Sistema Automotivo de Limpeza Intermediária de Cabeçotes de Cilindro

O Sistema Industrial de Limpeza Intermediária de Cabeçote de Cilindro da Big Bird foi desenvolvido para limpeza pós-usinagem de cabeçotes de cilindro utilizados na fabricação de motores diesel pesados. O sistema remove resíduos de usinagem antes dos processos subsequentes e suporta produção totalmente automática de múltiplos modelos sem troca manual.

O equipamento é fornecido como solução chave-na-mão, incluindo projeto, fabricação, instalação e colocação em operação.

Aplicações de Peças-Trabalho

O sistema acomoda múltiplas variantes de cabeçote de cilindro para a fabricação de motores diesel pesados:

Todas as peças são subconjuntos de cabeçote de cilindro destinados a aplicações em motores diesel pesados. O sistema suporta produção totalmente automática de múltiplos modelos sem troca manual.

Produção Automática com Modelos Mistas

O sistema suporta produção totalmente automática com modelos mistos com as seguintes capacidades:

Reconhecimento de código QR

Dispositivos de leitura de código QR identificam automaticamente as peças ao serem carregadas. O sistema seleciona o programa de limpeza apropriado com base nas informações do código QR. A capacidade de armazenamento suporta até 256 variantes de números de peça. Uma impressora automática adicional de códigos de barras (2 unidades) está configurada para rastreabilidade da produção.

Manipulação Dupla de Peças

O sistema possui dois robôs de 6 eixos capazes de manipular duas cabeças de cilindro simultaneamente, dobrando a eficiência produtiva com um tempo de ciclo de 76 segundos para duas peças (38 segundos por peça).

Troca automática de modelo

Os dispositivos de fixação, bicos e componentes de posicionamento são projetados para acomodar todas as variantes de cabeças de cilindro sem intervenção manual. As superfícies de localização dos dispositivos de fixação possuem limpeza automática para evitar danos à peça causados por cavacos.

Comunicação com o MES

O sistema se integra ao MES para rastreamento da produção, aquisição de dados e atualizações de status, conforme os requisitos técnicos gerais do fabricante original de equipamentos automotivos (OEM).

Processo de Limpeza em Múltiplas Etapas

O sistema combina múltiplas tecnologias de limpeza em uma sequência automatizada de 9 estágios com manuseio simultâneo de duas peças.

Etapa 1: Carregamento (1ª)

A esteira de alimentação a montante transfere a peça para a esteira transportadora de carregamento do sistema de limpeza. A esteira transporta a peça até a entrada da máquina. Um leitor de código QR (COGNEX) identifica o modelo da peça.

A entrada possui dois pontos de posicionamento de peças. Um mecanismo de elevação e rotação eleva e gira duas peças em 180°, permitindo que o robô agarre simultaneamente ambas as cabeças de cilindro e as insira na câmara de limpeza. A esteira de carregamento possui design de rolos PZR.

Uma estação de inspeção operacional é fornecida na posição de carregamento.

Etapa 2: Limpeza Turbulenta (2ST) — 1,5 MPa

O robô nº 1 agarra duas peças e transfere-as para o tanque de limpeza turbulenta, que já foi pré-preenchido com fluido de limpeza. O robô altera flexivelmente a orientação das peças enquanto bicos circundantes direcionam um fluxo turbulento para limpar todas as superfícies.

Etapa 3: Limpeza dos Tapões do Casco d’Água (3ST) — 1,5 MPa

Após a limpeza turbulenta, a válvula de drenagem do tanque abre-se para esvaziamento rápido. O robô posiciona as peças diante de bicos de grande diâmetro para a limpeza dos tapões do casco d’água, garantindo uma limpeza completa das passagens de refrigeração.

Etapa 4: Limpeza em Pontos Fixos (4ST) — 1,5 MPa

Após a limpeza dos tampões do coletor de água, as peças são posicionadas em painéis de bicos de ponto fixo. Cada bico é alinhado com precisão aos orifícios correspondentes na cabeça do cilindro, garantindo que todas as passagens recebam limpeza direcionada. O robô altera a orientação da peça para alinhar cada superfície com os painéis de bicos correspondentes, e a bomba de limpeza continua reenchendo o tanque turbulento para o próximo ciclo.

Estágio 5: Limpeza de Precisão do Coletor de Água (5ST) — 0,6 MPa

O Robô #1 coloca simultaneamente duas peças sobre as paletes de posicionamento nesta estação. Cilindros estendem bicos para realizar a limpeza dos tampões do coletor de água, ao mesmo tempo em que executam a limpeza de precisão da peça como um todo. Esta estação possui duas posições para prolongar o tempo de limpeza de precisão. O Robô #1 coloca as peças em uma posição, enquanto o Robô #2 retira as peças previamente limpas da outra posição. Esta estação dispõe de tanque de água, bomba e sistema de filtração independentes.

Estágio 6: Secagem com Jato de Ar em Pontos Fixos (6ST) — 0,2–0,4 MPa

O Robô #2 segura as peças e as transporta até a estação de secagem com jato de ar. Durante o transporte, o robô altera a orientação das peças para drenagem por inclinação. Em seguida, posiciona as peças diante de caixas de bicos fixos para secagem direcionada de todos os furos e passagens. Cada superfície possui painéis de bicos correspondentes. Após a secagem em pontos fixos, o robô executa uma secagem com varredura sobre as superfícies das peças. Após a secagem, o Robô #2 coloca as peças sobre o transportador de rolos gravitacionais na saída da máquina, enquanto as barras de transferência avançam simultaneamente ambas as peças até a próxima estação.

Estágio 7: Secagem Secundária com Jato de Ar (7ST)

As barras de transferência conduzem duas peças à câmara de secagem secundária por meio do transportador de rolos gravitacionais. Cilindros superiores estendem caixas de bicos para secagem com varredura em pontos fixos de toda a peça. Após a secagem secundária, as barras de transferência avançam simultaneamente ambas as peças até a próxima estação.

Estágio 8: Secagem a Vácuo (8ST)

Barras de transferência conduzem duas peças para a câmara de vácuo por meio de um transportador de rolos gravitacional. A tampa superior móvel fecha-se com a tampa inferior fixa, formando uma câmara estanque. A bomba de vácuo esvazia a câmara, reduzindo a temperatura do vapor saturado para evaporar a umidade residual das superfícies das peças. Após a secagem a vácuo, a câmara de vácuo é ventilada, a tampa retorna à posição inicial e as barras de transferência avançam ambas as peças para a próxima estação.

Estágio 9: Descarga (9ST)

Barras de transferência conduzem duas peças até o transportador de rolos gravitacional da estação de descarga. Ao chegarem, o transportador gravitacional desce, transferindo as peças para o transportador acionado por motor, que as transfere individualmente para os equipamentos a jusante. É prevista uma estação de inspeção manual. O transportador de descarga possui design de rolos PZR com detecção de presença da peça.

Controlo de Limpeza Técnica

Na fabricação de motores diesel pesados, a limpeza das passagens internas afeta diretamente a confiabilidade e o desempenho do motor.

O sistema foi concebido para cumprir requisitos rigorosos de limpeza em cada canal da cabeça do cilindro:

Gestão avançada de filtração

O sistema emprega um sistema de filtração em três estágios para o circuito de limpeza e um sistema de filtração em dois estágios para o circuito de limpeza de precisão:

Filtração do Circuito de Limpeza (Três Estágios):

• Estágio 1: Filtro de tambor — 1.500 L/min, 50 μm, malha de aço inoxidável, com retrolavagem automática e carrinho para cavacos

• Estágio 2: Filtro automático de retrolavagem — 30 μm, com separador magnético de retrolavagem

• Etapa 3: Filtro de saco — 900 L/min, 10 μm, tecido não tecido (1 reserva + 1 ativo), com alarme de obstrução

Filtração do Circuito de Limpeza de Precisão (Dois Estágios):

• Estágio 1: Filtro de cesta — 300 L/min, 40 malhas, malha de náilon, com alarme de obstrução

• Estágio 2: Filtro de saco — 300 L/min, 10 μm, tecido não tecido (1 reserva + 2 ativos), com alarme de obstrução

Características da filtração:

• Todos os filtros possuem alarmes de obstrução exibidos no HMI

• A substituição do filtro não afeta o funcionamento normal do equipamento

• Separação automática do fluido de limpeza de aparas e resíduos

• Carrinho móvel para cavacos para descarte facilitado

Sistema robótico

O sistema utiliza dois robôs FANUC para manipulação eficiente de duas peças simultaneamente:

Integração de Fabricação Inteligente

O sistema suporta os requisitos da Indústria 4.0 mediante conectividade abrangente de dados:

Comunicação com o MES

• Suporte ao protocolo OPC UA

• Rastreamento de peças por código QR

• Atualizações do estado da produção

Aquisição de dados

• Monitoramento de falhas nos equipamentos (tempo, frequência)

• Registro da contagem de peças produzidas e do tempo de ciclo

• Monitoramento da disponibilidade dos equipamentos

• Monitoramento do consumo de energia (medidor inteligente SIEMENS)

Interface do operador

• ecrã táctil TFT a cores de 15 polegadas (mínimo)

• Interface em língua chinesa

• Apresentação de informações da peça

• Seleção do programa de limpeza

• Monitoramento do progresso da limpeza

• Exibição de temperatura e pressão

• Diagnóstico de falhas e exibição de alarmes com orientações para solução de problemas

• Monitoramento do nível do líquido no tanque e alarme

Funcionalidades inteligentes

• Lubrificação automática em intervalos programados

• Lembretes automáticos de manutenção no HMI

• Capacidade de diagnóstico remoto

Caso de Aplicação

Solução completa de limpeza

A Big Bird Industrial fornece soluções de engenharia abrangentes, incluindo:

Desenvolvimento de Processo

• Análise de componentes para cabeçotes de cilindro

• Projeto do processo de limpeza

• Avaliação dos requisitos de limpeza

Integração de Equipamentos

• Sistemas robóticos de limpeza com manuseio simultâneo de duas peças

• Tecnologia de limpeza turbulenta

• Sistemas de limpeza de tampões de camisa d’água

• Limpeza de ponto fixo em alta pressão

• Tecnologia de secagem a vácuo

• Gestão de filtração em múltiplos estágios

• Manuseio Automatizado de Materiais

Conexão de Manufatura Inteligente

• Interface MES (OPC UA)

• Rastreabilidade por código QR

• Aquisição de dados de produção

Por que escolher a Big Bird Industrial

Experiência em componentes de motores pesados

A Big Bird Industrial especializa-se em soluções de limpeza de precisão para componentes de powertrain automotivo, com experiência comprovada na limpeza de cabeçotes de cilindros para aplicações de motores diesel pesados.

Manuseio robótico simultâneo de duas peças

O sistema possui dois robôs FANUC capazes de manusear dois cabeçotes de cilindro simultaneamente, proporcionando tempos de ciclo rápidos de 38 segundos por peça com OEE ≥95% para produção em grande volume.

Tecnologia de Limpeza Multietapas

O sistema combina limpeza turbulenta, limpeza de tampões de camisa d’água, limpeza em pontos fixos, limpeza precisa de camisa d’água, secagem a jato de ar e secagem a vácuo para remoção abrangente de contaminantes de geometrias complexas de cabeçotes de cilindro.

Capacidade de Engenharia em Nível de Sistema

A empresa fornece soluções completas, desde o desenvolvimento do processo de limpeza até a integração na produção, incluindo manuseio robótico, limpeza de alta pressão, secagem a vácuo e conectividade com sistemas MES.

Engenharia Personalizada Não Padrão

Cada componente e linha de produção possui requisitos únicos. A Big Bird Industrial oferece soluções de engenharia personalizadas com base em:

• Análise da estrutura e do material do componente

• Desenvolvimento do Processo de Limpeza

• Projeto personalizado de fixações e automação

• Integração do layout da fábrica e do fluxo produtivo

A capacidade de engenharia não padronizada da empresa permite que cada sistema de limpeza seja adaptado à geometria específica dos componentes, aos requisitos de tempo de ciclo, aos padrões de limpeza e ao nível de automação.

Conformidade com as normas

Todos os equipamentos cumprem as normas ISO 13849, IEC 62061 (SIL3), GB 5226.1 e as demais normas de segurança chinesas e internacionais aplicáveis. Os vasos de pressão são certificados por autoridades independentes de inspeção.

Perguntas Frequentes

Quais componentes este sistema de limpeza processa?

Este sistema foi projetado para subconjuntos de cabeçotes de cilindro destinados a modelos de motores diesel pesados.

Quais contaminantes podem ser removidos?

Remove cavacos metálicos, partículas geradas por usinagem, resíduos de fluidos de corte e contaminação interna de galerias de óleo, passagens de combustível, orifícios de admissão/escape e camisas de refrigeração.

É capaz de limpar camisas de água e galerias de óleo?

Sim. O sistema combina limpeza turbulenta, limpeza de tampões de camisa d’água e limpeza em pontos fixos para alcançar todas as passagens internas, incluindo galerias de óleo para balancins, galerias de retorno de combustível, galerias de retorno de óleo, orifícios de admissão/escape e camisas de água de refrigeração.

Quais níveis de limpeza podem ser alcançados?

Canal de óleo do balancim ≤0,4 mg; canal de retorno de combustível ≤1,5 mg; canal de retorno de óleo ≤7,3 mg; dutos de admissão/escape ≤14,5 mg; camisa de refrigeração ≤56 mg.

Suporta produção automatizada com múltiplos modelos?

Sim. O reconhecimento do código QR seleciona o programa de limpeza apropriado. Os dispositivos de fixação e os bicos são projetados para todas as variantes. Nenhuma mudança manual é necessária.

Qual é o tempo de ciclo?

O sistema fornece ≤38 segundos por peça (76 s/2 peças), suportando a produção de ≥719 peças qualificadas por turno de 8 horas.

Suporta integração com MES?

Sim. A comunicação OPC UA, a rastreabilidade por código QR, a aquisição de dados de produção e a interface com o sistema MES são totalmente suportadas.

Limpeza Intermediária de Cabeçote de Cilindro na Fabricação de Motores Diesel Pesados

A limpeza intermediária da cabeça do cilindro é um processo crítico entre a usinagem e as operações subsequentes na fabricação de motores diesel pesados. A geometria complexa das cabeças do cilindro — incluindo múltiplas galerias de óleo, passagens de combustível, dutos de admissão/escape e camisas de água de refrigeração — exige tecnologias avançadas de limpeza para remover resíduos de usinagem, cavacos metálicos e contaminantes de fluidos de corte. Os fabricantes modernos de motores exigem níveis rigorosos de limpeza nas passagens internas para garantir desempenho confiável do motor, eficiência de combustível e conformidade com as normas de emissões.

Limpeza Turbulenta para Geometrias Complexas de Cabeça do Cilindro

A limpeza turbulenta proporciona remoção superior de contaminantes em geometrias complexas de cabeçotes de cilindro. Ao imergir a peça em um fluido de limpeza aquecido e gerar um fluxo turbulento, essa tecnologia alcança passagens internas e furos cegos que a limpeza convencional por pulverização não consegue acessar. Combinada com a limpeza de tampões de camisa d’água e a limpeza em pontos fixos, a limpeza turbulenta garante a remoção completa de resíduos de usinagem de todas as superfícies e passagens internas.

Manipulação Robótica de Dois Componentes Simultaneamente para Produção em Alta Volume

Sistemas robóticos de manipulação simultânea de dois componentes permitem produção em alta volume com tempos de ciclo rápidos. Dois robôs manipulando duas peças ao mesmo tempo alcançam tempos de ciclo de 38 segundos por peça, mantendo consistentemente a qualidade da limpeza. Combinados com reconhecimento de código QR e troca automática de modelo, esses sistemas suportam produção totalmente automática de múltiplos modelos sem intervenção manual.

Tecnologia de Filtragem na Limpeza de Cabeçotes de Cilindro

Sistemas de filtração eficazes são fundamentais para manter uma qualidade de limpeza consistente na limpeza de cabeçotes de cilindro. Configurações de filtração em três estágios — combinando filtros de tambor, filtros com lavagem reversa automática e filtros de saco — permitem operação contínua com trocas ininterruptas de filtros. A precisão de filtração de até 10 μm garante a qualidade do fluido de limpeza, reduzindo os riscos de recontaminação e prolongando a vida útil do fluido.

Especificações técnicas