Robotické zařízení pro odstraňování oštěpů z bloku šestiválcového dieselového motoru: integrované řešení pro odstraňování oštěpů a čištění

Přehled

Litiné bloky dieselových motorů z litiny mohou vykazovat obrušové hranice (burry) kolem vrtaných olejových kanálů, otvorů pro vodní pláště válcových vložek, závitových otvorů a křížících se vrtaných otvorů. Protože obrušové hranice z litiny mohou být obtížné odstranit konzistentně, ruční odstraňování burrů může vést k vysokým nárokům na pracovní sílu, nerovnoměrné kvalitě a přehlédnutí některých míst.

Robustní řešení pro odstraňování burrů od společnosti Big Bird Industrial pro šestiválcové bloky dieselových motorů využívá průmyslového robota se šesti osami k provádění flexibilního, programovatelného odstraňování burrů s integrovanou čisticí funkcí. Kombinací řízeného pohybu nástroje, metod odstraňování burrů specifických pro danou aplikaci a následného čištění systém pomáhá odstranit burry a obráběcí zbytky ještě před montáží motoru.

1. Kde se u bloků dieselových motorů vyskytují burry?

Burry se mohou vytvářet kolem okrajů otvorů, křížících se kanálů a rohů vnitřních dutin během obráběcích operací, jako je vrtání hlavních olejových kanálů, otvorů pro vodní pláště válcových vložek a závitových otvorů.

Litiné břity mohou být poměrně tvrdé a pevně přichycené, což je činí obtížně odstranitelnými ručně, zejména v oblastech s omezeným přístupem nástrojů. Ruční operace se také mohou lišit mezi různými obsluhovými pracovníky i mezi jednotlivými obrobky, čímž se zvyšuje riziko neodstranění některých břitů nebo nadměrného odstranění materiálu.

Zbylé břity představují potenciální rizika během provozu motoru. Pokud se uvolněné částice dostanou do olejových kanálů nebo na pohyblivé stykové plochy, mohou přispět k uzavření toku oleje, poškrábání nebo poškození komponentů, jako jsou válečkové vložky válců a ložiskové plochy.

Z tohoto důvodu je kvalita odstraňování břitů důležitou součástí výroby bloků motorů. Cílem není pouze odstranit viditelné břity, ale dosáhnout konzistentních výsledků na definovaných místech, přičemž se chrání funkční povrchy a udržuje požadovaná geometrie komponentů.

2. Robotické řešení pro odstraňování břitů u bloků dieselových motorů

Systém kombinuje průmyslového robota se šesti osami, speciální nástroje pro odstraňování ohrubů, programovatelné řízení procesu a integrovanou čistící stanicí.

Pohyb nástroje robotem se šesti osami

Robot nese vybraný nástroj pro odstraňování ohrubů a sleduje naprogramované dráhy podél obrysů součásti, okrajů otvorů a dalších specifikovaných míst. Jeho víceosová konstrukce zajišťuje flexibilitu při přístupu k prvkům s různou orientací.

Dráhy nástroje jsou vyvíjeny a ověřovány na základě geometrie bloku motoru, poloh ohrubů a požadovaných výsledků odstraňování.

Více metod odstraňování ohrubů

V závislosti na poloze ohrubů, jejich tvaru a stavu materiálu může systém využívat kombinaci následujících metod:

• Štětcové nástroje: Vhodné pro vybrané aplikace dokončování hran a lehkého odstraňování ohrubů.

• Řezné nástroje: Používají se tam, kde je vyžadováno přímější mechanické odstranění.

• Vysokotlaká voda: Používá se tam, kde je hydraulické odstraňování vhodné pro typ obrušovacího hranu, geometrii obrobku a provozní podmínky.

Příslušný nástroj a provozní parametry je třeba vybrat prostřednictvím testování. Ne každé místo výskytu obrušovacího hranu vyžaduje stejnou metodu odstraňování a konečné uspořádání závisí na konkrétním motorovém bloku.

Integrované čištění po odstranění obrušovacích hran

Odstraňování obrušovacích hran vytváří třísky a odštěpené částice, zatímco obráběcí operace mohou na obrobku nechat řezné kapaliny a jiné zbytky. Systém integruje etapu čištění po odstranění obrušovacích hran, aby tyto kontaminanty odstranil před tím, než součást postoupí do další výrobní operace.

Účinnost čištění závisí na konfiguraci procesu, řízení kapalin, filtraci a přístupnosti příslušných prvků. Požadovaná úroveň čistoty je třeba ověřit proti přijímacím kritériím zákazníka.

Programovatelné řízení procesu

Různé modely bloků motorů mohou využívat odpovídající programy pro odstraňování ostří. Pokud to umožňuje konstrukce systému, specializované nebo rychle vyměnitelné upínací zařízení mohou pomoci zpracovávat více variant polotovarů na společné výrobní lince.

Správa programů a řízení procesních parametrů také podporují konzistentní provádění operací a poskytují základ pro záznamy kvality a sledovatelnost procesu.

3. Klíčové výhody integrovaného robotického odstraňování ostří a čištění

Snížená závislost na ručním odstraňování ostří

Automatizace opakujících se operací odstraňování ostří snižuje ruční zátěž a závislost na dovednostech obsluhy. Naprogramované dráhy pomáhají standardizovat operace napříč polotovary a výrobními směnami.

Vyšší konzistence kvality odstraňování ostří

Validovaný robotický proces může zlepšit konzistenci na specifikovaných místech ostří. Výběr nástroje, přesnost dráhy, kontaktní síla a procesní parametry musí být přizpůsobeny polotovaru, aby se minimalizovaly jak zbytkové ostří, tak nadměrné odstranění materiálu.

Zlepšený výrobní tok

Kombinování odlehčování hran a čištění v rámci integrovaného systému může snížit mezilehlé manipulace, akumulaci položek ve výrobě a přepravu mezi samostatnými pracovišti. Skutečný přínos pro produktivitu závisí na době cyklu, uspořádání nákladu a vykládky a vyváženosti celé výrobní linky.

Lepší sledovatelnost procesu

Uložené programy a řízené technologické parametry poskytují základ pro zaznamenání toho, který proces byl použit pro každou polotovar nebo výrobní šarži, pokud systém takové sledování podporuje. To může pomoci při šetření kvality a optimalizaci procesu.

4. Typické aplikace

Systém je navržen pro operace odlehčování hran a čištění šestiválcových dieselových motorových bloků a potenciálně jej lze upravit pro jiné součásti z litiny a velké skříně.

Typické oblasti použití zahrnují:

• Výroba dieselových motorů pro nákladní vozidla

• Obráběcí linky pro motorové bloky

• Odlehčování hran olejových a vodních kanálků

• Dokončování hran průsečíků vrtaných otvorů

• Automatické odlehčování hran a čištění výroby pohonných jednotek

Přizpůsobení jiné součásti vyžaduje posouzení její geometrie, polohy obrušových hran, materiálových vlastností, přístupu nástroje, požadavků na upínací zařízení a taktu výroby. Před potvrzením konečné konfigurace procesu se doporučuje provést zkušební proveditelnostní zkoušku.

Často kladené otázky

Otázka 1: Proč je odstraňování obrušových hran z litinového motorového bloku obtížné?

Obrušové hrany se mohou vytvářet na okraji děr, v místech křížení vrtaných otvorů a v rozích vnitřních dutin. Jejich tvrdost, způsob přilnavosti a poloha mohou ztěžit a znehodnotit ruční odstraňování, které navíc bývá nekonzistentní. Robotické odbrušování umožňuje programovaný pohyb nástroje a opakovatelný přístup do specifikovaných oblastí za podmínky ověření nástroje a procesu.

Otázka 2: Může robotické odbrušování poškodit opracované povrchy?

Jakýkoli proces odhrnování musí kontrolovat riziko nadměrného odstranění materiálu nebo poškození obráběných a těsnicích povrchů. Toto riziko lze řídit vhodným výběrem nástrojů, ověřenými dráhami nástroje, regulací kontaktové síly a použitím vhodných upínačů. Konečné přijetí musí zahrnovat kontrolu příslušných hran a funkčních povrchů.

Otázka 3: Je po odhrnování vyžadován samostatný čistící proces?

Popsaný systém integruje čištění po odhrnování za účelem odstranění vzniklých třísek, uvolněných částic a zbytků po obrábění. Zda je nutné dodatečné čištění, závisí na požadované míře čistoty, účinnosti integrovaného procesu a požadavcích následných výrobních kroků. Validace musí potvrdit, že polotovar splňuje dohodnutá kritéria přijetí před přechodem na další výrobní fázi.

Otázka 4: Může systém zpracovávat různé modely motorových bloků?

Výroba více modelů může být podporována prostřednictvím programů specifických pro jednotlivé modely a vhodných upínačů, včetně nástrojů s rychlou výměnou, pokud jsou takto nakonfigurovány. Kompatibilita závisí na rozdílech ve tvaru obrobku, umístění jemných hran, přístupu nástroje a požadavcích na manipulaci. Každý model je třeba ověřit před uvedením do výroby.

Závěr

Kontrolované odstraňování jemných hran u litinových bloků vznětových motorů je důležité pro omezení zbytkových částic a ochranu následné montáže motoru. Robotický systém se šesti osami umožňuje flexibilní pohyb nástroje pro programované odstraňování jemných hran, zatímco integrované čištění pomáhá odstranit třísky a zbytky vzniklé během zpracování.

Kombinací nástrojů specifických pro danou aplikaci, ověřených dráhy pohybu robotů, řízení procesu a následného čištění pomáhá společnost Big Bird Industrial výrobcům vyvíjet integrovaná řešení pro odstraňování jemných hran u bloků motorů a dalších litinových součástí.

Big Bird Industrial, dříve Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., poskytuje průmyslové čisticí zařízení a vybavení pro výrobní procesy v automobilovém průmyslu a přesné výrobě. Finální návrh systému by měl být přizpůsoben geometrii obrobku, charakteristikám obrušování, požadavkům výroby a kvalitním kritériím stanoveným zákazníkem.