Sistema intermedio di pulizia per testate motore nel settore automobilistico

Il sistema industriale Big Bird per la pulizia intermedia della testata del motore è progettato per la pulizia post-macchinazione delle testate utilizzate nella produzione di motori diesel pesanti. Il sistema rimuove i residui di lavorazione prima dei processi successivi e supporta la produzione automatica mista senza cambio manuale.

L’attrezzatura è fornita come soluzione chiavi in mano, comprensiva di progettazione, produzione, installazione e messa in servizio.

Applicazioni sul pezzo in lavorazione

Il sistema accetta diverse varianti di testata del motore destinate alla produzione di motori diesel pesanti:

Tutti i pezzi in lavorazione sono sottoinsiemi di testata del motore per applicazioni su motori diesel pesanti. Il sistema supporta la produzione automatica mista senza cambio manuale.

Produzione automatica a modelli misti

Il sistema supporta la produzione automatica a modelli misti con le seguenti funzionalità:

Riconoscimento codice QR

I dispositivi per la scansione di codici QR leggono automaticamente l’identificazione del pezzo in lavorazione al momento del caricamento. Il sistema seleziona il programma di pulizia appropriato in base alle informazioni contenute nel codice QR. La capacità di archiviazione supporta fino a 256 varianti di numero di parte. È inoltre configurata una stampante automatica aggiuntiva per codici a barre (2 unità) finalizzata alla tracciabilità produttiva.

Gestione simultanea di due pezzi in lavorazione

Il sistema è dotato di due bracci robotici a 6 assi in grado di gestire contemporaneamente due testate cilindro, raddoppiando l’efficienza produttiva con un tempo di ciclo di 76 secondi per due pezzi (38 secondi per pezzo).

Cambio automatico modello

I supporti, gli ugelli e i componenti di posizionamento sono progettati per accogliere tutte le varianti di testata cilindro senza intervento manuale. Le superfici di posizionamento dei supporti sono dotate di pulizia automatica per prevenire danni al pezzo causati dai trucioli.

Comunicazione con il sistema MES

Il sistema interagisce con il sistema MES per il tracciamento della produzione, l’acquisizione dati e gli aggiornamenti di stato, conformemente ai requisiti tecnici generali del costruttore automobilistico (OEM).

Processo di pulizia multistadio

Il sistema combina diverse tecnologie di pulizia in una sequenza automatizzata di 9 stadi con gestione simultanea di due pezzi in lavorazione:

Stadio 1: Caricamento (1ST)

Il trasportatore a monte trasferisce il pezzo da lavorare al trasportatore a rulli di carico del sistema di pulizia. Il trasportatore trasporta il pezzo da lavorare all'ingresso della macchina. Uno scanner di codici QR (COGNEX) identifica il modello del pezzo da lavorare.

L'ingresso presenta due punti di posizionamento per il pezzo da lavorare. Un meccanismo sollevamento-rotazione solleva e ruota di 180° due pezzi da lavorare, consentendo al robot di afferrare contemporaneamente entrambe le teste cilindro e inserirle nella camera di pulizia. Il trasportatore di carico è dotato di rulli con design PZR.

È prevista una postazione di ispezione manuale all'area di carico.

Fase 2: Pulizia turbolenta (2ST) — 1,5 MPa

Il robot n. 1 afferra due pezzi da lavorare e li trasferisce nel serbatoio di pulizia turbolenta, già riempito in precedenza con liquido detergente. Il robot modifica flessibilmente l'orientamento dei pezzi da lavorare mentre ugelli circondanti indirizzano un flusso turbolento per pulire tutte le superfici.

Fase 3: Pulizia dei tappi della giacca d'acqua (3ST) — 1,5 MPa

Dopo la pulizia turbolenta, la valvola di scarico del serbatoio si apre per uno scarico rapido. Il robot posiziona i pezzi da lavorare davanti a ugelli di grande diametro per la pulizia dei tappi del giacimento d’acqua, garantendo una pulizia accurata dei canali di raffreddamento.

Fase 4: Pulizia a punto fisso (4ST) — 1,5 MPa

Dopo la pulizia dei tappi del giacimento d’acqua, i pezzi da lavorare vengono posizionati davanti a pannelli di ugelli a punto fisso. Ogni ugello è allineato con precisione ai rispettivi fori della testata cilindri, assicurando che tutti i canali ricevano una pulizia mirata. Il robot modifica l’orientamento dei pezzi da lavorare per allineare ogni superficie ai corrispondenti pannelli di ugelli, mentre la pompa di pulizia continua a riempire il serbatoio turbolento per il ciclo successivo.

Fase 5: Pulizia precisa del giacimento d’acqua (5ST) — 0,6 MPa

Il robot n. 1 posiziona contemporaneamente due pezzi sui pallet di posizionamento in questa stazione. I cilindri estendono ugelli per eseguire la pulizia dei tappi del giacchio d’acqua, mentre effettuano contemporaneamente una pulizia precisa dell’intero pezzo. Questa stazione dispone di due posizioni per prolungare il tempo di pulizia precisa. Il robot n. 1 posiziona i pezzi in una posizione, mentre il robot n. 2 preleva i pezzi precedentemente puliti dall’altra posizione. Questa stazione è dotata di serbatoio dell’acqua, pompa e sistema di filtrazione indipendenti.

Fase 6: Asciugatura a punto fisso (6ST) — 0.2–0.4 MPa

Il robot n. 2 afferra i pezzi in lavorazione e li trasporta alla stazione di soffiatura ad aria. Durante il trasferimento, il robot modifica l’orientamento dei pezzi per consentire lo scolo per inclinazione. Quindi posiziona i pezzi davanti a gruppi di ugelli fissi per una soffiatura mirata di tutti i fori e i passaggi. Ogni superficie dispone di pannelli di ugelli corrispondenti. Dopo la soffiatura in punti fissi, il robot esegue una soffiatura di scansione su tutte le superfici dei pezzi. Al termine dell’essiccazione, il robot n. 2 deposita i pezzi sul nastro trasportatore a rulli gravitazionali all’uscita della macchina, mentre le barre di trasferimento avanzano contemporaneamente entrambi i pezzi alla stazione successiva.

Fase 7: Soffiatura ad aria secondaria (7ST)

Le barre di trasferimento convogliano due pezzi in lavorazione nella camera di soffiatura ad aria secondaria mediante il nastro trasportatore a rulli gravitazionali. I cilindri superiori estendono i gruppi di ugelli per una soffiatura di scansione in punti fissi sull’intero pezzo in lavorazione. Al termine della soffiatura ad aria secondaria, le barre di trasferimento avanzano contemporaneamente entrambi i pezzi alla stazione successiva.

Fase 8: Essiccazione a vuoto (8ST)

Le barre di trasferimento convogliano due pezzi in camera a vuoto mediante un nastro trasportatore a rulli gravitazionale. Il coperchio superiore mobile si chiude sul coperchio inferiore fisso, formando una camera stagna. La pompa a vuoto estrae l’aria dalla camera, abbassando la temperatura del vapore saturo per evaporare l’umidità residua dalle superfici dei componenti. Al termine dell’essiccazione a vuoto, la camera viene depressurizzata, il coperchio ritorna nella posizione iniziale e le barre di trasferimento avanzano entrambi i pezzi alla stazione successiva.

Fase 9: Scarico (9ST)

Le barre di trasferimento convogliano due pezzi fino al nastro trasportatore a rulli gravitazionale della stazione di scarico. All’arrivo, il nastro gravitazionale si abbassa, trasferendo i pezzi sul nastro motorizzato per il trasferimento individuale verso le attrezzature a valle. È prevista una postazione di ispezione manuale. Il nastro di scarico è dotato di rulli PZR con rilevamento della presenza del pezzo.

Controllo della pulizia tecnica

Nella produzione di motori diesel pesanti, la pulizia dei canali interni influisce direttamente sull'affidabilità e sulle prestazioni del motore.

Il sistema è progettato per soddisfare rigorosi requisiti di pulizia per ciascun condotto della testata cilindri:

Gestione avanzata della filtrazione

Il sistema utilizza un sistema di filtrazione a tre stadi per il circuito di pulizia e un sistema di filtrazione a due stadi per il circuito di pulizia di precisione:

Filtrazione del circuito di pulizia (a tre stadi):

• Fase 1: Filtro a tamburo — 1.500 L/min, 50 μm, rete in acciaio inossidabile, con spurgo automatico inverso e carrello per trucioli

• Fase 2: Filtro a spurgo automatico inverso — 30 μm, con separatore magnetico a spurgo inverso

• Stadio 3: Filtro a sacco — 900 L/min, 10 μm, tessuto non tessuto (1 di riserva + 1 in funzione), con allarme di ostruzione

Filtrazione del circuito di pulizia di precisione (a due stadi):

• Fase 1: Filtro a cestello — 300 L/min, 40 mesh, rete in nylon, con allarme di ostruzione

• Fase 2: Filtro a sacco — 300 L/min, 10 μm, tessuto non tessuto (1 di riserva + 2 in funzione), con allarme di ostruzione

Caratteristiche del filtro:

• Tutti i filtri sono dotati di allarmi di ostruzione visualizzati sull’HMI

• La sostituzione del filtro non influisce sul normale funzionamento dell’attrezzatura

• Separazione automatica del fluido di pulizia da trucioli e residui di scarto

• Carrello mobile per trucioli per una facile rimozione

Sistema robotico

Il sistema utilizza due robot FANUC per una gestione efficiente di due pezzi contemporaneamente:

Integrazione della Manifattura Intelligente

Il sistema soddisfa i requisiti Industry 4.0 grazie a una connettività dati completa:

Comunicazione con il sistema MES

• Supporto del protocollo OPC UA

• Tracciamento dei pezzi mediante codici QR

• Aggiornamenti dello stato di produzione

Acquisizione di dati

• Monitoraggio dei guasti dell’attrezzatura (tempo, frequenza)

• Registrazione del numero di pezzi prodotti e del tempo di ciclo

• Monitoraggio della disponibilità operativa dell’attrezzatura

• Monitoraggio del consumo di energia (contatore intelligente SIEMENS)

Interfaccia operatore

• schermo TFT a colori da 15" con touch screen (minimo)

• Interfaccia linguistica cinese

• Visualizzazione informazioni sul pezzo in lavorazione

• Selezione del programma di pulizia

• Monitoraggio dell'andamento della pulizia

• Visualizzazione di temperatura e pressione

• Diagnosi dei guasti e visualizzazione degli allarmi con indicazioni per la risoluzione dei problemi

• Monitoraggio del livello del liquido nel serbatoio e allarme

Caratteristiche intelligenti

• Lubrificazione automatica a intervalli programmati

• Promemoria automatici per la manutenzione sul display HMI

• Capacità di diagnostica remota

Caso di applicazione

Soluzione completa per la pulizia

Big Bird Industrial fornisce soluzioni ingegneristiche complete, tra cui:

Sviluppo del processo

• Analisi dei componenti per testate cilindro

• Progettazione del processo di pulizia

• Valutazione dei requisiti di pulizia

Integrazione degli equipaggiamenti

• Sistemi di pulizia robotizzati con gestione contemporanea di due pezzi

• Tecnologia di pulizia turbolenta

• Sistemi di pulizia dei tappi per giacche d’acqua

• Pulizia a punto fisso ad alta pressione

• Tecnologia di essiccazione a vuoto

• Gestione della filtrazione multistadio

• Gestione Automatizzata dei Materiali

Connessione alla produzione intelligente

• Interfaccia MES (OPC UA)

• Tracciabilità tramite codice QR

• Acquisizione dati di produzione

Perché scegliere Big Bird Industrial

Esperienza nei componenti per motori pesanti

Big Bird Industrial si specializza in soluzioni di pulizia di precisione per componenti powertrain automobilistici, con comprovata esperienza nella pulizia delle testate cilindri per applicazioni di motori diesel pesanti.

Gestione robotizzata contemporanea di due pezzi

Il sistema comprende due robot FANUC in grado di gestire simultaneamente due testate cilindro, garantendo tempi di ciclo rapidi di 38 secondi per pezzo e una OEE ≥95% per la produzione su larga scala.

Tecnologia di Pulizia Multistadio

Il sistema combina la pulizia turbolenta, la pulizia dei tappi delle giacche d’acqua, la pulizia a punto fisso, la pulizia precisa delle giacche d’acqua, l’asciugatura con soffio d’aria e l’essiccazione a vuoto per una rimozione completa dei contaminanti da geometrie complesse della testata del cilindro.

Capacità ingegneristica a livello di sistema

L’azienda fornisce soluzioni complete, che vanno dallo sviluppo del processo di pulizia all’integrazione produttiva, inclusi il movimentamento robotizzato, la pulizia ad alta pressione, l’essiccazione a vuoto e la connettività con il sistema MES.

Ingegneria Personalizzata Non Standard

Ogni componente e linea di produzione presenta requisiti specifici. Big Bird Industrial offre soluzioni ingegneristiche personalizzate basate su:

• Analisi della struttura e del materiale del componente

• Sviluppo del processo di pulizia

• Progettazione personalizzata di attrezzature e automazione

• Integrazione del layout dello stabilimento e del flusso produttivo

La capacità aziendale di ingegneria non standard consente di personalizzare ogni sistema di pulizia in base alla geometria specifica dei componenti, ai requisiti di tempo di ciclo, agli standard di pulizia e al livello di automazione.

Conformità alle norme

Tutti gli apparecchi sono conformi agli standard ISO 13849, IEC 62061 (SIL3), GB 5226.1 e alle norme di sicurezza cinesi e internazionali applicabili. I recipienti a pressione sono certificati da autorità ispettive terze.

Domande frequenti

Quali componenti elabora questo sistema di pulizia?

Questo sistema è progettato per sottogruppi di testate cilindro per modelli di motori diesel pesanti.

Quali contaminanti possono essere rimossi?

Rimuove trucioli metallici, particelle derivanti dalla lavorazione, residui di fluido da taglio e contaminazione interna dai canali dell’olio, dai condotti del carburante, dalle prese di aspirazione/scarico e dalle giacche di raffreddamento.

Può pulire le giacche d’acqua e i canali dell’olio?

Sì. Il sistema combina la pulizia turbolenta, la pulizia dei tappi delle giacche d’acqua e la pulizia a punto fisso per raggiungere tutti i condotti interni, tra cui i canali dell’olio per le bilancieri, i canali di ritorno del carburante, i canali di ritorno dell’olio, le prese di aspirazione/scarico e le giacche d’acqua di raffreddamento.

Quali livelli di pulizia possono essere raggiunti?

Galleria olio per bilancieri ≤0,4 mg; galleria di ritorno carburante ≤1,5 mg; galleria di ritorno olio ≤7,3 mg; condotti di aspirazione/scarico ≤14,5 mg; giacca di raffreddamento ≤56 mg.

Supporta la produzione automatizzata con modelli misti?

Sì. Il riconoscimento del codice QR seleziona il programma di pulizia appropriato. I supporti e gli ugelli sono progettati per tutte le varianti. Non è richiesto alcun cambio manuale.

Qual è il tempo di ciclo?

Il sistema eroga ≤38 secondi per pezzo (76 s/2 pezzi), consentendo una produzione di ≥719 pezzi qualificati per turno di 8 ore.

Supporta l’integrazione con il sistema MES?

Sì. Sono pienamente supportate la comunicazione OPC UA, la tracciabilità tramite codice QR, l'acquisizione dei dati di produzione e l'interfaccia con il sistema MES.

Pulizia intermedia della testata cilindri nella produzione di motori diesel pesanti

La pulizia intermedia della testata del cilindro è un processo critico tra la lavorazione meccanica e le operazioni successive nella produzione di motori diesel pesanti. La geometria complessa delle testate—che comprende molteplici canali dell’olio, condotti del carburante, prese di aspirazione/scarico e giacche per il raffreddamento ad acqua—richiede tecnologie di pulizia avanzate per rimuovere i residui della lavorazione, i trucioli metallici e i contaminanti provenienti dai fluidi da taglio. I produttori moderni di motori richiedono livelli di pulizia rigorosi per i condotti interni, al fine di garantire prestazioni affidabili del motore, efficienza del carburante e conformità alle normative sulle emissioni.

Pulizia turbolenta per geometrie complesse delle testate del cilindro

La pulizia turbolenta garantisce una rimozione superiore dei contaminanti per geometrie complesse della testata del cilindro. Immerso il pezzo in un fluido di pulizia riscaldato e generando un flusso turbolento, questa tecnologia raggiunge i canali interni e i fori ciechi a cui la pulizia convenzionale a spruzzo non può accedere. Combinata con la pulizia dei tappi del giacimento d’acqua e con la pulizia a punto fisso, la pulizia turbolenta assicura la rimozione completa dei residui di lavorazione da tutte le superfici e dai canali interni.

Gestione robotizzata di due pezzi contemporaneamente per produzione ad alto volume

I sistemi robotizzati per la gestione simultanea di due pezzi consentono una produzione ad alto volume con tempi di ciclo rapidi. Due robot che gestiscono due pezzi contemporaneamente raggiungono tempi di ciclo di 38 secondi per pezzo, mantenendo costante la qualità della pulizia. Combinati con il riconoscimento del codice QR e con il cambio automatico di modello, questi sistemi supportano una produzione completamente automatica di modelli misti senza intervento manuale.

Tecnologia di filtrazione nella pulizia delle testate del cilindro

I sistemi di filtrazione efficaci sono fondamentali per mantenere una qualità costante della pulizia nella pulizia delle testate cilindri. Le configurazioni a tre stadi di filtrazione—che combinano filtri a tamburo, filtri ad autospurgo automatico e filtri a sacco—consentono un funzionamento continuo con sostituzioni dei filtri senza interruzioni. Un’accuratezza di filtrazione fino a 10 μm garantisce il mantenimento della qualità del fluido di pulizia, riducendo i rischi di recontaminazione e prolungando la vita utile del fluido.

Specifiche tecniche