Може ли заравняването на ръбове и почистването да се извършват в една и съща машина? Интегрирани решения за заравняване на ръбове и почистване

Общ преглед

Машинните заострени ръбове може да изглеждат незначителни, но могат да станат сериозен източник на замърсяване по време на сглобяване и експлоатация.

Заострените ръбове, образуващи се около отвори, ръбове и пресичащи се канали, могат да се отделят по време на обработката на компонентите или при работа на оборудването. След като се отделят, тези частици могат да проникнат в маслени канали, хидравлични системи или прецизни повърхности за съчетаване.

Традиционно застраняването на заострените ръбове и почистването се извършват на отделни машини. Заготовката трябва да се прехвърли от процеса на застраняване на заострените ръбове към процеса на почистване, което води до допълнителна обработка, потенциални повреди и възможности за повторно замърсяване.

Един интегрирана машина за застраняване на заострените ръбове и почистване комбинира двата процеса в една производствена система.

В тази статия се обяснява как функционира комбинираният процес, сравняват се разпространените методи за застраняване на заострените ръбове и се анализира къде интегрираното решение за застраняване на заострените ръбове и почистване може да осигури стойност.

1. Защо машинните заострени ръбове са източник на замърсяване?

Машинните процеси често генерират заострени ръбове около:

• Отвори
• Машинно обработани ръбове
• Пресичащи се отвори
• Маслени канали
• Опори на разпределителния вал
• Лагери на колянов вал
• Цилиндрови гнезда

Въпреки че тези заострени ръбове са малки, те могат да се отделят като свободни частици по време на последващата сглобка или експлоатация.

Заострен ръб може да се отдели по време на обработката на компонента и да замърси вече почистена повърхност за съчленяване или маслена тръбна система. Плътно прикрепен заострен ръб също може да се откъсне по-късно поради вибрации по време на експлоатацията на оборудването.

За компоненти, използвани в двигатели, хидравлични системи и други прецизни сглобки, това може директно да повлияе върху показателите за чистота.

Следователно спецификациите за чистота могат да регламентират не само остатъчното замърсяване по тегло, но и изисквания относно премахване на заострени ръбове и генериране на частици .

Обичайният производствен процес е:

Машина за премахване на заострени ръбове → Преаване → Машина за почистване

Интегрирана система променя това на:

Отстраняване на заострени ръбове → Почистване → Сушене

в едно и също оборудване.

2. Три проблема при отделни процеси за отстраняване на заострени ръбове и почистване

2.1 Допълнително преместване на детайлите

Детайлът трябва да се премества между две машини.

За прецизно обработени детайли допълнителното ръчно обслужване може да увеличи риска от:

• Нарушения на повърхността
• Сблъсък или удар
• Грешки при позиционирането
• Допълнително ръчно обслужване

Намаляването на ненужните премествания може да опрости материалния поток.

2.2 Повторно замърсяване

Самото заравняване на ръбовете води до образуване на стружка, фрагменти от заострени ръбове и фини метални частици.

Ако тези остатъци не бъдат ефективно премахнати преди следващата операция, те могат да увеличат нивото на замърсяване, което постъпва в процеса на почистване.

При интегрирана машина детайлът може да влезе в процеса на почистване незабавно след заравняването на ръбовете.

2.3 Допълнително производствено пространство и инвестиции

Две независими машини изискват отделни площадки и обикновено се нуждаят от допълнително оборудване за прехвърляне, буфери и участие на оператор.

Интегрираната система може да обедини тези функции в един производствен клетъчен модул, в зависимост от необходимата конфигурация на процеса.

3. Три често използвани метода за заравняване на ръбовете

Различните геометрии на компонентите изискват различни подходи за заравняване на ръбовете.

Отстраняване на заостреностите с четка

Робот управлява четка, за да обработва отделни отвори, ръбове и други определени области.

Четката за отстраняване на заострени ръбове осигурява висока гъвкавост и е особено подходяща за:

• Сложни повърхности
• Неправилни отвори на дупки
• Множество варианти на компоненти
• Голям брой места за отстраняване на заострени ръбове

Отстраняването на заострени ръбове с четка, извършвано от робот, позволява програмиране на траекторията на инструмента според геометрията на компонента.

Отстраняване на заострени ръбове с инструменти

Специализирани режещи инструменти могат да се използват за фасетиране или скребене на правилни отвори на дупки.

В сравнение с отстраняването на заострени ръбове с четка, обработката с инструмент може да осигури по-висока последователност и ефективност, когато:

• Геометрията на дупките е стабилна
• Обемът на производството е висок
• Местата за отстраняване на заострени ръбове са ясно дефинирани

Мокро отстраняване на заешини

Мокрото отстраняване на заострени ръбове се извършва в среда от режеща или почистваща течност.

Течността осигурява смазване и охлаждане по време на обработката с четка и може да помогне за намаляване на риска от дисколорация на повърхността, причинена от триене и топлина.

Тя също може да помогне за удължаване на експлоатационния живот на четките.

В действителни производствени системи тези методи не е задължително да се използват независимо един от друг. Отстраняването на заострени ръбове с четки и с инструменти може да се комбинира според геометрията на компонента и характеристиките на заострените ръбове.

4. Пример: Роботизирано отстраняване на заострени ръбове от блок на шестцилиндров дизелов двигател

Типична система за отстраняване на заострени ръбове от блок на шестцилиндров дизелов двигател използва два робота, оборудвани с четки за гъвкаво отстраняване на заострени ръбове от определени повърхности и отвори.

Електрическият шпиндел с подменяем инструмент позволява използването на множество конфигурации на четки с един и същи шпиндел.

Системата също използва мокро отстраняване на заешини за намаляване на риска от потъмняване на повърхността и за удължаване на живота на четките.

Ключови параметри

• Време на цикъл: 210 секунди/бройка
• Зареждане/Разтоварване: Автоматична ролкова транспортна система
• Метод за отстраняване на заострени ръбове: Две роботизирани четкащи системи
• Инструментална система: Заменяема четкаща конфигурация с електрически шпиндел
• Процес: Мокро отстраняване на заешини
• Обхват на отстраняването на заешини: Горна повърхност, долна повърхност, преден и заден крайни лица, страна на маслената помпа, отвори за маслен канал, отвори за разпределителен вал, отвори за колянов вал и отвори за цилиндри

Тази конфигурация показва защо роботизираното зачистване е особено полезно за блокове на двигатели с голям брой машинни характеристики.

5. Интегриран процес за зачистване и почистване

Типична интегрирана производствена последователност е:

Зареждане → Зачистване → Общо почистване → Целенасочено почистване под високо налягане → Изплакване → Отдухване с въздух → Вакуумно изсушаване → Разтоварване

Последователността е важна.

Зачистването трябва да се извърши преди окончателното почистване.

При зачистването се образуват фрагменти от заусеци и частици от машинна обработка. Ако компонентът се почисти първо, а след това се зачисти, новообразуваните частици могат да останат върху повърхности, които вече са били почистени.

Това би създало нов цикъл на замърсяване и потенциално би изисквало допълнителна операция по почистване.

Основното предимство на интеграцията е следователно не просто спестяването на една машина.

Това е способността да се установи непрекъснат процес:

Отстраняване на заострените ръбове → Незабавно почистване → Сушене

така че частиците, генерирани по време на отстраняването на заострените ръбове, да бъдат премахнати, преди компонентът да напусне производствената клетка.

6. Пример: Машина за почистване и отстраняване на заострените ръбове на двигателен блок за леки автомобили

Типична система за двигателен блок за леки автомобили комбинира роботизирано почистване с отстраняване на заострените ръбове чрез четки и инструменти.

Процесът на почистване включва:

• Турбулентно цялостно почистване
• Целенасочено почистване
• почистване под високо налягане от 32 MPa
• Почистване под налягане
• Изплакване
• Сушене

Оборудването също интегрира роботизирано отстраняване на заострените ръбове с четки и инструменти.

Ключови параметри

• Размери на оборудването: Приблизително 10 × 7 × 4,5 м
• Регулируем диапазон на цикъла: 20 секунди – 20 минути
• Чистота: ≤1–5 mg
• Основен размер на частиците в маслената магистрала: ≤600 μm
• Изсичане: Без видими следи от вода
• Охлаждане: Температурата на обработваната детайла ≤ температурата на околната среда ±3°C при разтоварване

Широко регулируем диапазон на цикъла от 20 секунди до 20 минути е особено актуално за гъвкавото производство.

Единична машина може да поддържа различни производствени режими – от производство с по-нисък обем и множество варианти до производство с по-висок обем на единичен компонент, стига конфигурацията на оборудването и производствените изисквания да са съвместими.

7. Къде се прилагат интегрираните машини за заравняване на остри ръбове и почистване?

Компоненти със сложни отвори

Двигателни блокове, глави на цилиндри, клапанни корпуси и подобни компоненти могат да съдържат десетки или дори стотици машинни елементи.

Ръчното заравняване на остри ръбове става все по-трудно с увеличаването на броя отвори и ръбове.

Роботизираните системи осигуряват програмирана и повтаряема обработка.

Компоненти с висока чистота

Фрагментите от заешки краици сами по себе си са източник на замърсяване.

Интегрирането на почистване незабавно след заешкото обработване намалява времето, през което новосъздадените частици остават върху компонента.

Производство на множество варианти

Програмируемите роботи, комбинирани с разменни четки и инструменти, могат да поддържат множество варианти на компоненти.

Това е особено полезно, когато няколко номера на части споделят една и съща производствена линия.

Точно обработени компоненти

Намаляването на междинното обслужване може да помогне за намаляване на риска от сблъсък или драскотина след машинната обработка.

Точната полза зависи от геометрията на компонента и подредбата на производствената клетка.

8. Как да изберете между четка и инструмент за заешко обработване?

Няма един-единствен метод за отстраняване на заострените ръбове, подходящ за всеки компонент.

Отстраняване на заостреностите с четка обикновено е по-гъвкав и подходящ за сложни повърхности, неправилни отвори и производство, включващо множество варианти.

Отстраняване на заострени ръбове с инструменти може да осигури висока последователност и ефективност, когато геометрията на отворите е правилна, а производствените условия са стабилни.

За някои приложения двата метода могат да се комбинират.

Електрическият шпиндел с разменяеми четки и инструменти позволява на системата да превключва между различни операции по отстраняване на заострените ръбове според програмирания процес.

Съответната конфигурация трябва да се определи според:

• Местоположение на заострения ръб
• Размер на дробилките
• Геометрия на отворите
• Материал на компонента
• Изисквания към повърхнината
• Производствен обем
• Брой компонентни варианти
• Изисквано време за цикъл

ЧЗВ

Наистина ли отстраняването на заострените ръбове и почистването могат да се извършат в една и съща машина?

Да

Интегрираната система за отстраняване на заострени ръбове и почистване може да обедини отстраняването на заострени ръбове, почистването, насоченото почистване под високо налягане, изплакването, сушенето и други необходими процеси в една производствена клетка.

Точната последователност на процесите зависи от компонента и изискванията за чистота.

Какви са предимствата на мокрото отстраняване на заострени ръбове?

При мокрото отстраняване на заострени ръбове се използва режеща течност или почистваща течност.

Основните предимства са намаляване на дисколорацията на повърхността, свързана с триенето, и осигуряване на смазване и охлаждане, което също може да помогне за удължаване на експлоатационния живот на четките.

Конкретната течност и условията на процеса трябва да се избират според материала на компонента и производствените изисквания.

Трябва ли да се използва отстраняване на заострени ръбове с четка или с инструмент?

Отстраняването на заострени ръбове с четка осигурява по-голяма гъвкавост и е подходящо за сложни повърхности и неправилни отвори.

Отстраняването на заострени ръбове с инструмент обикновено осигурява по-висока последователност и ефективност за правилни геометрии на отвори и стабилно производство в големи обеми.

Някои производствени системи комбинират и двата метода и автоматично превключват между инструментите според програмирания процес.

Може ли последователността на процеса да се обърне?

При интегриран процес за отстраняване на заострени ръбове и почистване отстраняването на заострени ръбове обикновено трябва да се извърши преди окончателната операция по почистване.

Отстраняването на заострени ръбове генерира частици. Ако тази операция се извършеше след окончателното почистване, тези частици биха могли да замърсят почистения компонент и потенциално биха изисквали допълнителна стъпка за почистване.

Каква може да бъде широчината на диапазона за времето на цикъл?

Постижимият диапазон зависи от конфигурацията на оборудването и изискванията към процеса.

Типична система за почистване и отстраняване на заострени ръбове за двигателни блокове на леки автомобили има регулируем диапазон за времето на цикъл от 20 секунди до 20 минути .

Такъв широк диапазон може да поддържа различни производствени изисквания, особено гъвкави линии, които обработват множество варианти на компоненти.

Заключение

Отстраняването на заострени ръбове и почистването не задължително трябва да се разглеждат като два напълно отделни производствени процеса.

За блокове на двигатели, цилиндрични глави, клапанни корпуси и други сложни машинно обработвани компоненти, интегрирането на роботизирано заравняване на остри ръбове + промишлено почистване може да намали междинното обслужване, да отстрани незабавно новосъздадените частици и да консолидира множество процеси в една производствена клетка.

Заравняването на остри ръбове с четка, заравняването с инструменти и влажното заравняне също могат да се комбинират според геометрията на компонента, характеристиките на острия ръб, материала, обема на производството и изискванията за чистота.

За приложения, които изискват както отстраняване на остри ръбове, така и висока чистота, интегрираната машина за заравняване и почистване осигурява начин за свързване на тези два процеса в непрекъснат производствен работен поток.