Многостанционная финальная система очистки автомобильных коленчатых валов

Промышленная многостанционная система окончательной очистки коленчатых валов Big Bird предназначена для окончательной очистки автомобильных коленчатых валов после механической обработки и полировки с использованием масляных составов. Система удаляет технологические смазочно-охлаждающие жидкости, металлическую стружку, масляные загрязнения и твёрдые остатки из масляных каналов, резьбовых отверстий и всех внешних поверхностей перед сборкой.

Оборудование поставляется как «ключевой» комплексный продукт, включающий проектирование, производство, монтаж и пусконаладку.

Применение заготовок

Система предназначена для обработки следующих типов автомобильных коленчатых валов:

Все заготовки — автомобильные коленчатые валы для применения в производстве двигателей. Система спроектирована с возможностью ручной замены компонентов для обработки дополнительных вариантов коленчатых валов посредством замены приспособлений, корректировки управляющей программы и изменения траектории движения робота.

Автоматическое производство смешанных моделей

Система поддерживает автоматическое производство смешанных моделей с функциями:

Автоматическая загрузка

• Робот-портал автоматически устанавливает заготовку на V-образные установочные опоры на станции загрузки.

• Механизм перемещения стола передвигает заготовку в положение захвата роботом.

• Очистка центровых отверстий заготовки сжатым воздухом перед захватом роботом.

• Система идентификации заготовок (на основе переключателей) для существующих вариантов.

• Средства предотвращения ошибок: обнаружение осевого положения, обнаружение радиального положения и обнаружение ориентации по большому/малому концу.

• Ограждение безопасности с электронной блокировкой.

Роботизированная система

• Шестизвенный робот ABB IRB6700-200/2.6.

• Защита IP67

• максимальная грузоподъёмность — 100 кг.

• Захватное устройство робота оснащено функцией самоблокировки (заготовка не упадёт при отключении питания или подачи сжатого воздуха).

• Ручная смена захвата для различных вариантов заготовок

Ручная разгрузка

• Оператор снимает заготовку на станции разгрузки

• Световой барьер безопасности для защиты оператора

• Механизм базирования заготовки для лазерной маркировки (лазерный маркер предоставляется заказчиком)

Многоступенчатый процесс очистки

Система объединяет несколько технологий очистки в 8-ступенчатой автоматической последовательности:

Этап 1: Загрузка (1ST)

Портальный робот автоматически устанавливает заготовку на V-блоки базирования на станции загрузки. Механизм подачи салазок перемещает заготовку в позицию захвата роботом. Робот продувает центральное отверстие перед захватом, затем перемещает заготовку в камеру очистки.

При переключении вариантов заготовок требуется ручная замена блоков базирования. На станции предусмотрены идентификация заготовки (на основе переключателей), защита от ошибок (осевое обнаружение, радиальное обнаружение, обнаружение ориентации) и защитный кожух с электронной блокировкой.

Этап 2: Ультразвуковая и струйная очистка (2ST) — 0.5 МПа

Робот перемещает заготовку на поддон станции ультразвуковой очистки. Поддон опускается, погружая заготовку в очистной бак, предварительно заполненный очистной жидкостью. Ультразвуковая очистка (25 кГц) удаляет загрязнения со всех поверхностей и внутренних каналов.

После ультразвуковой очистки форсунки-распылители с обеих сторон выполняют струйную очистку поверхности заготовки. После очистки подъёмный механизм поднимает заготовку, и робот перемещает её на следующую станцию.

Этап 3: Очистка фиксированных точек высоким давлением (3ST) — 15–20 МПа (макс. 28 МПа)

Робот перемещает заготовку на поддон станции очистки высоким давлением. Трёхосевой модуль XYZ позиционирует форсунки для очистки центральных отверстий на обоих концах заготовки.

После очистки центрального отверстия сервопривод приводит в действие зажимные рычаги для фиксации заготовки через центры с обоих концов, при этом установочные штифты входят в отверстия для установочных штифтов. Паллета опускается, а зажимной механизм поворачивает заготовку до заданного угла.

Трехосный модуль XYZ выполняет точечную и сканирующую очистку поверхностей заготовки и масляных каналов под высоким давлением. После очистки сопла для продувки высушивают заготовку. Робот затем перемещает заготовку на следующую станцию.

Шпиндель оснащен автоматической сменой сопел трех типов: прямых, веерных и угловых, с соответствующими держателями сопел.

Этап 4: Ополаскивание распылением (4ST)

Робот перемещает заготовку на паллету станции ополаскивания. Сервопривод приводит в действие зажимные рычаги для фиксации заготовки через центры с обоих концов, при этом установочные штифты входят в отверстия для установочных штифтов. Паллета опускается, а зажимной механизм поворачивает заготовку до заданного угла.

Трёхосевой модуль XYZ выполняет промывку поверхностей заготовки и масляных каналов в фиксированной точке и в режиме сканирования. После промывки сопла для продувки высушивают заготовку. Затем робот передаёт заготовку на следующую станцию.

Шпиндель оснащён автоматической заменой сопел трёх типов: прямыми, плоскими (вентиляторными) и угловыми соплами.

Этап 5: Точка передачи (5ST)

Робот устанавливает очищенную заготовку на транспортную подставку. Система конвейера с цепным приводом перемещает заготовку на следующую станцию.

Этап 6: Сушка горячим воздухом (6ST)

Заготовка вместе с подставкой поступает на станцию сушки горячим воздухом. Позиционирующие цилиндры фиксируют подставку в заданном положении. Цилиндры перемещают воздушные ножи вверх и вниз вдоль коленчатого вала для полной сушки.

После завершения сушки все цилиндры возвращаются в исходное положение, а заготовка направляется на следующую станцию.

Этап 7: Вакуумная сушка (7ST)

Заготовка и поддон транспортируются на станцию вакуумной сушки. Позиционирующие цилиндры фиксируют поддон в рабочем положении. Верхний подвижный вакуумный колпак опускается, образуя герметичную камеру совместно с поддоном. Вакуумный насос откачивает воздух из камеры и поддерживает вакуум в течение заданного времени, удаляя остаточную влагу со всех поверхностей и внутренних каналов.

После вакуумной сушки все цилиндры возвращаются в исходные положения, а заготовка транспортируется на следующую станцию.

Этап 8: Выгрузка (8ST)

Заготовка и поддон транспортируются в зону выгрузки. Оператор извлекает заготовку. При смене вариантов заготовок требуется ручная замена блоков позиционирования поддона.

Вентилятор обеспечивает обдув поверхности заготовки воздухом (с регулируемым нагревом температуры). Световой защитный занавес обеспечивает безопасность оператора. Механизм позиционирования заготовки устанавливает её в требуемое положение для лазерной маркировки (лазерный маркировщик поставляется заказчиком).

Технология очистки высокого давления

Система оснащена высоконапорной мойкой с исключительными характеристиками:

Контроль технической чистоты

В производстве автомобильных двигателей чистота масляных каналов и поверхностей коленчатого вала напрямую влияет на надёжность и рабочие характеристики двигателя.

Система спроектирована для выполнения строгих требований к чистоте:

Усовершенствованное управление фильтрацией (все фильтры оснащены магнитными стержнями)

Система использует многоступенчатую систему фильтрации с магнитными стержнями во всех мешочных фильтрах для удаления порошковых частиц:

Особенности фильтрации:

• Все фильтры-мешки оснащены магнитными стержнями для удаления порошковых частиц

• Магнитные решётки в точках возврата потока к станку

• Сигнал тревоги при засорении с ручным переключением/изменением без остановки производства

• Возможность непрерывной замены фильтра

Интеграция интеллектуального производства

Система соответствует требованиям Industry 4.0 благодаря всесторонней связности данных:

Связь с MES

• Интерфейс Ethernet RJ-45

• Открытый протокол данных для интеграции с MES

• Возможность передачи данных производства на загрузку и выгрузку

Интерфейс оператора

• HMI от Siemens с цветным дисплеем

• Отображение состояния оборудования и неисправностей

• Звуковые и визуальные сигналы тревоги (красный/жёлтый/зелёный)

• Программа ПЛК с трёхуровневой защитой паролем

• Напоминания о ежедневном техническом обслуживании с эскалацией (оператор не может снять, требуется подтверждение менеджера)

Система управления

• SIEMENS S7-1500 PLC

• Шинная связь PROFINET с ЧПУ и полевыми входами/выходами

• Степень защиты электрических компонентов: IP54

• Конфигурация счётчика мощности для контроля энергопотребления

Применение кейса

Полное решение для очистки

Big Bird Industrial предоставляет комплексные инженерные решения, включая:

Разработка процесса

• Анализ компонентов автомобильных коленчатых валов

• Разработка процесса очистки для финальных операций очистки

• Оценку требований к чистоте

Интеграция оборудования

• Многостанционные системы очистки

• Ультразвуковая технология очистки (25 кГц)

• Системы очистки высокого давления (15–20 МПа, макс. 28 МПа)

• Системы вакуумной сушки

• Системы транспортировки и обработки поддонов

• Автоматические системы смены форсунок

Связь с интеллектуальным производством

• Интерфейс MES

• Сбор производственных данных

• Энергетический мониторинг

Почему выбирают Big Bird Industrial

Опыт в области автомобильных коленчатых валов

Big Bird Industrial специализируется на решениях для прецизионной очистки компонентов автомобильных силовых агрегатов и имеет подтверждённый опыт финальной очистки коленчатых валов для ведущих мировых производителей автомобильных двигателей.

Многостанционная технология очистки

Система объединяет ультразвуковую очистку, очистку распылением, очистку высоким давлением в фиксированных точках (15–20 МПа, макс. 28 МПа), промывку, сушку горячим воздухом и вакуумную сушку в одной компактной конфигурации из 8 станций для всестороннего удаления загрязнений.

Высоконапорная очистка с автоматической заменой насадок

Система оснащена трёхкоординатной высоконапорной очисткой XYZ с возможностью автоматической замены насадок (прямая, веерная и угловая насадки) для точечной очистки всех масляных каналов, центральных отверстий и поверхностей.

Инженерные возможности на уровне системы

Компания предоставляет комплексные решения — от разработки процесса очистки до интеграции в производство, включая ультразвуковую очистку, высоконапорную очистку, вакуумную сушку и подключение к MES.

Индивидуальная нестандартная инженерия

Каждый компонент и производственная линия имеют уникальные требования. Компания Big Bird Industrial предлагает индивидуальные инженерные решения на основе следующих факторов:

• Анализа конструкции и материала компонента

• Разработка процесса очистки

• Разработки специальных приспособлений и автоматизированных решений

• Интеграции планировки завода и потока производства

Часто задаваемые вопросы

Какие компоненты обрабатывает эта система очистки?

Система предназначена для автомобильных коленчатых валов длиной до 800 мм, диаметром поворота до Φ250 мм и массой до 60 кг в двигателях.

Какое давление очистки доступно?

Система обеспечивает высоконапорную очистку при давлении 15–20 МПа (максимально регулируемое — 28 МПа) с интеллектуальным управлением частотным преобразователем (VFD), а также распылительную очистку при давлении 0.5 МПа.

Какие технологии очистки интегрированы?

Система объединяет ультразвуковую очистку (25 кГц), распылительную очистку, высоконапорную точечную очистку, распылительное ополаскивание, сушку горячим воздухом и вакуумную сушку в конфигурации из 8 станций.

Какие загрязнения можно удалить?

Он удаляет смазочно-охлаждающие жидкости, металлическую стружку, масляные загрязнения и твёрдые остатки с масляных каналов, центральных отверстий и всех внешних поверхностей.

Какие уровни чистоты можно достичь?

Общее остаточное загрязнение ≤10 мг; загрязнение масляных каналов ≤3 мг; максимальный размер частиц ≤0,6 мм; строгие ограничения на количество частиц в каждом диапазоне размеров.

Поддерживает ли система интеграцию в автоматизированное производство?

Да. Система оснащена автоматической загрузкой через интерфейс роботизированного мостового манипулятора, автоматической идентификацией деталей, функцией предотвращения ошибок и возможностью взаимодействия с системой MES.

Каково типовое время цикла?

Система обеспечивает время цикла ≤180 секунд на деталь (включая загрузку и выгрузку роботом); продолжительность цикла может быть адаптирована под требования конкретной производственной линии.

Окончательная очистка коленчатого вала в производстве автомобильных двигателей

Окончательная очистка коленчатого вала — это критически важный процесс между механической обработкой и сборкой в производстве автомобильных двигателей. Коленчатые валы со сложными масляными каналами, центральными отверстиями и прецизионными поверхностями требуют передовых технологий очистки для удаления СОЖ, металлической стружки, масляных загрязнений и твёрдых остатков. Ультразвуковая очистка проникает во внутренние каналы, недоступные для традиционной струйной очистки, а очистка под высоким давлением обеспечивает полное удаление стойких загрязнений со всех поверхностей.

Ультразвуковая и высоконапорная очистка компонентов коленчатого вала

Автомобильные коленчатые валы представляют собой уникальную задачу с точки зрения очистки из-за их сложной геометрии, масляных каналов и прецизионных поверхностей. Ультразвуковая очистка эффективно удаляет загрязнения из внутренних проходов и глухих отверстий, а очистка под высоким давлением (15–20 МПа, максимум 28 МПа) обеспечивает необходимую мощность для удаления стойких остатков. Многоступенчатые процессы очистки с интегрированной сушкой гарантируют полное удаление загрязнений и защиту от коррозии.

Технология вакуумной сушки для защиты компонентов

Технология вакуумной сушки обеспечивает полное удаление влаги с поверхностей коленчатых валов и из внутренних проходов без термических нагрузок и водяных пятен. Снижение давления в среде понижает температуру насыщенного пара, что позволяет эффективно испарять остаточную влагу. В сочетании с сушкой горячим воздухом вакуумная сушка исключает риск коррозии и образования водяных пятен на прецизионных поверхностях.

Технология магнитной фильтрации для удаления порошкообразных частиц

Эффективная фильтрация необходима для поддержания качества очистки коленчатых валов. Магнитные сепараторы и мешочные фильтры с магнитными стержнями эффективно удаляют частицы железного порошка из промывочной жидкости, защищая насосы и форсунки и обеспечивая стабильные результаты очистки. Возможность непрерывной замены фильтров с сигнализацией засорения гарантирует бесперебойную работу без простоев производства.

Технические характеристики