Système de nettoyage final à postes multiples pour vilebrequins automobiles

Le système industriel de nettoyage final multi-poste pour vilebrequins « Big Bird » est conçu pour le nettoyage final des vilebrequins automobiles après usinage et polissage à base d’huile. Ce système élimine les fluides de coupe, les copeaux métalliques, les contaminants huileux et les résidus particulaires présents dans les galeries d’huile, les trous filetés et toutes les surfaces externes avant l’assemblage.

L’équipement est fourni sous forme de solution clé en main, incluant conception, fabrication, installation et mise en service.

Applications sur pièces

Ce système accepte les composants de vilebrequin automobiles :

Toutes les pièces sont des vilebrequins automobiles destinés à la fabrication de moteurs. Le système est conçu avec une capacité de changement manuel pour permettre le traitement d'autres variantes de vilebrequins, via le remplacement des dispositifs de serrage, l'ajustement des programmes et la modification des trajectoires du robot.

Production automatique mixte

Le système prend en charge la production automatique multi-modèles avec :

Chargement automatique

• Le robot à portique place automatiquement la pièce sur les sièges de positionnement en V situés à la station de chargement.

• Le mécanisme d'entraînement à glissière transfère la pièce vers la position de préhension du robot.

• Soufflage des alésages centraux avant la préhension par le robot.

• Système d'identification des pièces (à base d'interrupteurs) pour les variantes existantes.

• Sécurisation contre les erreurs : détection axiale, détection radiale et détection de l'orientation (extrémité grande ou petite).

• Protecteur de sécurité avec verrouillage électronique.

Système robotique

• Robot ABB IRB6700-200/2.6 à 6 axes.

• Protection IP67

• charge utile maximale : 100 kg.

• La pince du robot intègre une fonction d'auto-blocage (la pièce ne peut pas tomber en cas de coupure d'alimentation électrique ou pneumatique).

• Changement manuel de la pince pour différentes variantes de pièces

Déchargement manuel

• L'opérateur retire la pièce à la station de déchargement

• Rideau lumineux de sécurité pour la protection de l'opérateur

• Mécanisme de positionnement de la pièce pour le marquage laser (marqueur laser fourni par le client)

Processus de nettoyage en plusieurs étapes

Le système combine plusieurs technologies de nettoyage dans une séquence automatisée en 8 étapes :

Étape 1 : Chargement (1RE)

Le robot à portique place automatiquement la pièce sur les sièges de positionnement en V à la station de chargement. Le mécanisme d'entraînement à glissière transfère la pièce vers la position de préhension du robot. Celui-ci effectue un soufflage des alésages centraux avant de saisir la pièce, puis la transfère dans la chambre de nettoyage.

Un changement manuel des blocs de positionnement est requis lors du passage d'une variante de pièce à une autre. Cette station intègre une identification de la pièce (à base d'interrupteurs), des dispositifs anti-erreurs (détection axiale, détection radiale, détection d'orientation) ainsi qu'une protection sécurisée avec verrouillage électronique.

Étape 2 : Nettoyage par ultrasons et par pulvérisation (2ST) — 0,5 MPa

Le robot transfère la pièce à usiner sur la palette de la station de nettoyage par ultrasons. La palette descend, immergeant la pièce à usiner dans le bac de nettoyage, préalablement rempli de liquide de nettoyage. Le nettoyage par ultrasons (25 kHz) élimine les contaminants de toutes les surfaces et des passages internes.

Après le nettoyage par ultrasons, des buses de pulvérisation situées des deux côtés effectuent un nettoyage par pulvérisation de la surface de la pièce à usiner. Une fois le nettoyage terminé, le mécanisme de levage soulève la pièce à usiner, puis le robot la transfère vers la station suivante.

Étape 3 : Nettoyage à point fixe haute pression (3ST) — 15–20 MPa (max. 28 MPa)

Le robot transfère la pièce à usiner sur la palette de la station de nettoyage haute pression. Le module à trois axes XYZ positionne les buses pour le nettoyage haute pression des alésages centraux aux deux extrémités.

Après le nettoyage du trou central, le moteur servo actionne les bras de serrage pour immobiliser la pièce à usiner au moyen des pointes aux deux extrémités, tandis que les broches de positionnement s’engagent dans les trous correspondants. La palette descend, puis le mécanisme de serrage fait pivoter la pièce à usiner à l’angle spécifié.

Le module à trois axes XYZ effectue un nettoyage à haute pression, soit en points fixes, soit par balayage, des surfaces de la pièce à usiner et des galeries d’huile. Après le nettoyage, des buses de soufflage séchent la pièce à usiner. Le robot transfère ensuite la pièce à usiner vers la station suivante.

La broche est équipée d’un changement automatique de buse avec trois types de buses : buses droites, buses en éventail et buses inclinées, chacune associée à son support spécifique.

Étape 4 : Rinçage par pulvérisation (4ST)

Le robot transfère la pièce à usiner sur la palette de la station de rinçage. Le moteur servo actionne les bras de serrage pour immobiliser la pièce à usiner au moyen des pointes aux deux extrémités, tandis que les broches de positionnement s’engagent dans les trous correspondants. La palette descend, puis le mécanisme de serrage fait pivoter la pièce à usiner à l’angle spécifié.

Le module à trois axes XYZ effectue le rinçage ponctuel et balayé des surfaces des pièces usinées et des galeries d’huile. Après le rinçage, des buses de soufflage séchent la pièce usinée. Le robot transfère ensuite la pièce usinée vers la station suivante.

La broche intègre un changement automatique de buse avec trois types de buses : buses droites, buses en éventail et buses inclinées.

Étape 5 : Point de transfert (5ST)

Le robot dépose la pièce usinée nettoyée sur la palette de transfert. Le système de convoyeur à chaîne achemine la pièce usinée vers la station suivante.

Étape 6 : Séchage à l’air chaud (6ST)

La pièce usinée et la palette sont acheminées vers la station de séchage à l’air chaud. Des vérins de positionnement immobilisent la palette en place. Des vérins actionnent des lames d’air verticalement le long de la ligne d’arbre pour un séchage complet.

Après le séchage, tous les vérins reviennent à leurs positions initiales et la pièce usinée est acheminée vers la station suivante.

Étape 7 : Séchage sous vide (7ST)

La pièce usinée et la palette sont acheminées vers la station de séchage sous vide. Des vérins de positionnement verrouillent la palette en place. Le capot supérieur mobile sous vide descend pour former une chambre étanche avec la palette. La pompe à vide évacue la chambre et maintient le vide pendant une durée prédéfinie, éliminant l’humidité résiduelle de toutes les surfaces et des passages internes.

Après le séchage sous vide, tous les vérins reviennent à leurs positions initiales et la pièce usinée est acheminée vers la station suivante.

Étape 8 : Déchargement (8ST)

La pièce usinée et la palette sont acheminées vers la position de déchargement. L’opérateur retire la pièce usinée. Un changement manuel des blocs de positionnement de la palette est requis lors du passage d’une variante de pièce usinée à une autre.

Un ventilateur assure un soufflage d’air (avec chauffage à température réglable) sur la surface de la pièce usinée. Un rideau lumineux de sécurité protège l’opérateur. Un mécanisme de positionnement de la pièce usinée la place correctement pour le marquage au laser (marqueur laser fourni par le client).

Technologie de nettoyage haute pression

Le système offre un nettoyage à haute pression doté de performances exceptionnelles :

Contrôle de propreté technique

Dans la fabrication de moteurs automobiles, la propreté des galeries d’huile et des surfaces de vilebrequin influence directement la fiabilité et les performances du moteur.

Le système est conçu pour répondre aux exigences strictes de propreté :

Gestion avancée de la filtration (tous les filtres équipés de barres magnétiques)

Le système utilise un système de filtration multicouche avec des barres magnétiques intégrées dans tous les filtres à sac pour l’élimination des particules en poudre :

Caractéristiques de la filtration :

• Tous les filtres à sac équipés de tiges magnétiques pour l’élimination des particules en poudre

• Grilles magnétiques aux points de retour machine

• Alarme de blocage avec commutateur manuel/échange sans interruption de la production

• Capacité de changement de filtre sans arrêt

Intégration de la Fabrication Intelligente

Le système répond aux exigences de l’industrie 4.0 grâce à une connectivité de données complète :

Communication avec le système MES

• Interface Ethernet RJ-45

• Protocole de données ouvert pour l’intégration au système MES

• Capacité de téléchargement et de téléversement des données de production

Interface Opérateur

• IHMI Siemens avec affichage couleur

• Affichage de l’état de l’équipement et des pannes

• Alarmes sonores et visuelles (rouge/jaune/vert)

• Programme API avec protection par mot de passe à trois niveaux

• Rappels d’entretien quotidien avec escalade (l’opérateur ne peut pas les annuler ; une confirmation du responsable est requise)

Système de contrôle

• API SIEMENS S7-1500

• Communication bus PROFINET avec variateurs de fréquence (VFD) et entrées/sorties terrain

• Classe de protection des composants électriques : IP54

• Configuration du compteur électrique pour la surveillance énergétique

CAS D'APPLICATION

Solution complète de nettoyage

Big Bird Industrial fournit des solutions d’ingénierie complètes, notamment :

Développement du processus

• Analyse des composants pour les vilebrequins automobiles

• Conception du procédé de nettoyage pour les applications de nettoyage final

• Évaluation des exigences de propreté

Intégration des équipements

• Systèmes de nettoyage à plusieurs postes

• Technologie de nettoyage par ultrasons (25 kHz)

• Systèmes de nettoyage à haute pression (15–20 MPa, max. 28 MPa)

• Systèmes de séchage sous vide

• Systèmes de manutention de convoyeurs et de palettes

• Systèmes de changement automatique de buses

Connexion à la fabrication intelligente

• Interface MES

• Acquisition de données de production

• Surveillance de l'énergie

Pourquoi choisir Big Bird Industrial

Expérience dans le domaine des vilebrequins automobiles

Big Bird Industrial se spécialise dans les solutions de nettoyage de précision pour les composants de la chaîne cinématique automobile, avec une expérience éprouvée dans le nettoyage final des vilebrequins destinés aux principaux fabricants mondiaux de moteurs automobiles.

Technologie de nettoyage à plusieurs postes

Le système intègre le nettoyage par ultrasons, le nettoyage par projection, le nettoyage ponctuel à haute pression (15–20 MPa, max. 28 MPa), le rinçage, le séchage à l’air chaud et le séchage sous vide dans une configuration compacte unique comportant huit postes, afin d’éliminer de façon complète toutes les contaminations.

Nettoyage à haute pression avec changement automatique de buse

Le système intègre un nettoyage à haute pression XYZ à trois axes avec capacité de changement automatique de buse (busées droites, en ventilateur et angulaires) pour un nettoyage précis de tous les canaux d’huile, des trous centraux et des surfaces.

Capacité d’ingénierie au niveau système

L’entreprise fournit des solutions complètes, de la conception du procédé de nettoyage jusqu’à son intégration en production, y compris le nettoyage par ultrasons, le nettoyage à haute pression, le séchage sous vide et la connectivité MES.

Ingénierie sur mesure non standard

Chaque composant et chaque ligne de production présente des exigences spécifiques. Big Bird Industrial propose des solutions d’ingénierie sur mesure fondées sur :

• L’analyse de la structure et du matériau du composant

• Développement du procédé de nettoyage

• La conception sur mesure de dispositifs de fixation et d’automatisation

• L’intégration dans l’aménagement de l’usine et le flux de production

FAQ

Quels composants ce système de nettoyage traite-t-il ?

Ce système est conçu pour les vilebrequins automobiles d’une longueur maximale de 800 mm, d’un diamètre de rotation de Φ250 mm et d’un poids maximal de 60 kg, destinés à la fabrication de moteurs.

Quelle pression de nettoyage est disponible ?

Le système délivre un nettoyage à haute pression de 15 à 20 MPa (réglable jusqu’à 28 MPa au maximum), avec commande intelligente par variateur de fréquence (VFD), ainsi qu’un nettoyage par pulvérisation à 0,5 MPa.

Quelles technologies de nettoyage sont intégrées ?

Le système intègre, dans une configuration à 8 postes, le nettoyage par ultrasons (25 kHz), le nettoyage par pulvérisation, le nettoyage à haute pression ponctuel, le rinçage par pulvérisation, le séchage à l’air chaud et le séchage sous vide.

Quels contaminants peuvent être éliminés ?

Il élimine les fluides de coupe, les copeaux métalliques, les contaminants huileux et les résidus particulaires des galeries d’huile, des trous centraux et de toutes les surfaces externes.

Quels niveaux de propreté peuvent être atteints ?

Contamination résiduelle totale ≤ 10 mg ; contamination des galeries d’huile ≤ 3 mg ; taille maximale des particules ≤ 0,6 mm ; limites strictes du nombre de particules par plage de taille.

Prend-il en charge l’intégration à une production automatisée ?

Oui. Le système intègre un chargement automatique via une interface robotisée à portique, une identification automatique des pièces, une protection contre les erreurs et une capacité de communication avec le système de gestion de la production (MES).

Quel est le temps de cycle typique ?

Le système assure un temps de cycle ≤ 180 secondes par pièce (y compris le chargement/déchargement robotisé), ce délai étant personnalisable selon les exigences de chaque ligne de production.

Nettoyage final de vilebrequin dans la fabrication de moteurs automobiles

Le nettoyage final de la vilebrequin est un processus critique entre l’usinage et l’assemblage dans la fabrication des moteurs automobiles. Les vilebrequins, dotés de galeries d’huile complexes, de trous centraux et de surfaces de précision, nécessitent des technologies de nettoyage avancées afin d’éliminer les fluides de coupe, les copeaux métalliques, les contaminants huileux et les résidus particulaires. Le nettoyage par ultrasons atteint les passages internes auxquels le nettoyage par projection conventionnel ne peut pas accéder, tandis que le nettoyage à haute pression garantit l’élimination complète des contaminants tenaces sur toutes les surfaces.

Nettoyage par ultrasons et à haute pression pour composants de vilebrequin

Les vilebrequins automobiles posent des défis de nettoyage uniques en raison de leurs géométries complexes, de leurs canaux d’huile et de leurs surfaces de précision. Le nettoyage par ultrasons élimine efficacement les contaminants des passages internes et des trous borgnes, tandis que le nettoyage à haute pression (15–20 MPa, max 28 MPa) fournit la puissance de nettoyage nécessaire pour les résidus tenaces. Des séquences de nettoyage multi-étapes avec séchage intégré garantissent l’élimination complète des contaminants et une protection contre la corrosion.

Technologie de séchage sous vide pour la protection des composants

La technologie de séchage sous vide assure l’élimination totale de l’humidité des surfaces et des passages internes des vilebrequins, sans contrainte thermique ni taches d’eau. L’environnement à pression réduite abaisse la température de vapeur saturée, permettant ainsi une évaporation efficace de l’humidité résiduelle. Associé au séchage à l’air chaud, le séchage sous vide élimine tout risque de corrosion et de taches d’eau sur les surfaces de précision.

Technologie de filtration magnétique pour l’élimination des particules en poudre

Une filtration efficace est essentielle pour maintenir la qualité du nettoyage des vilebrequins. Les séparateurs magnétiques et les filtres à sac équipés de barres magnétiques éliminent efficacement les particules de poudre ferreuse du fluide de nettoyage, protégeant ainsi les pompes et les buses tout en garantissant des résultats de nettoyage constants. La capacité de changement de filtre sans arrêt, associée à des alarmes de colmatage, assure un fonctionnement continu sans interruption de la production.

Spécifications techniques