Flexible Roboter-Nockenwellen-Entgrat- und -Reinigungsmaschine mit sechs Achsen: integrierte Zweiprozess-Lösung für flexible Fertigung

Übersicht

Antriebskomponenten wie Motorblöcke, Zylinderköpfe, Kurbelwellen, Nockenwellen, Gehäuse, Ventilgehäuse, Wellen und Zahnräder erfordern häufig sowohl eine hohe Sauberkeit als auch eine wirksame Entgratung gewicht nach der Bearbeitung abzuschätzen.

Die sechsachsige, multirobotische, flexible Entgratungs- und Reinigungsmaschine von Big Bird Industrial kombiniert beide Prozesse auf einer einzigen Plattform. Mit einstellbaren Reinigungsdrücken von 0,5 bis 60 MPa und einer breiten Produktionszyklusdauer von 20 Sekunden bis 20 Minuten , lässt sich das System sowohl für Hochvolumen-Fertigungslinien als auch für Einzelmaschinenanwendungen konfigurieren.

Durch die Integration von robotergestützter Entgratung und präziser Reinigung in einer flexiblen Plattform ist die Lösung für Hersteller konzipiert, die größere Flexibilität, geringeren Werkstückumschlag und kompaktere Antriebsfertigungsprozesse anstreben.

Warum Reinigung und Entgratung kombinieren?

Nach der Bearbeitung stehen Antriebskomponenten typischerweise vor zwei wesentlichen Prozessanforderungen: entgraten und Verunreinigungen entfernen .

Die Bearbeitung kann Grate an Kanten, Bohrungen und inneren Kanälen hinterlassen, während Späne, Kühlschmierstoffe und andere Rückstände auf der Komponentenoberfläche oder in kritischen Kanälen verbleiben können.

Eine herkömmliche Produktionsanlage verwendet möglicherweise separate Entgrat- und Reinigungsmaschinen. Dies erfordert die Übertragung des Werkstücks zwischen verschiedenen Stationen, was folgende Nachteile mit sich bringen kann:

• Zusätzliche Handhabungs- und Transferzeiten
• Risiko einer Kollision oder Oberflächenschädigung des Werkstücks
• Sekundäre Kontamination
• Erhöhter Bestand an Fertigungsaufträgen in Arbeit
• Zusätzlicher Platzbedarf auf der Produktionsfläche
• Eingeschränkte Flexibilität beim Wechsel zwischen verschiedenen Komponenten

Die flexible Entgrat- und Reinigungsmaschine integriert beide Prozesse auf einer Plattform. Dadurch werden unnötige Transfers und der Platzbedarf auf der Produktionsfläche reduziert, während die Prozessprogramme für unterschiedliche Werkstücke angepasst werden können.

Gerätekonfiguration und Prozess

Das System nutzt eine Mehrroboter-Architektur mit Sechs-Achsen-Robotern, um verschiedene Bearbeitungsoperationen entsprechend dem Werkstück und den Produktionsanforderungen durchzuführen.

Konfiguration der Ausrüstung

• Gerätetyp: Sechsachsige flexible Mehrrobotersysteme mit integrierten Entgrat- und Reinigungsprozessen
• Anwendung: Serienfertigungslinien oder eigenständige Produktionsanlagen
• Steuerungssysteme: Siemens oder Mitsubishi
• Robotermarken: FANUC, ABB und andere industrielle Roboterplattformen
• Werkstückschaltung: Palettenförderbandes verlängern
• Kundenspezifische Werkzeuge: Anwendungsspezifische Spannvorrichtungen, Bürsten und Werkzeuge
• Filterung: Automatische Rückspülfilterung mit automatischer Rückstandsentfernung, Beutelfilterung und Papierbandfilterung
• Filterstufen: 1–3 Stufen je nach Prozessanforderungen

Integrierte Prozesskette

Die Bearbeitungsreihenfolge kann umfassen:

Entgraten → Turbulente Gesamtreinigung → Scanning-Reinigung → Gezielte Reinigung → Hochdruck-Wasserreinigung und Entgraten → Spülen → Luftausblasen → Vakuumtrocknung → Abkühlen

Verschiedene Prozesskombinationen können je nach Komponentengeometrie, Sauberkeitsanforderungen, Grataufkommen, Produktionszyklus und Kundenprozessspezifikationen konfiguriert werden.

Reinigungs- und Entgratungstechnologien

Das System kombiniert mehrere Technologien, um unterschiedliche Anforderungen an Verunreinigungs- und Gratentfernung zu erfüllen:

• Turbulente Gesamtreinigung
• Gezieltes Hochdruck-Wasser-Entgraten
• Hochdruck-Wasserreinigung
• Spülen
• Mechanisches Bürsten zum Entgraten
• Werkzeugbasiertes Entgraten
• Trocknung mit Druckluft
• Vakuumtrocknung
• Wasserkühlung oder Klimakühlung

Diese Kombination ermöglicht es, verschiedene Technologien unterschiedlichen Bearbeitungsbereichen zuzuordnen, anstatt sich auf eine einzige Entgrat- oder Reinigungsmethode zu verlassen.

Schlüsseltechnische Parameter

Anwendbare Branchen

Anwendungen im Automobil- und Maschinenbau, darunter Ottomotoren und Dieselmotoren, Getriebe sowie andere Antriebsstrangkomponenten sowie präzise industrielle Reinigungs- und Entgratanwendungen.

Anwendbare Werkstücke

• Motorblöcke
• Zylinderköpfe
• Kurbelwellen
• Nockenwellen
• Kolbenstangen
• Gehäuse
• Ventilgehäuse
• Wellen und Zahnräder
• Weitere präzise Antriebsstrangkomponenten

Ungefähre Geräteabmessungen:
10 m × 7 m × 4,5 m

Produktionszyklus:
20 Sekunden bis 20 Minuten, konfigurierbar je nach Werkstück und Prozess

Reinigungsdruck:
0,5–60 MPa

Sauberkeit:
≤1–5 mg

Partikelgröße im Hauptölkanal:
≤600 μm

Trocknen:
Abblasen mit Druckluft und Vakuumtrocknung

Kühlung:
Wasserkühlung oder Klimakühlung

Schallpegel:
75 dB

Wesentliche Vorteile

1. Zwei Prozesse in einem System

Entgraten und Reinigen sind in einer einzigen Produktionsplattform integriert, wodurch Werkstücktransfers sowie die für separate Anlagen erforderliche Bodenfläche reduziert werden.

2. Flexible Mehrproduktfertigung

Das System kann verschiedene Arten von Antriebskomponenten verarbeiten. Reinigungs- und Entgratprogramme lassen sich je nach Werkstück anpassen und ermöglichen so die Mehrproduktfertigung auf derselben flexiblen Plattform.

3. Breiter Zykluszeitbereich

Der konfigurierbare Zykluszeitbereich von 20 Sekunden bis 20 Minuten ermöglicht es dem System, sehr unterschiedliche Produktionsanforderungen abzudecken.

Die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung kann für kleinere Komponenten und die Großserienfertigung konfiguriert werden, während längere Zyklen größere Komponenten mit umfangreicheren Anforderungen an die Präzisionsreinigung und Entgratung berücksichtigen können.

4. Kombinierte mechanische und hochdruckbasierte Entgratung

Mechanische Bürsten und Werkzeuge können zugängliche Kanten und Öffnungen bearbeiten, während Hochdruckwasser innere Hohlräume, Bohrungen und Bereiche erreichen kann, die für herkömmliche mechanische Werkzeuge schwer zugänglich sind.

Die Kombination dieser Technologien bietet eine breitere Abdeckung für verschiedene Grataufkommen und Geometrien.

5. Mehrere Filteroptionen

Das System kann mit automatischer Rückspülfilterung, Sackfilterung und Papierbandfilterung ausgestattet werden. Je nach erforderlichem Reinigungsprozess und Verschmutzungsgrad können ein bis drei Filterstufen konfiguriert werden.

6. Geeignet für Fertigungslinien oder den Einzelbetrieb

Die Anlage kann in automatisierte Fertigungslinien integriert oder als eigenständige, flexible Reinigungs- und Entgratmaschine konfiguriert werden, sodass Hersteller ein geeignetes Layout entsprechend ihrer Produktionsumgebung auswählen können.

FAQ

Welche Vorteile bietet die Kombination von Reinigung und Entgraten im Vergleich zu separaten Fertigungslinien?

Ein integriertes System reduziert den Werkstücktransport, was das Risiko von Kollisionen und sekundärer Kontamination senken kann. Es verringert zudem den Flächenbedarf und den Bestand an unfertigen Erzeugnissen (WIP) und ermöglicht die Verarbeitung verschiedener Produkte durch programmierbare Prozessänderungen.

Was bedeutet der Zykluszeitbereich von 20 Sekunden bis 20 Minuten?

Der breite Zykluszeitbereich ermöglicht es der Anlage, sehr unterschiedliche Produktionsanforderungen zu erfüllen.

Kurze Zyklen können für kleinere Komponenten und Hochvolumenfertigung konfiguriert werden, während längere Zyklen für größere Komponenten oder Anwendungen mit umfangreicheren Reinigungs- und Entgratprozessen eingesetzt werden können.

Wie werden Hochdruck-Wasserentgratung und mechanische Entgratung gemeinsam eingesetzt?

Die Hochdruck-Wasserentgratung ist besonders nützlich für innenliegende Hohlräume, Durchgänge, Bohrungsöffnungen und andere Bereiche, die mit herkömmlichen mechanischen Werkzeugen nur schwer zugänglich sind.

Mechanische Bürsten und Schneidwerkzeuge eignen sich für leicht zugängliche Kanten, Oberflächen und spezifische Grataufkommen.

Der Einsatz beider Technologien ermöglicht es dem Prozess, unterschiedliche Gratarten und Komponentengeometrien innerhalb desselben Fertigungssystems zu bearbeiten.

Welche Abmessungen können an den Werkstücken verarbeitet werden?

Die Gesamtabmessungen der Anlage betragen ca. 10 m × 7 m × 4,5 m , wodurch eine große Bearbeitungsplattform zur Verfügung steht, die für verschiedene Antriebskomponenten wie Motorblöcke, Zylinderköpfe und Kurbelwellen geeignet ist.

Die tatsächlichen maximalen Werkstückabmessungen und die Ladekonfiguration sind anhand der Komponentengeometrie, des Gewichts, des erforderlichen Prozesses, der Werkzeugauslegung sowie der Anforderungen der Fertigungslinie zu bestimmen.

Fazit

Die sechsachsige flexible Entgrat- und Reinigungsmaschine mit Mehrrobotersystem von Big Bird Industrial kombiniert robotergestütztes Entgraten und präzises Reinigen auf einer einzigen flexiblen Plattform.

Mit Reinigungsdrücken von 0,5 bis 60 MPa , einem konfigurierbaren Zyklusbereich von 20 Sekunden bis 20 Minuten , einer Sauberkeit von ≤1–5 mg , und einer Hauptölpassagen-Partikelgröße von ≤600 μm , lässt sich das System an eine breite Palette von Antriebskomponenten anpassen.

Durch die Kombination aus Hochdruckwasserbehandlung, mechanischem Entgraten, turbulenter Reinigung, Spülen, Trocknen und Kühlen bietet die Lösung einen flexiblen Ansatz für Hersteller, die mehrere Nachbearbeitungsprozesse in ein kompakteres und automatisierteres Produktionssystem integrieren möchten.