자동차 실린더 헤드 중간 세정 시스템

빅버드 인더스트리얼 실린더 헤드 중간 세정 시스템은 중형 디젤 엔진 제조에 사용되는 실린더 헤드의 가공 후 세정을 위해 개발되었다. 이 시스템은 후속 공정 이전에 가공 잔여물을 제거하며, 수동 교체 없이 완전 자동 혼합 모델 생산을 지원한다.

이 장비는 설계, 제조, 설치, 시운전을 포함한 턴키 솔루션으로 제공된다.

작업물 적용 분야

이 시스템은 중형 디젤 엔진 제조를 위한 다양한 실린더 헤드 변형을 처리할 수 있다.

모든 작업물은 중형 디젤 엔진 용도의 실린더 헤드 서브어셈블리이다. 이 시스템은 수동 교체 없이 완전 자동 혼합 모델 생산을 지원한다.

자동 혼합 모델 생산

이 시스템은 다음 기능을 갖춘 완전 자동 혼류 생산을 지원함.

QR 코드 인식

QR 코드 스캐닝 장치가 작업물 적재 시 자동으로 식별 정보를 읽어들입니다. 시스템은 QR 코드 정보에 따라 적절한 세정 프로그램을 자동으로 선택합니다. 저장 용량은 최대 256종의 부품 번호 변형을 지원합니다. 추가로 생산 추적성을 위해 자동 바코드 프린터(2대)가 구성되어 있습니다.

이중 작업물 처리

이 시스템은 실린더 헤드 2개를 동시에 처리할 수 있는 6축 로봇 2대를 갖추고 있어, 사이클 타임을 두 조각당 76초(조각당 38초)로 유지하면서 생산 효율을 2배로 높입니다.

자동 모델 전환

지그, 노즐, 위치 결정 부품은 모든 실린더 헤드 변형을 수동 개입 없이 처리할 수 있도록 설계되었습니다. 지그의 위치 고정 면에는 칩으로 인한 작업물 손상을 방지하기 위한 자동 세정 기능이 적용되어 있습니다.

MES 통신

이 시스템은 자동차 OEM의 일반 기술 요구사항에 따라 MES와 연동되어 생산 추적, 데이터 수집, 상태 업데이트 기능을 제공함.

다단계 세척 공정

이 시스템은 이중 작업물 처리 방식을 채택한 9단계 자동화 세정 순서로, 여러 가지 세정 기술을 통합합니다.

1단계: 적재(1ST)

상류 컨베이어가 공작물을 세정 시스템의 로딩 롤러 컨베이어로 이송한다. 컨베이어는 공작물을 기계 입구로 운반한다. QR 코드 스캐너(COGNEX)가 공작물 모델을 식별한다.

입구에는 두 개의 공작물 위치 지정 포인트가 있다. 리프트 앤드 로테이트 메커니즘이 두 개의 공작물을 들어 올린 후 180도 회전시켜, 로봇이 두 개의 실린더 헤드를 동시에 세정 챔버 내로 집게할 수 있도록 한다. 로딩 컨베이어는 PZR 롤러 설계를 채택하였다.

로딩 위치에 운영자 점검 스테이션을 설치하였다.

단계 2: 난류 세정(2ST) — 1.5 MPa

로봇 #1이 두 개의 공작물을 집게한 후 미리 세정액으로 채워진 난류 세정 탱크로 이동시킨다. 로봇은 공작물의 방향을 유연하게 변경하면서 주변 노즐에서 분사되는 난류가 모든 표면을 세정하도록 한다.

단계 3: 워터 재킷 플러그 세정(3ST) — 1.5 MPa

난류 세정 후, 탱크 배수 밸브가 열려 빠른 배수가 이루어진다. 로봇은 작업물을 대구경 노즐에 정확히 위치시켜 워터 재킷 플러그 세정을 수행함으로써 냉각 통로를 철저히 세정한다.

4단계: 고정점 세정(4ST) — 1.5 MPa

워터 재킷 플러그 세정 후, 작업물은 고정점 노즐 패널에 위치된다. 각 노즐은 실린더 헤드의 해당 구멍과 정밀하게 정렬되어 모든 통로에 집중적인 세정이 이루어지도록 한다. 로봇은 작업물의 방향을 변경하여 각 표면을 해당 노즐 패널과 정확히 정렬시키고, 세정 펌프는 다음 사이클을 위해 난류 탱크에 계속해서 물을 공급한다.

5단계: 워터 재킷 정밀 세정(5ST) — 0.6 MPa

로봇 #1이 이 공정에서 두 개의 부품을 동시에 위치 고정 팔레트 위에 올려놓는다. 실린더가 노즐을 뻗어 워터 재킷 플러그 세정을 수행하면서 동시에 부품 전체에 정밀 세정을 실시한다. 이 공정은 정밀 세정 시간을 늘리기 위해 두 개의 위치를 갖추고 있다. 로봇 #1이 한 위치에 부품을 올려놓는 동안, 로봇 #2는 다른 위치에서 이미 세정 완료된 부품을 꺼낸다. 이 공정은 독립적인 물 탱크, 펌프 및 여과 시스템을 갖춘다.

6단계: 고정 지점 바람 건조(6ST) — 0.2–0.4 MPa

로봇 #2가 부품을 잡고 블로우드라이어 정거장으로 이동시킨다. 이동 중 로봇은 기울기 배수를 위해 부품의 방향을 바꾼다. 그런 다음 로봇은 모든 구멍과 통로에 정확히 블로우드라이어를 가하기 위해 부품을 고정 노즐 박스에 정확히 위치시킨다. 각 표면에는 대응하는 노즐 패널이 있다. 고정 지점 블로우드라이어 후, 로봇은 부품 전체 표면을 스캔하며 블로우드라이어를 수행한다. 건조 완료 후, 로봇 #2는 부품을 기계 출구에 설치된 중력 롤러 컨베이어 위에 올려놓고, 동시에 이송 바가 두 부품을 다음 공정으로 이동시킨다.

공정 7: 2차 블로우드라이어 (7ST)

이송 바가 중력 롤러 컨베이어를 통해 두 개의 부품을 2차 블로우드라이어 챔버 안으로 이동시킨다. 상부 실린더가 노즐 박스를 확장하여 부품 전체에 대해 고정 지점 스캔 블로우드라이어를 수행한다. 2차 블로우드라이어 후, 이송 바가 두 부품을 동시에 다음 공정으로 이동시킨다.

공정 8: 진공 건조 (8ST)

이동 바가 중력 롤러 컨베이어를 통해 두 개의 작업물을 진공 챔버로 이송한다. 상부 이동식 후드가 하부 고정식 후드와 닫혀 밀폐된 챔버를 형성한다. 진공 펌프가 챔버 내부를 배기하여 포화 증기 온도를 낮추고, 부품 표면에 남아 있는 잔여 습기를 증발시킨다. 진공 건조 후 챔버가 대기압으로 복귀하고, 후드가 열리며 이동 바가 두 작업물을 다음 공정으로 이송한다.

단계 9: 하역 (9ST)

이동 바가 두 개의 작업물을 중력 롤러 컨베이어를 통해 하역 공정으로 이송한다. 도착 시 중력 컨베이어가 하강하여 작업물을 모터 구동 컨베이어로 전달하고, 이후 각 작업물은 하류 장비로 개별적으로 이송된다. 운영자 검사 공정이 별도로 마련되어 있다. 하역용 컨베이어는 PZR 롤러 설계를 채택하였으며, 작업물 존재 감지 기능을 갖춘다.

기술적 청결도 관리

중형 디젤 엔진 제조에서는 내부 통로의 청결도가 엔진 신뢰성과 성능에 직접적인 영향을 미친다.

이 시스템은 각 실린더 헤드 통로에 대해 엄격한 청결도 요구사항을 충족하도록 설계되었습니다:

첨단 여과 관리

이 시스템은 세 단계 필터링 방식을 적용한 세척 회로와 두 단계 필터링 방식을 적용한 정밀 세척 회로를 사용한다.

세척 회로 필터링 (세 단계):

• 단계 1: 드럼 필터 — 1,500 L/분, 50 μm, 스테인리스강 메시, 자동 역세척 및 칩 카트 장착

• 단계 2: 자동 역세척 필터 — 30 μm, 역세척 자석 분리기 장착

• 3단계: 백 필터 — 900 L/분, 10 μm, 부직포 재질 (예비 1대 + 운전 중 1대), 막힘 경보 기능

정밀 세척 회로 필터링 (두 단계):

• 단계 1: 바스켓 필터 — 300 L/분, 40 메시, 나일론 메시, 막힘 경보 기능

• 단계 2: 백 필터 — 300 L/분, 10 μm, 부직포 재질 (예비 1대 + 운전 중 2대), 막힘 경보 기능

여과 기능:

• 모든 필터는 HMI에 막힘 경보를 표시하는 기능을 갖추고 있다.

• 필터 교체 시 정상적인 장비 작동에 영향 없음

• 청소액과 칩 및 폐기 잔여물의 자동 분리

• 칩 폐기 용이성을 위한 이동식 칩 카트

로봇 시스템

이 시스템은 효율적인 이중 공작물 취급을 위해 두 대의 파나크 로봇을 사용한다.

지능형 제조 통합

이 시스템은 포괄적인 데이터 연결을 통해 산업 4.0 요구 사항을 지원함:

MES 통신

• OPC UA 프로토콜 지원

• QR 코드 기반 작업물 추적

• 생산 상태 업데이트

데이터 수집

• 설비 이상 감시(시간, 빈도)

• 생산 수량 및 사이클 타임 기록

• 설비 가동률 추적

• 전력 소비 모니터링(SIEMENS 스마트 미터)

운영자 인터페이스

• 15인치 TFT 컬러 터치스크린(최소 사양)

• 중국어 언어 인터페이스

• 작업물 정보 표시

• 청소 프로그램 선택

• 청소 진행 상황 모니터링

• 온도 및 압력 표시

• 고장 진단 및 경보 표시(문제 해결 안내 포함)

• 탱크 액체 수위 모니터링 및 경보

스마트 기능

• 정해진 간격으로 자동 윤활

• HMI 상의 자동 정비 알림

• 원격 진단 기능

응용 사례

완전한 세정 솔루션

빅버드 인더스트리얼은 다음을 포함한 포괄적인 엔지니어링 솔루션을 제공합니다:

공정 개발

• 실린더 헤드 부품 분석

• 세정 공정 설계

• 청결도 요구사항 평가

장비 통합

• 이중 공작물 처리 기능을 갖춘 로봇 세척 시스템

• 난류 세척 기술

• 워터 재킷 플러그 세척 시스템

• 고압 정점 세척

• 진공 건조 기술

• 다단계 여과 관리

• 자동화된 물류 처리

스마트 제조 연결

• MES 인터페이스(OPC UA)

• QR 코드 추적성

• 생산 데이터 수집

빅 버드 인더스트리얼을 선택해야 하는 이유

중형 및 대형 엔진 부품 분야의 풍부한 경험

빅 버드 인더스트리얼은 중형 및 대형 디젤 엔진용 실린더 헤드를 포함한 자동차 파워트레인 부품 정밀 세정 솔루션 전문 기업으로, 검증된 실적을 보유하고 있다.

이중 공작물 로봇 핸들링

이 시스템은 두 대의 FANUC 로봇을 탑재하여 실린더 헤드 두 개를 동시에 처리할 수 있으며, 한 개당 사이클 타임은 38초, OEE는 ≥95%로 대량 생산에 적합하다.

다단계 청소 기술

이 시스템은 난류 세정, 워터 재킷 플러그 세정, 고정점 세정, 워터 재킷 정밀 세정, 블로우 드라이, 진공 건조를 결합하여 복잡한 실린더 헤드 형상 내 오염 물질을 포괄적으로 제거한다.

시스템 수준 엔지니어링 역량

해당 기업은 로봇 핸들링, 고압 세정, 진공 건조, MES 연동을 포함한 세정 공정 개발부터 양산 적용까지 완전한 솔루션을 제공한다.

맞춤형 비표준 엔지니어링

각 부품과 생산 라인은 고유한 요구 사항을 지닙니다. 빅 버드 인더스트리얼은 다음 기반에서 맞춤형 엔지니어링 솔루션을 제공합니다:

• 부품 구조 및 재료 분석

• 청소 공정 개발

• 맞춤형 피ixture 및 자동화 설계

• 공장 배치 및 생산 흐름 통합

해당 기업의 비표준 엔지니어링 역량을 통해 각 세정 시스템을 특정 부품 형상, 사이클 타임 요구사항, 청결도 기준, 자동화 수준에 맞게 맞춤형으로 설계할 수 있다.

표준의 준수

모든 장비는 ISO 13849, IEC 62061(SIL3), GB 5226.1 및 관련 중국 및 국제 안전 기준을 준수한다. 압력 용기는 제3자 검사 기관의 인증을 획득하였다.

자주 묻는 질문

이 세정 시스템은 어떤 부품을 처리하나요?

이 시스템은 중형 디젤 엔진 모델용 실린더 헤드 서브어셈블리를 위해 설계되었다.

제거 가능한 오염 물질은 무엇인가요?

이 시스템은 오일 갤러리, 연료 통로, 흡기/배기 포트, 냉각 재킷 내 금속 칩, 가공 입자, 절삭유 잔여물 및 내부 오염 물질을 제거한다.

워터 재킷과 오일 갤러리를 세정할 수 있나요?

네. 이 시스템은 난류 세정, 워터 재킷 플러그 세정, 고정점 세정을 결합하여 록커 암 오일 갤러리, 연료 회류 갤러리, 오일 회류 갤러리, 흡기/배기 포트, 냉각수 워터 재킷 등 모든 내부 통로에 도달한다.

어떤 청결도 수준을 달성할 수 있습니까?

락커 암 오일 갤러리 ≤0.4mg; 연료 리턴 갤러리 ≤1.5mg; 오일 리턴 갤러리 ≤7.3mg; 흡기/배기 포트 ≤14.5mg; 냉각 재킷 ≤56mg.

자동화된 혼류 생산을 지원하나요?

예. QR 코드 인식을 통해 적절한 세정 프로그램이 자동 선택됩니다. 고정장치 및 노즐은 모든 변형에 대응하도록 설계되었으며, 수동 전환 작업이 필요하지 않습니다.

사이클 타임은 얼마입니까?

시스템은 부품당 ≤38초(2개당 76초)를 제공하며, 8시간 교대 근무 시 최소 719개의 양호 부품 생산을 지원합니다.

MES 연동을 지원하나요?

예. OPC UA 통신, QR 코드 추적성, 생산 데이터 수집, MES 인터페이스를 모두 지원합니다.

중형 디젤 엔진 제조 공정에서의 실린더 헤드 중간 세척

실린더 헤드 중간 세정은 중형 디젤 엔진 제조 공정에서 가공과 후속 공정 사이에 위치하는 핵심 공정이다. 실린더 헤드는 다수의 오일 갤러리, 연료 통로, 흡기/배기 포트, 냉각수 재킷 등 복잡한 형상을 지니고 있어, 기계 가공 잔여물, 금속 칩, 절삭유 오염물질을 제거하기 위해 고도화된 세정 기술이 필요하다. 최신 엔진 제조사들은 내부 통로의 철저한 청결도를 요구하며, 이는 엔진의 신뢰성 있는 작동, 연비 향상, 배출가스 규제 준수를 보장하기 위한 필수 조건이다.

복잡한 실린더 헤드 형상에 대한 난류 세정

난류 세정은 복잡한 실린더 헤드 형상에 대한 우수한 오염물 제거 성능을 제공한다. 가열된 세정액에 작업물을 완전히 담그고 난류 흐름을 생성함으로써, 기존 스프레이 세정 방식이 도달할 수 없는 내부 통로 및 맹공(맹구멍)까지도 효과적으로 세정할 수 있다. 물조끼 플러그 세정 및 고정점 세정과 결합하면, 모든 표면과 내부 통로에 남아 있는 가공 잔여물을 철저히 제거할 수 있다.

로봇 이중 작업물 취급 시스템을 통한 대량 생산

로봇 이중 작업물 취급 시스템은 짧은 사이클 타임을 통해 대량 생산을 가능하게 한다. 두 대의 로봇이 동시에 두 개의 작업물을 취급함으로써, 조각당 38초의 사이클 타임을 달성하면서도 일관된 세정 품질을 유지한다. QR 코드 인식 및 자동 모델 전환 기능과 결합하면, 수작업 개입 없이 완전 자동화된 혼합 모델 생산을 지원한다.

실린더 헤드 세정용 여과 기술

효과적인 여과 시스템은 실린더 헤드 세정 과정에서 일관된 세정 품질을 유지하는 데 필수적이다. 드럼 필터, 자동 역세척 필터, 백 필터를 조합한 3단계 여과 구성을 통해 필터 교체 중에도 연속 작동이 가능하다. 10 μm 수준의 고정밀 여과는 세정액의 품질을 지키고, 재오염 위험을 줄이며, 세정액 수명을 연장한다.

기술 사양