiökuivatus täydelliseen kosteuden poistoon:

Tyhjiökuivatus varmistaa, että komponentit ovat täysin kuivia seuraavia prosesseja varten ilman veden täplien tai korroosion riskiä.

Tekninen puhdistusvalvonta

Kaupallisissa ajoneuvoissa käytettävien vaihteiston hidastimien valmistuksessa statorin ja roottorin puhtaus vaikuttaa suoraan hidastimen suorituskykyyn ja luotettavuuteen.

Järjestelmä on suunniteltu täyttämään tiukat puhdistusvaatimukset:

Edistynyt suodatinhallinta

Järjestelmässä käytetään kolmitasoisesta (tai korkeammasta) suodatusjärjestelmästä:

Suodatusominaisuudet:

• Suodattimen tukosvaroitus näkyy HMI-näytöllä

• Jatkuvan suodattimen vaihtokyky (pussin vaihto ≥15 päivää; korkeapainesuodattimen vaihto ≥30 päivää)

• Erospaineseuranta pussin vaurioitumisen tai tukkeutumisen havaitsemiseksi

• Suodatinpussit: koko 180 × 810 mm

• Helppo puhdistus- ja vaihtotila

Öljynerottamisjärjestelmä

Järjestelmässä on laaja öljynerottamiskyky:

• Muotoitus: 2 kelluvat öljynpoistimet + 1 vyötyyppinen öljynpoistin

• Öljynpoistimen vaihtoväli: ≥2 vuotta

• Pinnan öljypeitteisyys: < 10 % nestepinnan pinta-alasta

• Öljyn poistoteho:  ≥99%

• Kelluvuuden luotettavuus: Vakaa toiminta ≥ 3 kuukautta tarkalla nestetason seurannalla

Älykäs valmistustekniikan integrointi

Järjestelmä täyttää Industry 4.0 -vaatimukset laajan datayhteyden kautta:

MES-viestintä

• Siemens S7-1500 -ohjausjärjestelmä PROFINET-yhteydellä

• Kaksi riippumatonta Ethernet-porttia eri IP-osoitteilla

• OPC UA -viestintä tiedonkeruuta varten

• Etädiagnostiikkakyky verkkopohjaiseen vianetsintään

Käyttäjäliittymä

• Siemens TP1200 kosketusnäyttö (vähintään 12 tuumaa)

• Kiinan-/englanninkielinen kielenvaihto

• Työkappaleen tiedon näyttö

• Siivousohjelman valinta

• Siivousprosessin seuranta

• Lämpötilan ja paineen näyttö

• Virheiden diagnosointi ja hälytyksen näyttö sekä vianmääritysohjeet

• Säiliön nestetason seuranta ja hälytys

Tietojen hankkiminen

• Laitteen vianseuranta (aika, taajuus)

• Tuotantomäärän ja kiertoaikojen tallentaminen

• Laitteiston käytettävyyden seuranta

• Sähkönkulutuksen seuranta (SIEMENS-smart-mittari)

• Veden ja ilman kulutuksen seuranta

Sovellustapaus

Kokonaisvaltainen puhdistusratkaisu

Big Bird Industrial tarjoaa kattavia insinöörisihtejä, mukaan lukien:

Prosessin kehittäminen

• Statorin/rotorin komponenttianalyysi

• Vaihteiston hidastimen osien puhdistusprosessin suunnittelu

• Puhdistusvaatimusten arviointi

Laitteiden integrointi

• Korkeapaineiset puhdistusjärjestelmät (35 MPa, enintään 50 MPa)

• Turbulentti puhdistusteknologia

• Virtauskuivatusjärjestelmät

• Monitasoiset suodatusjärjestelmät

• Kuljetin- ja materiaalinkäsittelyjärjestelmät

Älykkään valmistuksen yhteys

• MES-käyttöliittymä (OPC UA)

• QR-koodiseuranta

• Tuotantotietojen keruu

Miksi valita Big Bird Industrial

Vaihteiston komponenttikokemus

Big Bird Industrial erikoistuu tarkkuuspuhdistusratkaisuihin automaali- ja kaupallisille ajoneuvoille tarkoitettujen voimansiirtojärjestelmien komponenteille, ja sillä on vahvaa kokemusta statorin ja rotorin puhdistuksesta vaihteiston hidastinjärjestelmissä.

Korkeapainepuhdistusteknologia

Järjestelmä tarjoaa korkeapaineisen puhdistuksen jopa 35 MPa:n paineella (suurin säädettävä paine 50 MPa) — huomattavasti korkeampi kuin perinteisissä puhdistusjärjestelmissä — mikä varmistaa tehokkaan kovien lika-aineiden poiston sokeista rei’istä ja monimutkaisista sisäisistä onteloista.

Imukuvutusteknologian

Järjestelmä saavuttaa tyhjiötilanteen niin alhaalle kuin 10 mbar, mikä mahdollistaa kosteuden täydellisen poiston kaikilta pinnoilta, sokeista rei’istä ja sisäisistä onteloista — poistaen vedenlaikkojen tai korroosion riskin.

Järjestelmätason insinöörikyky

Yritys tarjoaa kokonaisratkaisut puhdistusprosessin kehittämisestä tuotantoon integrointiin, mukaan lukien korkeapainepuhdistus, tyhjiökuivatus, älykäs jäljitettävyys ja MES-yhteys.

Mukautettu ei-standardi insinööritoiminta

Jokaisella komponentilla ja tuotantolinjalla on omat vaatimuksensa. Big Bird Industrial tarjoaa mukautettuja insinööriratkaisuja seuraavien perusteella:

• Komponentin rakenne- ja materiaalianalyysi

• Puhdistusprosessin kehittäminen

• Mukautettu kiinnitys- ja automaatiokonfiguraatio

• Tehtaan sijoittelu ja tuotantoprosessin integrointi

Yrityksen ei-standardien insinööripalveluiden ansiosta jokainen puhdistusjärjestelmä voidaan mukauttaa tarkasti komponentin geometriaan, kiertoaikavaatimuksiin, puhtaustasoihin ja automaation tasoon.

Sekamallituotannon tukeminen

Järjestelmä käsittelee 12 työkappaleen vaihtoehtoa paletin vaihdolla ja QR-kooditunnistuksella, mikä mahdollistaa joustavan tuotannon useille osaperheille.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä komponentteja tämä puhdistusjärjestelmä käsittelee?

Tämä järjestelmä on suunniteltu kaupallisissa ajoneuvoissa käytettävien vaihteiston hidastusjärjestelmien statori- ja roottorikomponentteihin – 12 vaihtoehtoa sekä spheroidaalivalurautaa että valurautaa, painoalue 2,43–10,5 kg.

Mitä puhdistuspainetta on saatavilla?

Järjestelmä tarjoaa korkeapainepuhdistusta vähintään 35 MPa:n paineella, ja maksimipaine on säädettävissä jopa 50 MPa:an VFD-ohjauksella.

Mikä tyhjiötaso saavutetaan kuivauksessa?

Järjestelmä saavuttaa tyhjiötason jopa 10 mbar, mikä mahdollistaa kosteuden täydellisen poistamisen kaikilta pinnoilta ja sisäisiltä kammioilta.

Mitä likaa-aineita voidaan poistaa?

Se poistaa metallihiukkaset, grafiittihiomakset, rautajauheen, työstönesteen jäämät ja öljysaasteet pinnoilta, sokeista rei’istä ja sisäisistä kammioista.

Mitkä puhdistustasot voidaan saavuttaa?

Kokonaismäärä jäljellä olevaa saastumista ≤ 0,55 mg/kg; metallihiukkaset ≤ 600 μm; ei-metallihiukkaset ≤ 1200 μm. Pinnan puhtaudesta vahvistetaan valkoisella liinapaperilla (5 pyyhkäisyä, ei värimuutoksia).

Onko järjestelmä muokattavissa?

Kyllä. Kaikki parametrit – mukaan lukien kiertoaika, pesupaine, lämpötila ja automaation taso – voidaan mukauttaa asiakkaan tuotantolinjan vaatimusten mukaan.

Mikä on tyypillinen kiertoaika?

Järjestelmä tarjoaa ≤ 2 minuuttia kappaleelta, mikä tukee suuritehoista tuotantoa kaupallisille ajoneuvoille tarkoitettujen voimansiirtojen valmistuksessa.

Statorin ja roottorin puhdistus kaupallisten ajoneuvojen vaihteistoissa

Statorin ja roottorin komponentit vaihdelaatikkojen hidastusjärjestelmissä vaativat tarkkaa puhdistusta luotettavan suorituskyvyn varmistamiseksi. Nämä tarkkuuskomponentit, joiden monimutkaiset geometriat sisältävät mm. sokeita reikiä, sisäisiä kammioita ja hienoja pintakäsittelyjä, edellyttävät edistyneitä puhdistusteknologioita metallihiukkasten, grafiittihiomakkeiden ja koneistusjäämien poistamiseksi. Korkeapaineiset puhdistusjärjestelmät tarjoavat riittävän puhdistusvoiman näiden kriittisten komponenttien saastumisten täydelliseen poistamiseen.

Korkeapaineinen puhdistus (35 MPa) tarkkuuden vaativille voimansiirtojärjestelmän komponenteille

Korkeapaineinen puhdistus 35 MPa:n paineella (suurin säädettävä paine 50 MPa) tarjoaa erinomaisen saastumisten poiston tarkkuuden vaativille vaihdelaatikkokomponenteille. Äärimmäinen paine irrottaa tehokkaasti kiinnittyneitä hiukkasia sokeista rei’istä, sisäisistä kammioista ja monimutkaisista geometrioista, joita tavallinen matalapaineinen puhdistus ei pysty saavuttamaan. Muuttuvan taajuuden ohjaus mahdollistaa paineen säätämisen eri komponenttien vaatimusten ja saastumistasojen mukaan.

Tyhjiökuivatusmenetelmä (≤10 mbar) komponenttien suojaamiseksi

Tyhjiökuivatus ≤10 mbar:n paineessa varmistaa kosteuden täydellisen poistamisen kaikilta pinnoilta ja sisäisiltä kammioilta ilman lämpöstressiä tai vesiläiskiä. Tämä alhaisen paineen ympäristö laskee kyllästetyn höyryn lämpötilaa, mikä mahdollistaa jäännöskosteuden tehokkaan haihtumisen. Tuloksena ovat täysin kuivat komponentit, jotka ovat valmiita seuraaviin prosesseihin, ja kosteudesta aiheutuva korroosioriski, vesiläiskät tai kontaminaatio poistuvat kokonaan.

Suodatus ja nesteiden hallinta korkeapainepuhdistuksessa

Tehokas suodatus on välttämätöntä puhdistuslaatun ylläpitämiseksi korkeapaineisten puhdistusjärjestelmien käytössä. Kolmivaiheiset suodatuskonfiguraatiot, joissa käytetään rumpusuodattimia, pussisuodattimia ja linjasuodattimia, suojaavat korkeapainepumppuja vaurioilta samalla kun ne varmistavat puhdistusnesteiden puhtaudesta. Jatkuvan suodattimen vaihtokyvyn ansiosta järjestelmä voidaan käyttää katkaisematta, mikä estää tuotannon keskeytyksiä. Suodatus­tarkkuus jopa 5 μm:n tarkkuudella varmistaa puhdistusnesteiden laadun säilymisen ja siten yhtenäisen puhdistustuloksen.

Määritysten yksityiskohdat