Système de nettoyage à alimentation continue en forme de U pour roues ferroviaires

Le système industriel de nettoyage des roues ferroviaires Big Bird est conçu pour le nettoyage hautement efficace des roues ferroviaires utilisées dans la fabrication de trains à grande vitesse et de wagons lourds. Le système comprend deux postes de nettoyage : le premier, situé au début de la ligne d’inspection, élimine les fluides de coupe, les fluides de protection en cours de fabrication, les contaminants huileux et les étiquettes de processus ; le second, situé après l’essai par particules magnétiques, élimine les fluides utilisés lors de cet essai.

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

Applications sur pièces

Le système accepte les composants de roues ferroviaires :

Toutes les pièces sont des roues ferroviaires destinées aux applications à grande vitesse et au transport lourd. Le système est conçu pour traiter une large gamme de dimensions et de formes de roues, avec un changement manuel nécessitant ≤ 10 minutes.

Configuration de nettoyage à deux postes

Premier poste de nettoyage (ligne de pré-inspection)

Située au premier poste de la ligne d’inspection, cette station élimine les contaminants présents sur les surfaces des jantes après l’usinage et le stockage :

• Fluides de coupe et fluides de protection de procédé

• Contaminants huileux et graisseux

• Poussière et particules

• Étiquettes de procédé présentes sur les surfaces de bande de roulement

Cette station associe un décolletage haute pression (33 MPa) à un nettoyage par pulvérisation basse pression (2,0 MPa) afin d’assurer un nettoyage complet.

Deuxième poste de nettoyage (après MPI)

Située après l’essai par magnétoscopie, cette station élimine les fluides utilisés lors de cet essai non destructif sur les surfaces des jantes.

Les deux postes adoptent une configuration de passage en forme de U avec un positionnement vertical des jantes sur des palettes.

Production automatique mixte

Le système permet une intégration entièrement automatique dans la production, notamment avec :

Chargement/Déchargement automatique

• Premier poste : raccordé au robot portique n° 1 (pince inclinée)

• Deuxième poste : Interface avec le robot portique n° 4 / n° 5 (pince droite)

• Positionnement vertical de la roue sur les palettes de positionnement

Changement automatique de modèle

Temps de changement ≤ 10 minutes, avec des procédures de changement conçues pour toutes les variantes de roues.

Intégration des procédés

• Fonctionnement entièrement automatique, piloté par le système PCS

• Suivi des matières premières et transfert des données de production

• Verrouillage de sécurité interfacé avec les systèmes de robots portiques

Procédure de nettoyage en plusieurs étapes — Premier poste

Étape 1 : Chargement

Le robot portique place la roue verticalement sur la palette de positionnement. Le convoyeur à entraînement moteur déplace la roue et la palette vers la chambre de nettoyage. L’étiquette de processus est positionnée dans la zone supérieure de la roue à l’aide d’un pré-numérisage afin d’optimiser l’élimination sous haute pression.

Étape 2 : Élimination de l’étiquette sous haute pression (33 MPa)

Des buses haute pression positionnées au-dessus de la roue délivrent un nettoyage à 33 MPa pour éliminer les étiquettes de processus de la surface de la bande de roulement. Le système haute pression est intégré dans une enceinte insonorisée afin de maintenir le niveau sonore en dessous de 80 dB.

Étape 3 : Nettoyage par pulvérisation à basse pression (2,0 MPa)

Les buses de pulvérisation oscillent sur la surface de la roue afin d’éliminer les fluides de coupe, les fluides de protection en cours de fabrication, les contaminants huileux et les particules. Le nettoyage à basse pression garantit une couverture complète avec un débit élevé.

Étape 4 : Rinçage par pulvérisation

La roue subit un rinçage par pulvérisation afin d’éliminer les contaminants désagrégés ainsi que les résidus du fluide de nettoyage.

Étape 5 : Séchage par soufflage

Des buses d’air à haute vitesse éliminent l’humidité résiduelle de la surface de la roue et des cavités internes.

Étape 6 : Séchage par couteau à air

Les couteaux à air assurent le séchage final afin de garantir que la roue est parfaitement sèche avant l’inspection dimensionnelle suivante. La température en sortie est régulée à ≤ 40 °C pour assurer une mesure dimensionnelle précise.

Procédure de nettoyage multi-étapes — Deuxième poste

Étape 1 : Chargement

Le robot à portique place la roue verticalement sur la palette de positionnement.

Étape 2 : Poste vide (tampon)

La roue est positionnée au poste vide afin d’assurer un flux de production fluide.

Étape 3 : Nettoyage par pulvérisation (2,0 MPa)

Les buses de pulvérisation oscillent sur la surface de la roue pour éliminer les fluides d’essai par particules magnétiques de toutes les surfaces.

Étape 4 : Séchage par soufflage

Des buses d’air à haute vitesse éliminent l’humidité résiduelle de la surface de la roue.

Étape 5 : Séchage par couteau à air

Les couteaux à air assurent le séchage final afin que la roue soit parfaitement sèche pour les opérations suivantes.

Technologie haute pression de retrait d’étiquettes

Le premier poste de nettoyage intègre une technologie spécialisée haute pression pour le retrait d’étiquettes :

Contrôle de propreté technique

Dans la fabrication des roues ferroviaires, la propreté influence à la fois la précision des contrôles dimensionnels et la qualité finale du produit.

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

Gestion avancée de la filtration

Système de filtration de la première station (quatre étages)

Débit de filtration :
Réservoir de nettoyage : panier → pompe de retour → filtre à bande en papier → réservoir primaire → pompe de filtration → filtre à sac en ligne → pompe de surpression → réservoir secondaire → filtre à sac → pompe haute pression

Réservoir de rinçage : panier → réservoir de rinçage → pompe de rinçage → filtre à sac en ligne

Système de filtration de la deuxième station (avec séparateur magnétique)

Débit de filtration :
Réservoir de nettoyage : panier → pompe de retour → filtre à bande en papier → réservoir primaire → pompe de filtration → réservoir secondaire → filtre à sac

Intégration de la Fabrication Intelligente

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

Communication PCS/MES

• Protocole de communication PROFINET

• Échange de données TCP/IP avec le système PCS

• Transmission des données de production, de l’état des équipements et des données qualité

• Acquisition de données OPC UA

Intégration matérielle

• Connecteurs Harting à 24 broches pour signaux de sécurité (3 jeux)

• Coupleurs PN/PN pour la communication PROFINET

• Verrouillage d’arrêt d’urgence avec les systèmes de robots à portique

Interface Opérateur

• Écran tactile Siemens TP1200 HMI

• Commande des équipements, réglage des paramètres et analyse graphique

• Suivi et téléchargement des informations sur la pièce à usiner

• Diagnostic des pannes et affichage des alarmes

CAS D'APPLICATION

Solution complète de nettoyage

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

Développement du processus

• Analyse des composants pour roues ferroviaires

• Conception du procédé de nettoyage pour intégration à la ligne d’inspection

• Évaluation des exigences de propreté

Intégration des équipements

• Systèmes de nettoyage à alimentation continue en configuration en U

• Technologie de retrait d’étiquettes à haute pression (33 MPa)

• Systèmes de nettoyage par pulvérisation à basse pression

• Gestion de la filtration en plusieurs étapes

• Systèmes de manutention de convoyeurs et de palettes

Connexion à la fabrication intelligente

• Interface PCS/MES

• Acquisition de données de production

• Suivi et traçabilité des matériaux

Pourquoi choisir Big Bird Industrial

Expérience de nettoyage des roues ferroviaires

Big Bird Industrial se spécialise dans les solutions de nettoyage de précision pour la fabrication de composants ferroviaires, avec une expérience éprouvée dans le nettoyage des roues destinées au train à grande vitesse et aux applications lourdes, pour des pièces allant jusqu’à 1 320 mm de diamètre et 1 000 kg de masse.

Technologie de passage en boucle (U-type)

La configuration en forme de U permet une utilisation efficace de l’espace au sol, avec chargement/déchargement automatisés du même côté. Le positionnement vertical des roues et le convoyage sur palettes garantissent une manipulation stable des composants volumineux et lourds.

Désignation des étiquettes sous haute pression (33 MPa)

Le système intègre une technologie spécialisée sous haute pression (33 MPa) permettant d’éliminer efficacement les étiquettes de processus des surfaces de bande de roulement. L’enceinte insonorisée maintient le niveau sonore à moins de 80 dB à 1 mètre.

Solution clé en main à deux postes

Le projet fournit deux systèmes de nettoyage complets en tant que solution clé en main, couvrant à la fois le nettoyage pré-inspection (contaminants et étiquettes) et le nettoyage post-essai MPI (élimination des particules magnétiques) dans une seule portée de projet.

Capacité d’ingénierie au niveau système

L'entreprise fournit des solutions complètes, du développement du procédé de nettoyage jusqu’à l’intégration en production, y compris le nettoyage haute pression, la gestion des filtres, l’intégration aux systèmes PCS/MES et l’interface avec les robots à portique.

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 roues ferroviaires utilisées dans la fabrication de trains à grande vitesse et de trains à forte charge — diamètres de 860 à 1 320 mm, poids allant jusqu’à 1 000 kg.

Que comprend la configuration à deux postes ?

Le système comprend deux postes de nettoyage : le poste 1, situé au premier processus de la ligne d’inspection (élimine les fluides de coupe, les fluides de protection de procédé, l’huile et les étiquettes) ; le poste 2, situé après l’essai par particules magnétiques (élimine les fluides pour essais par particules magnétiques).

Quelle pression de nettoyage est disponible ?

Nettoyage par pulvérisation à basse pression à 2,0 MPa pour le nettoyage général. La station 1 intègre également un décollement des étiquettes à haute pression à 33 MPa afin d’éliminer les étiquettes de processus des surfaces de bande de roulement.

Quels contaminants peuvent être éliminés ?

Le système élimine les fluides de coupe, les fluides de protection de processus, les contaminants huileux/graisseux, la poussière, les étiquettes de processus et les fluides d’essai par particules magnétiques des surfaces des roues.

Quels niveaux de propreté peuvent être atteints ?

Résidu d’eau ≤ 0,1 mg/kg ; résidu métallique ≤ 2 mg/kg (ou indice de propreté ≥ 70 %) ; absence de grosses taches d’eau ; température en sortie de la station 1 < 40 °C.

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

Oui. Le système s’interface avec des robots à portique pour le chargement/déchargement automatique, ainsi qu’avec les systèmes PCS/MES pour le suivi des données de production et la traçabilité des matériaux.

Quel est le temps de cycle typique ?

Le système assure un cycle ≤ 120 secondes par pièce, ce qui permet de soutenir une production ferroviaire de roues à haut volume.

Le nettoyage des roues ferroviaires est un processus critique entre l’usinage et l’inspection finale dans la fabrication de trains à grande vitesse et de wagons à forte charge. Des roues pouvant atteindre 1 320 mm de diamètre et 1 000 kg de masse nécessitent des technologies de nettoyage avancées afin d’éliminer les fluides de coupe, les fluides de protection en cours de fabrication, les contaminants huileux et les étiquettes de processus avant l’inspection dimensionnelle, ainsi que les fluides pour essais par particules magnétiques après les contrôles non destructifs. Les systèmes de nettoyage à passage continu en configuration en U permettent une intégration efficace dans les lignes de production automatisées.

Technologie haute pression de retrait d’étiquettes

Les étiquettes de processus apposées sur les surfaces de bande de roulement des roues exigent une technologie haute pression spécialisée pour être retirées efficacement sans endommager la surface de la roue. Un nettoyage haute pression à 33 MPa, couvrant intégralement la surface de la bande de roulement, garantit l’élimination complète des étiquettes. Des enceintes insonorisées maintiennent le niveau sonore sur le lieu de travail en dessous de 80 dB, répondant ainsi aux exigences en matière de santé au travail tout en fournissant la puissance de nettoyage nécessaire pour décoller les adhésifs tenaces des étiquettes.

Technologie de filtration pour le nettoyage des roues ferroviaires

Une filtration efficace est essentielle pour maintenir la qualité du nettoyage dans la fabrication à haut volume de roues ferroviaires. Des systèmes de filtration en quatre étapes — comprenant des filtres à panier, des filtres à bande en papier (pour l’élimination des étiquettes en papier), des filtres à sac et des filtres à sac en ligne — garantissent le maintien de la qualité du fluide de nettoyage. Des séparateurs magnétiques installés en aval de la station MPI éliminent efficacement les particules magnétiques du fluide de nettoyage, ce qui prolonge sa durée de vie et assure des résultats de nettoyage constants.

Configuration à alimentation traversante en U pour l’intégration en ligne de production

Les systèmes de nettoyage à alimentation traversante en U permettent une intégration efficace en ligne de production, avec chargement et déchargement automatisés depuis le même côté. Cette configuration convient parfaitement à l’intégration avec des systèmes de robots à portique et offre une excellente utilisation de l’espace au sol. Le positionnement vertical des roues sur les palettes assure une manipulation stable des composants volumineux et lourds, tout en permettant un changement rapide entre différentes tailles et formes de roues.

Spécifications techniques