大型ディーゼルエンジン用シリンダーヘッド・ロボット洗浄システム

ビッグバード・インダストリアル社製シリンダーヘッド・ロボット洗浄システムは、大型ディーゼルエンジン製造で使用されるシリンダーヘッドの機械加工後の洗浄を目的として開発されました。本システムは最終組立前の機械加工残留物を除去し、手動での切替作業を必要としない完全自動マルチモデル生産に対応しています。

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

本システムは、マルチモデル生産に対応するため、複数のシリンダーヘッド仕様を収容可能です：

すべての部品は、大型ディーゼルエンジン用シリンダーヘッド・サブアセンブリです。

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：

QRコード認識

QRコード読み取り装置が、部品の載置時に自動的に識別情報を読み取ります。システムはQRコード情報に基づいて適切な洗浄プログラムを選択します。記憶容量は最大256種類の品番に対応可能です。

2.5次元画像検査

2.5次元ビジョンシステム（2次元カメラ＋レーザー距離計、コグネックス社製）により、部品の位置および姿勢を自動認識し、ロボットがそれに応じて把持姿勢を調整します。

不良／良品の仕分け

システムが搬入ステーションで不良部品を自動的に検出し、リジェクトコンベアへと振り分け、ロボットにより積み上げて排出します。また、MESインターフェースを通じて部品の生産状況を更新します。

自動モデル切替

治具、ノズル、位置決め部品は、手作業による介入を必要とせず、すべてのシリンダヘッド型式に対応するよう設計されています。

多段階洗浄プロセス

本システムでは、複数の洗浄技術を効率的な生産フローに組み合わせています：

第1工程：乱流洗浄＋固定ポイント高圧洗浄（1.5 MPa）

6軸ロボットがシリンダーヘッドを、あらかじめ水が満たされた洗浄槽に搬送します。ロボットは、ノズルによる乱流洗浄中にワークの姿勢を柔軟に変更します。

乱流洗浄後、槽の排水バルブが開いて迅速に排水します。その後、ロボットが各ワーク面を対応するノズルボックスと正確に位置合わせし、固定ポイント洗浄を行います。すべての穴およびオイルギャラリーに集中して洗浄します。

ステージ2：スプレーすすぎ（1.0 MPa）

ロボットがワークを、独立したタンクおよびフィルター装置を備えたすすぎステーションへ搬送します。周囲のノズルが、部品全体を包括的にスプレーすすぎします。

ステージ3：固定ポイントブローダイリング（0.2～0.4 MPa）

このステーションへの搬送中、ロボットはワークを傾斜させて排水を促します。その後、ロボットが各面をノズルボックスと正確に位置合わせし、すべての穴および通路に対して固定ポイントおよびスキャン式のブローダイリングを行います。

ステージ4：二次ブローダイリング（0.2～0.4 MPa）

ノズルボックスが上部から下降し、二次固定ポイント吹き付けおよびスキャン吹き付け乾燥を行って、水分を完全に除去します。

ステージ5：真空乾燥

ワークピースが真空チャンバー内に入ります。上部の可動フードが下部の固定フードと密着して密閉チャンバーを形成します。真空ポンプによりチャンバー内の圧力を低下させ、飽和蒸気温度を下げることで、部品表面に残った水分を蒸発させます。

ステージ6：冷却

ワークピースはシステムから排出される前に、室温±5°Cまで冷却され、後工程の組立作業における安全な取扱いを確保します。

技術的清浄度管理

現代のエンジン製造において、内部流路の清浄度はエンジンの信頼性および性能に直接影響します。

本システムは、各シリンダヘッド流路に対して厳格な清浄度要件を満たすよう設計されています：

高度なフィルトレーション管理

このシステムは、洗浄およびすすぎ回路向けに独立した4段階フィルター方式を採用しています。

洗浄回路のフィルトレーション：

• ステージ1: ドラムフィルター — 1,500 L／分、50 μm、ステンレス鋼製メッシュ

• ステージ2: サイクロンセパレーター — 1,400 L／分

• 第3段階： 自動バックフラッシュフィルター — 1,330 L／分、30 μm、自動バックフラッシュ機能付き、およびバックフラッシュ流体用の独立型磁気分離器

• ステージ4： バッグフィルター — 1,500 L／分、10 μm、圧力スイッチによる自動アラーム機能付き（運転用1台＋予備1台で、バッグ交換中も連続運転可能）

すすぎ回路のろ過：

• ステージ4： バッグフィルター — 300 L／分、10 μm、圧力スイッチによる自動アラーム機能付き

ロボットシステム

本システムでは、複数台のファナック製ロボットを採用しています：

すべてのロボットは、高温・高圧洗浄環境に対応するIP67保護を実現。ロボットグリッパーには、空気圧による自己ロック機能（空気圧喪失時に部品を自動で保持）および湿気侵入防止のためのエアシール保護が備わっています。安全率として20％の余裕荷重を確保しています。

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。

MESとの通信

• OPC UAプロトコル対応

• QRコードによるワークピース追跡

• 生産状況のリアルタイム更新

データ取得

• 設備異常監視（発生時刻・発生頻度）

• 生産台数およびサイクルタイムの記録

• 設備稼働率の追跡

• 電気キャビネットの温度および湿度

• 電力消費量の監視（SIEMENSスマートメーター）

オペレータ管理

• 3段階のアクセス制御（オペレータ／保守担当者／監督者）

• オペレータのログイン／ログアウトとシフト記録

追跡可能性

• 荷役時のQRコードスキャン

• MESによる部品生産状況の追跡

• パレット管理用の統合バーコード生成

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

• 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

• ロボット洗浄ステーション

• 高圧洗浄システム

• 真空乾燥技術

• 自動化された材料処理

• 多段階フィルター管理

スマート製造連携

• MESインターフェース（OPC UA）

• QRコードによるトレーサビリティ

• 生産データの取得

• IIoT連携

ビッグバード・インダストリアルを選ぶ理由

大型エンジン部品分野における豊富な実績

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洗浄において実績を有しています。

大量生産向けソリューション

本システムは、1個あたり18秒という短いサイクルタイムと、設備総合効率（OEE）95％以上を実現し、複数のシリンダーヘッド仕様に対応した自動混流切替機能を備えた、24時間365日連続運転をサポートします。

システムレベルのエンジニアリング能力

同社は、洗浄プロセスの開発から量産導入までを一貫して提供しており、ロボットハンドリング、高圧洗浄、真空乾燥、スマートなトレーサビリティ、および製造実行システム（MES）との連携を含む包括的な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

当社の非標準的な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、自動化レベルに応じて個別に最適化できます。これにより、標準機器では実現できないソリューションを提供します。

技術的清浄度に関する専門知識

最新のエンジン製造では、表面の洗浄だけでなく、内部通路の清浄度も厳密に管理する必要があります。ビッグバード・インダストリアルでは、残留粒子の制御、オイルギャラリーの清浄度、工程の安定性、生産履歴のトレーサビリティに焦点を当てたソリューションを開発しています。

基準の遵守

すべての装置は、ISO 13849、IEC 62061（SIL3）、GB 5226.1および適用される中国国内および国際的な安全規格を満たしています。圧力容器は第三者検査機関による認証を取得しています。

よくあるご質問

この洗浄システムで処理する部品は何ですか？

本システムは、大型ディーゼルエンジン用シリンダーヘッドのサブアセンブリ向けに設計されています。

除去可能な汚染物質は？

金属の切りくず、機械加工時の微粒子、切削油の残留物、接着剤の残留物、およびオイルギャラリー、燃料通路、吸排気ポート、冷却ジャケット内の内部汚染物を除去します。

内部のオイルギャラリーおよび通路を洗浄できますか？

はい。本システムは乱流洗浄、定点高圧洗浄（1.5 MPa）、真空乾燥を組み合わせることで、ロッカーアームオイルギャラリー、燃料リターンギャラリー、オイルリターンギャラリー、吸排気ポート、冷却水ジャケットなど、すべての内部通路に到達します。

どの程度の清浄度が達成できますか？

ロッカーアームオイルギャラリー：0.4 mg以下、燃料リターンギャラリー：1.5 mg以下、オイルリターンギャラリー：7.3 mg以下、吸排気ポート：14.5 mg以下、冷却ジャケット：56 mg以下。ボウルプラグおよびプッシュロッドブッシング部には接着剤の残留がありません。

自動化された多品種混流生産に対応していますか？

はい。このシステムは、複数のシリンダーヘッド仕様を自動的に処理します。QRコード認識により、適切な洗浄プログラムが選択されます。治具およびノズルは、すべての仕様に対応して設計されており、手動での切替作業は不要です。

サイクルタイムはどのくらいですか？

このシステムでは、1個あたり18秒以下（2個同時処理で36秒）を実現し、8時間稼働で228個以上の良品生産をサポートします。

MESとの連携は可能ですか？

はい。OPC UA通信、QRコードによるトレーサビリティ、生産データの取得、およびMESインターフェースを完全にサポートしています。

大型ディーゼルエンジン製造におけるシリンダーヘッド洗浄

シリンダーヘッドの洗浄は、大型ディーゼルエンジン製造において、機械加工と組立の間で極めて重要な工程です。オイルギャラリー、燃料通路、吸気・排気ポート、冷却水ジャケットなど、複雑な形状を有するシリンダーヘッドでは、機械加工残渣、金属切屑、切削油汚染物質などを確実に除去するために、高度な洗浄技術が求められます。現代のエンジンメーカーでは、内部通路の清浄度について厳格な基準が定められており、これはエンジンの信頼性、燃費性能、および排出ガス規制への適合を確保する上で不可欠です。

多品種エンジン生産に対応したロボット式フレキシブル洗浄

現代の製造現場ではエンジンモデルの多様化が進む中、ロボットによる柔軟な洗浄システムが効率的な生産に不可欠となっています。6軸ロボットを活用することで、ワークの位置を柔軟に調整し、ノズルを多角度から正確に指向させる適応型洗浄が可能になります。さらにQRコード認識とビジョン検査を組み合わせることで、手作業による切替を必要としない完全自動の混流生産を実現し、複数のワークバリエーションにおいても一貫した洗浄品質を確保します。

自動車パワートレイン向け大容量洗浄ソリューション

自動車パワートレイン部品の洗浄には、洗浄品質と高生産性の両立が求められます。最新の大容量洗浄ソリューションでは、乱流洗浄、定点高圧洗浄、スプレーリンス、真空乾燥をコンパクトな工程で統合し、1個あたり18秒という短いサイクルタイムを達成しながら、厳しい清浄度要件を満たします。設備総合効率（OEE）95％以上を実現することで、24時間365日連続運転が可能な生産体制を支えます。

産業用部品洗浄におけるフィルター技術

効果的なフィルター装置は、産業用部品洗浄における洗浄品質の安定性を維持する上で不可欠です。ドラムフィルター、サイクロンセパレーター、自動バックフラッシュフィルター、バッグフィルターを組み合わせた4段階フィルター構成により、フィルター交換を停止せずに連続運転が可能です。フィルター精度は10μmまで達し、洗浄液の品質を保ち、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