Μπορούν η αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός να πραγματοποιούνται σε μία μόνο μηχανή; Ενσωματωμένες Λύσεις Αφαίρεσης Ακμών και Καθαρισμού

Επισκόπηση

Τα ακριβή αποτσίμπηδα μπορεί να φαίνονται ασήμαντα, αλλά μπορούν να αποτελέσουν σοβαρή πηγή μόλυνσης κατά τη συναρμολόγηση και τη λειτουργία.

Τα αποτσίμπηδα που δημιουργούνται γύρω από οπές, άκρα και τομές διαβατών μπορούν να αποκολληθούν κατά τη χειρίσιμη επεξεργασία των εξαρτημάτων ή τη λειτουργία του εξοπλισμού. Μόλις αποκολληθούν, αυτά τα σωματίδια μπορούν να εισέλθουν σε διαύλους λαδιού, υδραυλικά συστήματα ή ακριβείς επιφάνειες σύνδεσης.

Παραδοσιακά, το αποτσιμπηδώμα και ο καθαρισμός εκτελούνται σε ξεχωριστές μηχανές. Το εξάρτημα πρέπει να μεταφερθεί από τη διαδικασία αποτσιμπηδώματος στη διαδικασία καθαρισμού, με αποτέλεσμα επιπλέον χειρισμό, πιθανή ζημιά και ευκαιρίες επαναμόλυνσης.

Ένα ολοκληρωμένη μηχανή αποτσιμπηδώματος και καθαρισμού συνδυάζει τις δύο διαδικασίες σε ένα ενιαίο παραγωγικό σύστημα.

Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργεί η συνδυασμένη διαδικασία, συγκρίνει τις συνηθέστερες μεθόδους αποτσιμπηδώματος και εξετάζει τα σημεία όπου μια ολοκληρωμένη λύση αποτσιμπηδώματος και καθαρισμού μπορεί να προσφέρει αξία.

1. Γιατί τα αποτσίμπηδα της μηχανικής επεξεργασίας αποτελούν πηγή μόλυνσης;

Οι διαδικασίες μηχανικής επεξεργασίας δημιουργούν συνήθως αποτσίμπηδα γύρω από:

• Ανοίγματα οπών
• Μηχανοκατεργασμένες άκρες
• Τεμνόμενες οπές
• Διόδους λαδιού
• Οπών άξονα καμπάνας
• Εδράσεις εκκεντροφόρου άξονα
• Οι κυλινδρικές εσωτερικές επιφάνειες (cylinder bores)

Παρόλο που αυτές οι ακμές είναι μικρές, μπορούν να μετατραπούν σε ελεύθερα σωματίδια κατά την επόμενη συναρμολόγηση ή λειτουργία.

Μια ακμή μπορεί να αποκολληθεί κατά τη χειρισμό του εξαρτήματος και να μολύνει μια ήδη καθαρή επιφάνεια σύνδεσης ή δίαυλο λαδιού. Μια σφιχτά προσκολλημένη ακμή μπορεί επίσης να αποκολληθεί αργότερα λόγω ταλαντώσεων κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού.

Για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε κινητήρες, υδραυλικά συστήματα και άλλες ακριβείς συναρμολογήσεις, αυτό μπορεί να επηρεάζει άμεσα την απόδοση καθαρότητας.

Ως αποτέλεσμα, οι προδιαγραφές καθαρότητας μπορεί να αφορούν όχι μόνο την υπολειπόμενη μόλυνση κατά βάρος, αλλά και απαιτήσεις σχετικά με αφαίρεση ακμών και παραγωγή σωματιδίων .

Μια συνηθισμένη παραγωγική διαδρομή είναι:

Μηχάνημα αφαίρεσης ακμών → Μεταφορά → Μηχάνημα καθαρισμού

Ένα ενσωματωμένο σύστημα το αλλάζει σε:

Αφαίρεση ακμών → Καθαρισμός → Στέγνωμα

μέσα στον ίδιο εξοπλισμό.

2. Τρία προβλήματα με χωριστές διαδικασίες αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού

2.1 Επιπλέον μεταφορά τεμαχίων εργασίας

Το εξάρτημα πρέπει να μεταφερθεί μεταξύ δύο μηχανημάτων.

Για ακριβή μηχανουργημένα εξαρτήματα, η επιπλέον χειροκίνητη χειριστική μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο:

• Επιφανειακές βλάβες
• Σύγκρουσης ή κρούσης
• Σφάλματα εντοπισμού
• Επιπλέον χειροκίνητης χειριστικής

Η μείωση των περιττών μεταφορών μπορεί να απλοποιήσει τη ροή υλικού.

2.2 Επαναμόλυνση

Η αφαίρεση ακμών παράγει αυτόματα χοντρές και λεπτές μεταλλικές σωματίδια, καθώς και θραύσματα ακμών.

Εάν αυτά τα υπολείμματα δεν αφαιρεθούν αποτελεσματικά πριν από την επόμενη διαδικασία, μπορούν να αυξήσουν το φορτίο μόλυνσης που εισέρχεται στη διαδικασία καθαρισμού.

Με μια ενσωματωμένη μηχανή, το εξάρτημα μπορεί να εισέλθει αμέσως στη διαδικασία καθαρισμού μετά την αφαίρεση ακμών.

2.3 Επιπλέον χώρος δαπέδου και επένδυση

Δύο ανεξάρτητες μηχανές απαιτούν ξεχωριστά εμβαδά εγκατάστασης και συνήθως απαιτούν επιπλέον εξοπλισμό μεταφοράς, συστήματα αποθήκευσης και ανθρώπινη παρέμβαση.

Ένα ενσωματωμένο σύστημα μπορεί να συγκεντρώσει αυτές τις λειτουργίες σε ένα μοναδικό κελί παραγωγής, ανάλογα με την απαιτούμενη διαμόρφωση της διαδικασίας.

3. Τρεις συνηθισμένες μέθοδοι αφαίρεσης ακμών

Διαφορετικές γεωμετρίες εξαρτημάτων απαιτούν διαφορετικές προσεγγίσεις αφαίρεσης ακμών.

Αφαίρεση Ανωμαλιών Με Βούρτσα

Ένα ρομπότ μεταφέρει μια βούρτσα για να επεξεργαστεί μεμονωμένες οπές, άκρα και άλλες καθορισμένες περιοχές.

Η αφαίρεση ακμών με βούρτσα προσφέρει υψηλή ευελιξία και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για:

• Πολύπλοκες Επιφάνειες
• Ανώμαλα ανοίγματα οπών
• Πολλαπλές παραλλαγές εξαρτημάτων
• Μεγάλο αριθμό θέσεων αφαίρεσης ακμών

Η αφαίρεση ακμών με βούρτσα με ρομπότ επιτρέπει τον προγραμματισμό της διαδρομής του εργαλείου σύμφωνα με τη γεωμετρία του εξαρτήματος.

Αφαίρεση ακμών με εργαλεία

Ειδικά κοπτικά εργαλεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχέτευση ή την ξύσματα κανονικών ανοιγμάτων οπών.

Σε σύγκριση με την αφαίρεση ακμών με βούρτσα, η επεξεργασία με εργαλεία μπορεί να προσφέρει υψηλότερη συνοχή και αποδοτικότητα όταν:

• Η γεωμετρία της οπής είναι σταθερή
• Ο όγκος παραγωγής είναι υψηλός
• Οι θέσεις αφαίρεσης ακμών είναι σαφώς καθορισμένες

Υγρή αποθρυμμάτωση

Η υγρή αφαίρεση ακμών πραγματοποιείται σε περιβάλλον λαδιού κοπής ή καθαρισμού.

Το υγρό παρέχει λίπανση και ψύξη κατά την επεξεργασία με βούρτσα και μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του κινδύνου αλλοίωσης του χρώματος της επιφάνειας λόγω τριβής και θερμότητας.

Μπορεί επίσης να βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής της βούρτσας.

Σε πραγματικά συστήματα παραγωγής, αυτές οι μέθοδοι δεν χρειάζεται αναγκαστικά να χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα. Η αφαίρεση ακμών με βούρτσα και με εργαλεία μπορεί να συνδυαστεί ανάλογα με τη γεωμετρία του εξαρτήματος και τα χαρακτηριστικά των ακμών.

4. Παράδειγμα: Αφαίρεση ακμών με ρομπότ σε μπλοκ κινητήρα diesel έξι κυλίνδρων

Ένα τυπικό σύστημα αφαίρεσης ακμών για μπλοκ κινητήρα diesel έξι κυλίνδρων χρησιμοποιεί δύο ρομπότ εξοπλισμένα με βούρτσες για να εκτελούν ευέλικτη αφαίρεση ακμών σε καθορισμένες επιφάνειες και οπές.

Ένα ηλεκτρικό άξονα με ανταλλάξιμα εργαλεία επιτρέπει τη χρήση πολλαπλών διαμορφώσεων βούρτσας με τον ίδιο άξονα.

Το σύστημα χρησιμοποιεί επίσης υγρή αποθρυμμάτωση για να μειώσει τον κίνδυνο μαυρίσματος της επιφάνειας και να βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής των βούρτσων.

Κύριες παράμετροι

• Χρόνος Κύκλου: 210 δευτερόλεπτα/τεμ.
• Φόρτωση/Απόφορτωση: Αυτόματος ρολοειδής μεταφορέας
• Μέθοδος Αφαίρεσης Ακριβών: Δύο ρομποτικά συστήματα βούρτσας
• Σύστημα εργαλείων: Αντικαθιστώμενη διάταξη βούρτσας με ηλεκτρικό άξονα
• Διαδικασία: Υγρή αποθρυμμάτωση
• Κάλυψη αποθρυμμάτωσης: Ανώτερη επιφάνεια, κατώτερη επιφάνεια, μπροστινές και πίσω επιφάνειες, πλευρά αντλίας λαδιού, ανοίγματα διόδου λαδιού, οπές εκκεντροφόρου άξονα, οπές στροφαλοφόρου άξονα και ανοίγματα κυλίνδρων

Αυτή η διαμόρφωση δείχνει γιατί η ρομποτική αποθρυψαλίδωση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για μπλοκ κινητήρων με μεγάλο αριθμό μηχανουργικών χαρακτηριστικών.

5. Ενσωματωμένη διαδικασία αποθρυψαλίδωσης και καθαρισμού

Μια τυπική ενσωματωμένη παραγωγική ακολουθία είναι:

Φόρτωση → Αποθρυψαλίδωση → Γενικός καθαρισμός → Στοχευμένος καθαρισμός υψηλής πίεσης → Ξέπλυμα → Απομάκρυνση με αέρα → Αναρρόφηση για στέγνωμα → Απόφορτωση

Η σειρά είναι σημαντική.

Η αποθρυψαλίδωση πρέπει να πραγματοποιηθεί πριν από τον τελικό καθαρισμό.

Η αποθρυψαλίδωση παράγει θραύσματα ακμών και σωματίδια μηχανουργικής επεξεργασίας. Εάν το εξάρτημα καθαριζόταν πρώτα και στη συνέχεια αποθρυψαλιδωνόταν, τα νεοπαραγόμενα σωματίδια θα μπορούσαν να παραμείνουν σε επιφάνειες που είχαν ήδη καθαριστεί.

Αυτό θα δημιουργούσε έναν νέο κύκλο μόλυνσης και θα μπορούσε να απαιτήσει επιπλέον καθαρισμό.

Το βασικό πλεονέκτημα της ενσωμάτωσης δεν είναι λοιπόν απλώς η εξοικονόμηση μιας μηχανής.

Είναι η δυνατότητα δημιουργίας μιας συνεχούς διαδικασίας:

Αφαίρεση ακμών → Αμεση καθαρισμός → Στέγνωμα

ώστε τα σωματίδια που δημιουργούνται κατά την αφαίρεση ακμών να απομακρύνονται πριν το εξάρτημα εγκαταλείψει το κελί παραγωγής.

6. Παράδειγμα: Μηχάνημα καθαρισμού και αφαίρεσης ακμών για μπλοκ κινητήρα επιβατικού οχήματος

Ένα τυπικό σύστημα μπλοκ κινητήρα επιβατικού οχήματος συνδυάζει ρομποτικό καθαρισμό με αφαίρεση ακμών με βούρτσες και με εργαλεία.

Η διαδικασία καθαρισμού περιλαμβάνει:

• Τυρβώδης Γενικής Εμβάπτισης Καθαρισμός
• Εξειδικευμένος καθαρισμός
• καθάρισμα υψηλής πίεσης 32 MPa,
• Καθαρισμό με πίεση
• Πλύση
• Αναψυχή

Το εξοπλισμός ενσωματώνει επίσης ρομποτική αφαίρεση ακμών με βούρτσες και με εργαλεία.

Κύριες παράμετροι

• Διαστάσεις εξαρτήματος: Περίπου 10 × 7 × 4,5 m
• Ρυθμιζόμενο εύρος κύκλου: 20 δευτερόλεπτα – 20 λεπτά
• Καθαρότητα: ≤1–5 mg
• Μέγεθος σωματιδίων κύριας οπής λιπάνσεως: ≤600 μm
• Αναψυχή: Κανένα ορατό ίχνος νερού
• Ψύξη: Η θερμοκρασία του εξαρτήματος δεν υπερβαίνει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος κατά ±3°C κατά την απόθεση

Το φαρδύ ρυθμιζόμενο εύρος κύκλου από 20 δευτερόλεπτα έως 20 λεπτά είναι ιδιαίτερα σχετικό για την ευέλικτη παραγωγή.

Μία μοναδική διαμόρφωση μηχανήματος μπορεί να υποστηρίξει διαφορετικούς τρόπους παραγωγής, από παραγωγή με χαμηλότερο όγκο και πολλαπλές παραλλαγές έως παραγωγή με υψηλότερο όγκο ενός ενιαίου εξαρτήματος, εφόσον η διαμόρφωση του εξοπλισμού και οι απαιτήσεις παραγωγής είναι συμβατές.

7. Σε ποιες εφαρμογές χρησιμοποιούνται οι ενσωματωμένες μηχανές αποτρίβωσης και καθαρισμού;

Εξαρτήματα με πολύπλοκα μοτίβα οπών

Τα μπλοκ κινητήρα, οι κεφαλές κυλίνδρων, τα σώματα βαλβίδων και παρόμοια εξαρτήματα μπορεί να περιέχουν δεκάδες ή ακόμη και εκατοντάδες μηχανουργικά χαρακτηριστικά.

Η χειροκίνητη αποτρίβωση γίνεται ολοένα και πιο δύσκολη καθώς αυξάνεται ο αριθμός των οπών και των ακμών.

Τα ρομποτικά συστήματα μπορούν να παρέχουν προγραμματιζόμενη και επαναλαμβανόμενη επεξεργασία.

Εξαρτήματα υψηλής καθαρότητας

Τα θραύσματα της αποξύσματος αποτελούν αυτά καθεαυτά μια πηγή μόλυνσης.

Η ενσωμάτωση του καθαρισμού αμέσως μετά την αποξύσματος μειώνει το χρονικό διάστημα κατά το οποίο τα νεοδημιουργηθέντα σωματίδια παραμένουν στο εξάρτημα.

Παραγωγή Πολλαπλών Εκδόσεων

Προγραμματιζόμενοι ρομπότ σε συνδυασμό με εναλλάξιμες βούρτσες και εργαλεία μπορούν να υποστηρίξουν πολλαπλές εκδόσεις εξαρτημάτων.

Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν αρκετοί αριθμοί εξαρτημάτων κοινοχρησιμοποιούν την ίδια γραμμή παραγωγής.

Ακριβώς Μηχανοκατεργασμένα Εξαρτήματα

Η μείωση της ενδιάμεσης χειριστικότητας μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του κινδύνου σύγκρουσης ή γρατζουνισμάτων μετά τη μηχανική κατεργασία.

Το ακριβές όφελος εξαρτάται από τη γεωμετρία του εξαρτήματος και τη διάταξη του κελιού παραγωγής.

8. Πώς να επιλέξετε μεταξύ αποξύσματος με βούρτσα και με εργαλείο;

Δεν υπάρχει μία μόνο μέθοδος αποξύσματος κατάλληλη για κάθε εξάρτημα.

Αφαίρεση Ανωμαλιών Με Βούρτσα είναι γενικά πιο ευέλικτη και κατάλληλη για πολύπλοκες επιφάνειες, ανώμαλα ανοίγματα και παραγωγή που περιλαμβάνει πολλές παραλλαγές.

Αφαίρεση ακμών με εργαλεία μπορεί να παρέχει υψηλή συνέπεια και αποδοτικότητα όταν η γεωμετρία των οπών είναι κανονική και οι συνθήκες παραγωγής είναι σταθερές.

Για ορισμένες εφαρμογές, οι δύο μέθοδοι μπορούν να συνδυαστούν.

Ένας ηλεκτρικός άξονας με εναλλάξιμες βούρτσες και εργαλεία επιτρέπει στο σύστημα να εναλλάσσεται μεταξύ διαφορετικών λειτουργιών αφαίρεσης ακμών σύμφωνα με την προγραμματισμένη διαδικασία.

Η κατάλληλη διαμόρφωση πρέπει να καθοριστεί σύμφωνα με:

• Τοποθεσία ακαθαρσίας
• Μέγεθος ακμής
• Γεωμετρία οπής
• Υλικό εξαρτήματος
• Απαιτήματα Επιφάνειας
• Όγκος παραγωγής
• Αριθμός παραλλαγών εξαρτημάτων
• Απαιτούμενος χρόνος κύκλου

Συχνές Ερωτήσεις

Μπορούν η αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός να ολοκληρωθούν πραγματικά σε μία μηχανή;

- Ναι, ναι.

Ένα ενσωματωμένο σύστημα αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού μπορεί να συνδυάσει την αφαίρεση ακμών, τον καθαρισμό, τον εντοπισμένο καθαρισμό υψηλής πίεσης, το ξέπλυμα, το στέγνωμα και άλλες απαιτούμενες διαδικασίες σε ένα μόνο κελί παραγωγής.

Η ακριβής σειρά των διαδικασιών εξαρτάται από το εξάρτημα και τις απαιτήσεις καθαρότητας.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της υγρής αφαίρεσης ακμών;

Η υγρή αφαίρεση ακμών χρησιμοποιεί υγρό κοπτικού ή υγρό καθαρισμού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αφαίρεσης ακμών.

Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η μείωση της αποχρωματισμένης επιφάνειας λόγω τριβής και η παροχή λίπανσης και ψύξης, γεγονός που μπορεί επίσης να βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής των βούρτσων.

Το συγκεκριμένο υγρό και οι συνθήκες διαδικασίας πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με το υλικό του εξαρτήματος και τις απαιτήσεις παραγωγής.

Πρέπει να χρησιμοποιηθεί αφαίρεση ακμών με βούρτσα ή με εργαλείο;

Η αφαίρεση ακμών με βούρτσα προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία και είναι κατάλληλη για πολύπλοκες επιφάνειες και ανώμαλες οπές.

Η αφαίρεση ακμών με εργαλείο παρέχει γενικά υψηλότερη συνοχή και αποδοτικότητα για οπές με τακτική γεωμετρία και σταθερή παραγωγή μεγάλων όγκων.

Ορισμένα συστήματα παραγωγής συνδυάζουν και τις δύο μεθόδους και αλλάζουν αυτόματα μεταξύ των εργαλείων σύμφωνα με την προγραμματισμένη διαδικασία.

Μπορεί να αντιστραφεί η σειρά της διαδικασίας;

Για μια ενσωματωμένη διαδικασία αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού, η αφαίρεση ακμών θα πρέπει συνήθως να πραγματοποιείται πριν από την τελική εργασία καθαρισμού.

Η αφαίρεση ακμών παράγει σωματίδια. Εάν η αφαίρεση ακμών πραγματοποιούνταν μετά τον τελικό καθαρισμό, αυτά τα σωματίδια θα μπορούσαν να μολύνουν το καθαρισμένο εξάρτημα και ενδεχομένως να απαιτούσαν μια επιπλέον εργασία καθαρισμού.

Πόσο ευρύ μπορεί να είναι το εύρος του χρόνου κύκλου;

Το επιτεύξιμο εύρος εξαρτάται από τη διαμόρφωση του εξοπλισμού και τις απαιτήσεις της διαδικασίας.

Ένα τυπικό σύστημα καθαρισμού και αφαίρεσης ακμών για κινητήρες επιβατικών οχημάτων έχει ρυθμιζόμενο εύρος χρόνου κύκλου 20 δευτερόλεπτα έως 20 λεπτά .

Ένα τόσο ευρύ εύρος μπορεί να υποστηρίζει διαφορετικές απαιτήσεις παραγωγής, ιδιαίτερα ευέλικτες γραμμές που χειρίζονται πολλαπλές παραλλαγές εξαρτημάτων.

Συμπέρασμα

Η αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός δεν χρειάζεται απαραίτητα να θεωρούνται δύο εντελώς ξεχωριστές διαδικασίες παραγωγής.

Για μπλοκ κινητήρων, κεφαλές κυλίνδρων, σώματα βαλβίδων και άλλα πολύπλοκα μηχανοκατεργασμένα εξαρτήματα, η ενσωμάτωση ρομποτικής αποθρόισης + βιομηχανικού καθαρισμού μπορεί να μειώσει την ενδιάμεση χειριστικότητα, να αφαιρεί αμέσως τα νεοσχηματιζόμενα σωματίδια και να συγχωνεύει πολλαπλές διαδικασίες σε ένα ενιαίο κελί παραγωγής.

Η αποθρόιση με βούρτσες, η αποθρόιση με εργαλεία και η υγρή αποθρόιση μπορούν επίσης να συνδυαστούν ανάλογα με τη γεωμετρία του εξαρτήματος, τα χαρακτηριστικά των ακμών, το υλικό, τον όγκο παραγωγής και τις απαιτήσεις καθαριότητας.

Για εφαρμογές που απαιτούν ταυτόχρονα αφαίρεση ακμών και υψηλή καθαριότητα, μια ενσωματωμένη μηχανή αποθρόισης και καθαρισμού προσφέρει μια λύση για τη σύνδεση αυτών των δύο διαδικασιών σε μια συνεχή ροή παραγωγής.