System do pośredniego czyszczenia główek cylindrowych w przemyśle motocyklowym

Przemysłowy system do pośredniego czyszczenia główek cylindrowych Big Bird został opracowany do czyszczenia po obróbce główek cylindrowych stosowanych w produkcji silnych silników wysokoprężnych. System usuwa pozostałości po obróbce przed kolejnymi procesami i obsługuje w pełni automatyczną produkcję mieszankową bez ręcznej wymiany narzędzi.

Urządzenie jest dostarczane jako kompleksowe rozwiązanie klucz-w-rękę, obejmujące projektowanie, produkcję, instalację oraz uruchomienie.

Zastosowania przedmiotów obrabianych

System obsługuje wiele wariantów główek cylindrowych przeznaczonych do produkcji silnych silników wysokoprężnych:

Wszystkie elementy robocze to podzespoły główek cylindrowych przeznaczone do zastosowań w silnych silnikach wysokoprężnych. System obsługuje w pełni automatyczną produkcję mieszankową bez ręcznej wymiany narzędzi.

Automatyczna produkcja mieszana

System obsługuje w pełni automatyczną produkcję mieszaną z następującymi możliwościami:

Rozpoznawanie kodów QR

Urządzenia do skanowania kodów QR automatycznie odczytują identyfikację przedmiotu roboczego po jego załadowaniu. System wybiera odpowiedni program czyszczenia na podstawie informacji zawartych w kodzie QR. Pojemność pamięci obsługuje do 256 wariantów numerów części. Dodatkowo skonfigurowano dwie jednostki automatycznego drukarki kodów kreskowych w celu zapewnienia śledzalności produkcji.

Obsługa dwóch przedmiotów roboczych jednocześnie

System wyposażony jest w dwa roboty 6-osowe, zdolne do jednoczesnej obsługi dwóch główek cylindrowych, co podwaja wydajność produkcji przy czasie cyklu wynoszącym 76 sekund na dwie sztuki (38 sekund na jedną sztukę).

Automatyczna zmiana modelu

Uchwyty, dysze i elementy pozycjonujące zaprojektowano tak, aby mogły obsługiwać wszystkie warianty główek cylindrowych bez konieczności interwencji ręcznej. Powierzchnie lokalizacyjne uchwytów są wyposażone w funkcję automatycznego czyszczenia, zapobiegając uszkodzeniom przedmiotów roboczych spowodowanym wiórkami.

Komunikacji z systemem MES

System komunikuje się z systemem MES w celu śledzenia produkcji, pozyskiwania danych oraz aktualizacji statusu zgodnie z ogólnymi wymaganiami technicznymi producenta samochodów.

Wieloetapowy proces czyszczenia

System łączy wiele technologii czyszczenia w dziewięcioetapowej, zautomatyzowanej sekwencji z jednoczesną obsługą dwóch przedmiotów roboczych:

Etapa 1: załadunek (1ST)

Górny transporterek przekazuje przedmiot roboczy do transportera wałkowego ładowania systemu czyszczącego. Transporter przewozi przedmiot roboczy do wejścia maszyny. Skaner kodów QR (COGNEX) identyfikuje model przedmiotu roboczego.

Wejście wyposażone jest w dwa punkty pozycjonowania przedmiotów roboczych. Mechanizm podnoszenia i obrotu podnosi i obraca o 180° dwa przedmioty robocze, umożliwiając robotowi jednoczesne chwytanie obu główek cylindrowych i umieszczanie ich w komorze czyszczącej. Transporter ładowania wyposażony jest w wałki typu PZR.

Na stanowisku ładowania zaprojektowano stację inspekcyjną obsługiwana przez operatora.

Etapa 2: Czyszczenie turbulentne (2ST) — 1,5 MPa

Robot nr 1 chwyta dwa przedmioty robocze i przenosi je do zbiornika czyszczenia turbulentnego, który został wcześniej napełniony cieczą czyszczącą. Robot elastycznie zmienia orientację przedmiotów roboczych, podczas gdy dysze otaczające kierują strumieniem turbulentnym w celu oczyszczenia wszystkich powierzchni.

Etapa 3: Czyszczenie wkładów płaszcza wodnego (3ST) — 1,5 MPa

Po intensywnym czyszczeniu zawór odpowietrzający zbiornika otwiera się, umożliwiając szybkie opróżnienie. Robot umieszcza elementy robocze przy dyszach o dużym średnicy w celu czyszczenia korek przewodów chłodzących, zapewniając dokładne oczyszczenie kanałów chłodzenia.

Etap 4: Czyszczenie w ustalonych punktach (4ST) — 1,5 MPa

Po czyszczeniu korek przewodów chłodzących elementy robocze są umieszczane przy panelach dysz punktowych. Każda dysza jest precyzyjnie wyrównana z odpowiednimi otworami w głowicy cylindra, co zapewnia skierowane czyszczenie wszystkich kanałów. Robot zmienia orientację elementów roboczych, aby dopasować każdą powierzchnię do odpowiednich paneli dysz, a pompa czyszcząca nadal napełnia zbiornik turbulencyjny w celu kolejnego cyklu.

Etap 5: Precyzyjne czyszczenie przewodów chłodzących (5ST) — 0,6 MPa

Robot nr 1 umieszcza jednocześnie dwa przedmioty robocze na paletach pozycjonujących w tej stacji. Cylinder rozszerza dysze do czyszczenia korek z otworów w obudowie chłodzącej, wykonując równocześnie precyzyjne czyszczenie całego przedmiotu roboczego. Ta stacja posiada dwie pozycje, co wydłuża czas precyzyjnego czyszczenia. Robot nr 1 umieszcza przedmioty robocze w jednej pozycji, podczas gdy robot nr 2 pobiera wcześniej oczyszczone przedmioty robocze z drugiej pozycji. Stacja ta wyposażona jest w niezależny zbiornik wody, pompę oraz system filtracji.

Etap 6: Suszenie punktowe (6ST) — 0,2–0,4 MPa

Robot nr 2 chwyta przedmioty obrabiane i przesuwa je do stacji suszenia strumieniem powietrza. Podczas transportu robot zmienia orientację przedmiotów obrabianych w celu odpływu cieczy pod kątem. Następnie robot umieszcza przedmioty obrabiane przy stałych skrzynkach dysz, umożliwiając skierowane suszenie strumieniem powietrza wszystkich otworów i przewodów. Każda powierzchnia ma przyporządkowane jej panele dysz. Po suszeniu strumieniem powietrza w ustalonych punktach robot wykonuje suszenie skanujące po powierzchniach przedmiotów obrabianych. Po zakończeniu suszenia robot nr 2 umieszcza przedmioty obrabiane na taśmociągu z rolkami grawitacyjnymi przy wyjściu maszyny, a jednocześnie belki transportowe przesuwają oba przedmioty obrabiane do kolejnej stacji.

Etap 7: wtórne suszenie strumieniem powietrza (7ST)

Belki transportowe przesuwają dwa przedmioty obrabiane do komory wtórnego suszenia strumieniem powietrza za pomocą taśmociągu z rolkami grawitacyjnymi. Górnym cylinderom wysuwane są skrzynki dysz do suszenia strumieniem powietrza w ustalonych punktach oraz skanującego całego przedmiotu obrabianego. Po wtórnym suszeniu strumieniem powietrza belki transportowe przesuwają jednocześnie oba przedmioty obrabiane do kolejnej stacji.

Etap 8: suszenie próżniowe (8ST)

Pręty transportowe przesuwają dwa przedmioty robocze do komory próżniowej za pomocą grawitacyjnego przenośnika wałkowego. Górna ruchoma osłona zamyka się z dolną nieruchomą osłoną, tworząc uszczelnioną komorę. Pompa próżniowa opróżnia komorę, obniżając temperaturę nasyconej pary wodnej w celu odparowania pozostałości wilgoci z powierzchni elementów. Po suszeniu w próżni komora próżniowa jest odpowietrzana, osłona wraca do pozycji wyjściowej, a pręty transportowe przesuwają oba przedmioty robocze do kolejnej stacji.

Etap 9: Wyprowadzanie (9ST)

Pręty transportowe przesuwają dwa przedmioty robocze do grawitacyjnego przenośnika wałkowego stacji wyprowadzania. Po dotarciu przenośnik grawitacyjny opuszcza się, przekazując przedmioty robocze na przenośnik napędzany silnikiem, który zapewnia indywidualne przesyłanie do urządzeń w dalszej części linii. Przewidziano stację inspekcyjną obsługiwana przez operatora. Przenośnik wyprowadzający wyposażony jest w wałki konstrukcji PZR z wykrywaniem obecności przedmiotów roboczych.

Kontrola czystości technicznej

W produkcji silnych silników wysokoprężnych czystość kanałów wewnętrznych ma bezpośredni wpływ na niezawodność i wydajność silnika.

System został zaprojektowany tak, aby spełniać surowe wymagania dotyczące czystości każdego kanału głowy cylindra:

Zaawansowane zarządzanie filtracją

System wykorzystuje trzystopniowy system filtracji dla obwodu czyszczącego oraz dwustopniowy system filtracji dla obwodu precyzyjnego czyszczenia:

Filtracja obwodu czyszczącego (trzystopniowa):

• Etap 1: Filtr bębnowy — 1500 L/min, 50 μm, siatka ze stali nierdzewnej, z automatycznym odwróconym przepływem i wózkiem na wiórkę

• Etap 2: Automatyczny filtr z odwróconym przepływem — 30 μm, z magnetycznym separatorem z odwróconym przepływem

• Etat 3: Filtr workowy — 900 L/min, 10 μm, materiał niepletiony (1 zapasowy + 1 aktywny), z alarmem zablokowania

Filtracja obwodu precyzyjnego czyszczenia (dwustopniowa):

• Etap 1: Filtr koszykowy — 300 L/min, 40 mesh, siatka nylonowa, z alarmem zablokowania

• Etap 2: Filtr workowy — 300 L/min, 10 μm, materiał niepletiony (1 zapasowy + 2 aktywne), z alarmem zablokowania

Cechy filtra:

• Wszystkie filtry są wyposażone w alarmy zablokowania wyświetlania na HMI

• Wymiana filtra nie wpływa na normalną pracę urządzenia

• Automatyczna separacja cieczy czyszczącej od wiórków i odpadów

• Przenośny wózek na wiórkę do łatwego usuwania

System robotów

System wykorzystuje dwóch robotów FANUC do wydajnego obsługi dwóch przedmiotów równocześnie:

Inteligentna Integracja Produkcji

System spełnia wymagania Industry 4.0 dzięki komprehensywnemu połączeniu danych:

Komunikacji z systemem MES

• Obsługa protokołu OPC UA

• Śledzenie przedmiotów roboczych za pomocą kodów QR

• Aktualizacje statusu produkcji

Pozyskiwanie danych

• Monitorowanie awarii sprzętu (czas, częstotliwość)

• Rejestrowanie liczby wyprodukowanych sztuk i czasu cyklu

• Śledzenie czasu gotowości pracy sprzętu

• Monitorowanie zużycia energii (inteligentny licznik SIEMENS)

Interfejs operatora

• 15-calowy kolorowy ekran dotykowy TFT (minimalnie)

• Interfejs językowy chiński

• Wyświetlanie informacji o obiekcie roboczym

• Wybór programu czyszczenia

• Monitorowanie postępu czyszczenia

• Wyświetlanie temperatury i ciśnienia

• Diagnozowanie usterki i wyświetlanie alarmu wraz z instrukcjami rozwiązywania problemów

• Monitorowanie poziomu cieczy w zbiorniku i sygnalizacja alarmowa

Inteligentne funkcje

• Automatyczne smarowanie w zaplanowanych odstępach czasu

• Automatyczne przypomnienia o konieczności konserwacji na interfejsie HMI

• Możliwość zdalnej diagnostyki

W przypadku zastosowania

Kompleksowe rozwiązanie do czyszczenia

Big Bird Industrial oferuje kompleksowe rozwiązania inżynieryjne, w tym:

Rozwój procesu

• Analiza komponentów główek cylindrowych

• Projektowanie procesu czyszczenia

• Oceny wymagań dotyczących czystości

Integracja sprzętu

• Robotyczne systemy czyszczenia z obsługą dwóch przedmiotów roboczych

• Technologia czyszczenia turbulentnego

• Systemy czyszczenia korek płaszczy chłodzących

• Czyszczenie punktowe pod wysokim ciśnieniem

• Technologia suszenia próżniowego

• Zarządzanie wielostopniowym filtrowaniem

• Automatyczne obróbki materiałów

Połączenia z inteligentną produkcją

• Interfejs MES (OPC UA)

• Śledzenie za pomocą kodów QR

• Pozyskiwanie danych produkcyjnych

Dlaczego wybrać Big Bird Industrial

Doświadczenie w zakresie ciężkich komponentów silnikowych

Big Bird Industrial specjalizuje się w rozwiązaniach do precyzyjnego czyszczenia elementów układu napędowego pojazdów, z udokumentowanym doświadczeniem w czyszczeniu główek cylindrowych w zastosowaniach silników wysokoprężnych o dużej mocy.

Robotyczna obsługa dwóch przedmiotów roboczych

System wyposażony jest w dwa roboty FANUC zdolne do jednoczesnej obsługi dwóch główek cylindrowych, zapewniając krótki czas cyklu wynoszący 38 sekund na sztukę oraz współczynnik OEE ≥95% w produkcji wysokogłównościowej.

Wieloetapowa technologia czyszczenia

System łączy czyszczenie turbulentne, czyszczenie korków otworów wody chłodzącej, czyszczenie punktowe, precyzyjne czyszczenie otworów wody chłodzącej, suszenie strumieniem powietrza oraz suszenie próżniowe w celu kompleksowego usuwania zanieczyszczeń z złożonych geometrii głowy cylindra.

Możliwości inżynierskie na poziomie systemowym

Firma dostarcza kompleksowych rozwiązań – od opracowywania procesu czyszczenia po integrację z produkcją, w tym obsługi robota, czyszczenia pod wysokim ciśnieniem, suszenia próżniowego oraz połączenia z systemem MES.

Dostosowane inżynieria niestandardowa

Każdy element i linia produkcyjna ma unikalne wymagania. Big Bird Industrial oferuje dostosowane rozwiązania inżynieryjne oparte na:

• Analizie struktury i materiału elementu

• Rozwój procesu czyszczenia

• Dostosowanym projektowaniu uchwytów i automatyki

• Integracji układu fabrycznego oraz przepływu produkcji

Niesterowna zdolność inżynieryjna firmy pozwala na dopasowanie każdego systemu czyszczącego do konkretnej geometrii komponentów, wymagań dotyczących czasu cyklu, standardów czystości oraz poziomu automatyzacji.

Zgodność z normami

Wszelkie urządzenia są zgodne ze standardami ISO 13849, IEC 62061 (SIL3), GB 5226.1 oraz obowiązującymi chińskimi i międzynarodowymi normami bezpieczeństwa. Zbiorniki ciśnieniowe są certyfikowane przez niezależne organy inspekcyjne.

Często zadawane pytania

Jakie komponenty przetwarza ten system czyszczący?

Ten system został zaprojektowany do przetwarzania podzespołów głowicy cylindra dla modeli silników wysokoprężnych o dużej mocy.

Jakie zanieczyszczenia można usunąć?

Usuwa wióry metalu, cząstki powstałe podczas obróbki, pozostałości płynu chłodzącego oraz zanieczyszczenia wewnętrzne z kanałów olejowych, przewodów paliwa, otworów dolotowych/wydechowych oraz otworów wody chłodzącej.

Czy można czyścić otwory wody chłodzącej i kanały olejowe?

Tak. System łączy czyszczenie turbulentne, czyszczenie korków otworów wody chłodzącej oraz czyszczenie punktowe, aby dotrzeć do wszystkich przewodów wewnętrznych, w tym kanałów olejowych dla wałka rozrządu, kanałów zwrotnych paliwa, kanałów zwrotnych oleju, otworów dolotowych/wydechowych oraz otworów wody chłodzącej.

Jakiego poziomu czystości można osiągnąć?

Kanał oleju dla wahacza ≤0,4 mg; kanał powrotny paliwa ≤1,5 mg; kanał powrotny oleju ≤7,3 mg; porty dolotowe/wydechowe ≤14,5 mg; płaszcz chłodzenia ≤56 mg.

Czy obsługuje zautomatyzowaną produkcję mieszanych modeli?

Tak. Rozpoznawanie kodu QR wybiera odpowiedni program czyszczenia. Uchwyty i dysze są zaprojektowane do wszystkich wariantów. Nie jest wymagana ręczna zmiana.

Jaki jest czas cyklu?

System zapewnia ≤38 sekund na sztukę (76 s/2 sztuki), umożliwiając produkcję ≥719 sprawdzonych sztuk na 8-godzinną zmianę.

Czy system obsługuje integrację z MES?

Tak. Komunikacja OPC UA, śledzenie za pomocą kodu QR, pozyskiwanie danych produkcyjnych oraz interfejs z MES są w pełni obsługiwane.

Średni etap czyszczenia głowy cylindra w produkcji silników wysokoprężnych

Oczyszczanie pośrednie głowy cylindra to kluczowy proces między obróbką a kolejnymi operacjami w produkcji silnych silników wysokoprężnych. Złożona geometria głów cylindra — w tym wiele kanałów olejowych, przewodów paliwa, portów dolotowych/wydechowych oraz płaszczów chłodzenia — wymaga zaawansowanych technologii oczyszczania w celu usunięcia pozostałości po obróbce, wiórów metalowych oraz zanieczyszczeń pochodzących z płynów chłodząco-smarujących. Współczesni producenci silników wymagają ścisłych poziomów czystości wewnętrznych przewodów, aby zapewnić niezawodną pracę silnika, wydajność paliwową oraz zgodność z normami emisji.

Oczyszczanie turbulentne dla złożonych geometrii głów cylindra

Czyszczenie turbulentne zapewnia doskonałe usuwanie zanieczyszczeń z złożonych geometrii główek cylindrowych. Poprzez zanurzenie przedmiotu obrabianego w podgrzanym płynie czyszczącym oraz generowanie przepływu turbulentnego technologia ta dociera do kanałów wewnętrznych i otworów ślepych, do których nie mogą dotrzeć tradycyjne metody czyszczenia strumieniowego. W połączeniu z czyszczeniem korków wody chłodzącej oraz czyszczeniem punktowym zapewnia ona kompleksowe usunięcie pozostałości po obróbce ze wszystkich powierzchni i kanałów wewnętrznych.

Robotyczne podwójne obsługiwane przedmioty obrabiane dla produkcji wysokogłównościowej

Robotyczne systemy podwójnej obsługi przedmiotów obrabianych umożliwiają produkcję wysokogłównościową przy krótkich czasach cyklu. Dwa roboty obsługujące jednocześnie dwa przedmioty obrabiane osiągają czas cyklu 38 sekund na przedmiot, zachowując przy tym stałą jakość czyszczenia. W połączeniu z rozpoznawaniem kodów QR oraz automatyczną zmianą modelu systemy te wspierają w pełni automatyczną produkcję mieszanych modeli bez konieczności interwencji ręcznej.

Technologia filtracji w czyszczeniu główek cylindrowych

Skuteczne systemy filtracji są podstawą zapewnienia stałej jakości czyszczenia główek cylindrów. Trzystopniowe konfiguracje filtracji — łączące filtry bębenkowe, automatyczne filtry z odwróconym przepływem płuczącym oraz filtry workowe — umożliwiają pracę ciągłą bez przerw na wymianę filtrów. Dokładność filtracji do 10 μm zapewnia utrzymanie wysokiej jakości cieczy czyszczącej, ograniczając ryzyko ponownego zanieczyszczenia i wydłużając okres użytkowania cieczy.

Specyfikacja techniczna