大型ディーゼルエンジン用シリンダヘッド最終洗浄装置

ビッグバード・インダストリアル社製シリンダヘッド最終洗浄装置は、大型ディーゼルエンジン製造で使用されるアルミニウム製シリンダヘッドの最終洗浄を目的として開発されました。本装置は、最終組立前に切削残渣、切粉、切削油などの汚染物質を完全に除去し、フルオートメーションによるマルチモデル生産に対応します。

本装置は、設計・製造・据付・試運転を含むターンキーソリューションとして提供されます。

対応ワークピース

本装置は、自動車製造向けに複数のシリンダヘッド型式に対応しています：

すべての加工物は、自動車用エンジン向けアルミニウム製シリンダヘッドです。装置は、複数の型式に対応可能な単一グリッパー構成を採用しており、型式切り替えには位置決めピンやグリップファイガーなど、ごく少数の交換部品のみが必要です。

自動混流生産

本システムは、以下の機能を備えた完全自動混流生産をサポートします：

自動積載／自動缷載

• ガントリーロボットが加工物をローディングパレット上に配置

• ローディングスライドが加工物を装置入口へと搬送

• ロボットが入口位置から直接加工物を把持

• 空パレットは次のサイクルのためにローディング位置に戻ります

• ローディングステーションにおけるワークピースの向き検出

ロボットグリッパーの設計

• グリッパーに内蔵されたSMC防水シリンダー

• すべてのシリンダヘッド仕様に対応

• 定位ピンとフィンガーのみの交換で簡単な仕様切替

• 耐摩耗性・防錆性を備えた定位／クランプ部品

• クランプによりワークピースの変形や表面傷を防止

MESとの通信

このシステムはMESと連携し、生産追跡、データ収集、状態更新を実現します。

多段階洗浄プロセス

このシステムは、一連の生産工程において複数の洗浄技術を統合しています：

ステージ1：ローディング

ガントリーロボットがワークピースをローディングパレット上に配置します。ローディングスライドがワークピースを機械の入口まで移送します。ロボットがワークピースを把持し、洗浄室へと搬入します。ローディングステーションには、ワークピースの向き検出機能が備わっています。

第2工程：乱流洗浄（1.5 MPa）

ロボットがワークピースを把持し、あらかじめ洗浄液で満たされた乱流洗浄タンク内へと搬入します。ロボットは、ノズルから噴出する乱流がワークピースの全表面を確実に洗浄できるよう、ワークピースの向きを柔軟に変更します。漏斗型のタンク構造により、汚染液および切粉の迅速な排出が可能です。

乱流洗浄後、ドレインバルブが開いて汚染液を迅速に排出します。その後、ロボットがワークピースを固定式ノズルパネルの前へ正確に位置決めし、全表面を対象とした精密洗浄を行います。

第3工程：ウォータージャケットプラグ洗浄

ロボットがワークの姿勢を変えて、大口径ノズルへ正確に位置決めします。高流量洗浄液をウォータージャケット通路内に注入し、冷却空洞内の詰まりを完全に除去します。

ステージ4：高圧固定ポイント洗浄（35 MPa、最大53 MPa）

ロボットがワークを高圧洗浄用に位置決めします。高圧ポンプ（ウラカ社製、最大53 MPa、37 kW）により、以下の部位へ高圧洗浄を実施します。

• メインオイルギャラリー挿入部の洗浄

• 主要なオイル通路

• バルブガイドおよびバルブシート周辺

• 重要な機械加工面

ステージ5：傾斜排水

ロボットがワークの姿勢を変えて傾斜排水を行い、すべての内部通路および空洞から洗浄液を排出します。

ステージ6：乾燥

ロボットがワークを排出コンベアのパレット上に配置します。コンベアがワークを乾燥ステーションへと搬送し、そこで乾燥装置が表面の水分を除去します。

ステージ7：真空乾燥

ワークおよびパレットが真空チャンバー内へ搬送されます。上部の可動フードが下部の固定フードと密着して、密閉されたチャンバーを形成します。真空ポンプ（レーボルト社製）によりチャンバー内が減圧され、飽和蒸気温度が低下して、すべての表面および内部通路に残存する水分が蒸発します。

真空乾燥後、真空フードが開き、コンベアがワークをアンロードステーションへと搬送します。

ステージ8：アンロード

ワークがアンロード位置まで搬送されます。ガントリーロボットがワークを取り外します。空のパレットは下層コンベアを通じてロード位置へ戻ります。

高圧洗浄技術

本システムは、卓越した能力を備えた高圧洗浄機能を搭載しています：

技術的清浄度管理

自動車用エンジンの製造において、シリンダヘッド内部通路の清浄度は、エンジンの性能および信頼性に直接影響します。

本システムは、厳しい清浄度要件を満たすように設計されています：

高度なフィルトレーション管理

このシステムでは、2段階のフィルター方式を採用しています：

ろ過装置の構成：

• ステージ1: ドラムフィルター — 120 m³／h以上、50 μm以下、ナイロンメッシュ、自動逆洗機能および目詰まり検出／アラーム付き

• ステージ2: バッグフィルター — 30 m³／h以上、20 μm以下、不織布（予備1台＋稼働3台）、目詰まりアラームおよび手動交換機能付き

追加機能：

• ベルト式スキマーによる油水分離

• チップコンベア（スクレーパー式）およびチップカート付（排出高さ：1200 mm）

• チップおよび異物を迅速に除去するためのファンネル型タンク構造

ロボットシステム

スマート製造統合

このシステムは、包括的なデータ連携により、インダストリー4.0の要件をサポートします。

制御システム

• PROFINET通信対応のシーメンスS7-1200 PLC

• 12インチのシーメンスHMIタッチスクリーン

• 動作モード：手動／単一サイクル自動／全自動

データ取得

• 生産台数およびサイクルタイムの記録

• 設備異常監視

• 設備稼働率の追跡

オペレータインターフェース機能

• 動作モードの選択

• 洗浄パラメータの入力

• 生産情報の表示

• プロセス監視

• 故障診断およびアラーム履歴機能

• 状態表示用5色タワーライト（黄色／緑色／赤色／青色／白色）

アプリケーションケース

トータル洗浄ソリューション

ビッグバード・インダストリアルは、以下を含む包括的なエンジニアリングソリューションを提供します。

プロセス開発

• シリンダヘッドの部品分析

• 洗浄プロセスの設計

• 清浄度要件の評価

設備統合

• 乱流式洗浄装置

• ウォータージャケットプラグ洗浄

• 高圧洗浄（35 MPa、最大53 MPa）

• 真空乾燥技術

• 多段階フィルター管理

• 自動化された材料処理

スマート製造連携

• MESインターフェース（PROFINET）

• 生産データの取得

ビッグバード・インダストリアルを選ぶ理由

シリンダーヘッド洗浄実績

ビッグバード・インダストリアル社は、自動車用パワートレイン部品の高精度洗浄ソリューションを専門としており、大型ディーゼルエンジン向けシリンダーヘッド最終洗浄において豊富な実績を有しています。

高圧洗浄技術（35 MPa、最大53 MPa）

本システムは、ウラカ社製ポンプ技術を採用し、最大35 MPa（調整可能上限53 MPa）の高圧洗浄を実現。オイルギャラリー、バルブシート、その他の重要流路に付着した頑固な汚れを確実に除去します。

包括的な清掃プロセス

本システムは、乱流洗浄、ウォータージャケットプラグ洗浄、高圧洗浄、乾燥、真空乾燥を一貫した生産工程で統合しており、内部流路および外部表面のすべてを徹底的に清浄化します。

システムレベルのエンジニアリング能力

当社は、洗浄プロセスの開発から生産ラインへの統合まで、高圧洗浄、真空乾燥、自動搬送を含むトータルソリューションを提供します。

カスタマイズ型非標準エンジニアリング

各部品および生産ラインには、それぞれ固有の要件があります。ビッグバード・インダストリアル社は、以下の要素に基づき、カスタマイズされたエンジニアリングソリューションを提供します。

• 部品の構造および材質分析

• 洗浄プロセスの開発

• 専用治具および自動化装置の設計

• 工場レイアウトおよび生産フローへの統合

当社の非標準エンジニアリング能力により、各洗浄システムを、対象部品の形状、サイクルタイム要件、清浄度基準、および自動化レベルに応じて最適化できます。

よくある質問

この洗浄システムで処理する部品は何ですか？

このシステムは、自動車エンジン製造で使用されるアルミニウム製シリンダーヘッド向けに設計されています。

除去可能な汚染物質は？

ウォータージャケット、オイルギャラリー、オイルキャビティ、吸気／排気ポート、燃焼室、スパークプラグ周辺などから、金属切屑、切削油残留物、および微粒子状の汚染物質を除去します。

使用可能な洗浄圧力はどの程度ですか？

頑固な汚れを効果的に除去するため、最大35 MPa（調整可能範囲：最大53 MPa）の高圧洗浄を実現します。

どの程度の清浄度が達成できますか？

ウォータージャケット：25 mg以下；オイルギャラリー：5 mg以下；オイルキャビティ：20 mg以下；ポートおよび燃焼室：8 mg以下。

自動化された多品種混流生産に対応していますか？

はい。グリッパーの構造により、定位ピンおよびグリップファイガーの簡単な交換だけで、複数のバリエーションに対応できます。

標準的なサイクル時間はどのくらいですか？

はい。1個あたり240秒以内（ローディング／アンローディングを含む30秒を含む）で処理可能です。生産ラインの要件に応じてカスタマイズできます。

MESとの連携は可能ですか？

はい。PROFINET通信および生産データの取得が完全にサポートされています。

自動車製造におけるシリンダヘッドの最終洗浄

シリンダーヘッドの最終洗浄工程は、自動車用エンジン製造における機械加工と組立の間で極めて重要なプロセスです。油路、ウォータージャケット、吸気・排気ポート、燃焼室、バルブ座面など、複雑な形状を持つシリンダーヘッドでは、機械加工後の残留物、金属粉、切削油などの汚染物質を確実に除去するため、高度な洗浄技術が求められます。高圧洗浄装置は、こうした重要部品から頑固な汚れを徹底的に除去するのに必要な洗浄力を提供します。

シリンダーヘッド部品向け高圧洗浄（35 MPa）

35 MPa（最大53 MPa）の高圧洗浄により、シリンダーヘッド部品の汚染物質をより確実に除去できます。この極限の圧力は、従来の洗浄では到達しにくい油路やバルブ座面、その他の重要流路に付着した頑固な粒子を効果的に剥離します。URACA社製ポンプ技術を採用し、圧力を可変制御することで、部品ごとの要求仕様に応じた安定した洗浄品質を実現します。

ウォータージャケットプラグ洗浄技術

ウォータージャケットプラグ洗浄は、冷却通路内の汚染物質を確実に除去します。大口径ノズルから高流量の洗浄液をウォータージャケット通路内に直接注入することで、従来のスプレーウォッシュでは到達できない複雑な冷却空洞形状内の汚染物質を効果的に洗い流します。

シリンダーヘッド洗浄におけるフィルトレーションと洗浄液管理

シリンダーヘッド洗浄においては、洗浄品質を維持するための効果的なフィルトレーションが不可欠です。ドラムフィルターとバッグフィルターを組み合わせた2段階フィルトレーション構成により、待機状態でのフィルター交換が可能な連続運転を実現します。20 μmまでの高精度フィルトレーションにより、洗浄液の品質を確保し、再汚染リスクを低減するとともに、洗浄液の寿命を延長します。

技術仕様