Kunnen ontbraming en reiniging in één machine worden uitgevoerd? Geïntegreerde ontbraming- en reinigingsoplossingen

Overzicht

Bewerkingsstofjes lijken misschien onbeduidend, maar kunnen tijdens montage en gebruik een ernstige bron van verontreiniging vormen.

Stofjes die rond gaten, randen en kruisende kanalen ontstaan, kunnen losraken tijdens het hanteren van onderdelen of tijdens bedrijf van de installatie. Zodra ze loskomen, kunnen deze deeltjes in oliekanalen, hydraulische systemen of precieze aansluitoppervlakken terechtkomen.

Traditioneel gebeuren ontstoffing en reiniging op aparte machines. Het werkstuk moet van het ontstoffingsproces naar het reinigingsproces worden overgebracht, wat extra hantering, potentiële schade en kansen op herverontreiniging met zich meebrengt.

Een geïntegreerde ontstoffings- en reinigingsmachine combineert beide processen tot één productiesysteem.

In dit artikel wordt uitgelegd hoe het gecombineerde proces werkt, worden veelgebruikte ontstoffingsmethoden vergeleken en wordt onderzocht waar een geïntegreerde ontstoffings- en reinigingsoplossing waarde toevoegt.

1. Waarom zijn bewerkingsstofjes een bron van verontreiniging?

Bewerkingsprocessen genereren vaak stofjes rond:

• Openingen van gaten
• Gefreesde randen
• Kruisende gaten
• Oliekanalen
• Nokkenasboorgaten
• Krukasboringen
• Cilinderboringen

Hoewel deze bruinen klein zijn, kunnen ze tijdens latere montage of bedrijf losse deeltjes vormen.

Een bruin kan tijdens het hanteren van een onderdeel losraken en een reeds gereinigd tegenoppervlak of oliekanalen verontreinigen. Een stevig gehechte bruin kan ook later door trillingen tijdens bedrijf losbreken.

Voor onderdelen die worden gebruikt in motoren, hydraulische systemen en andere precisie-assen, kan dit direct van invloed zijn op de schoonmaakprestaties.

Daarom kunnen schoonmaakspecificaties niet alleen betrekking hebben op resterende vervuiling per gewicht, maar ook op bruinverwijdering en deeltjesvorming .

Een conventionele productieroute is:

Bruinverwijderingsmachine → Transport → Reinigingsmachine

Een geïntegreerd systeem wijzigt dit in:

Ontbramen → Reinigen → Drogen

binnen dezelfde installatie.

2. Drie problemen met afzonderlijke ontbraming en reiniging

2.1 Extra werkstukoverdracht

Het onderdeel moet tussen twee machines worden overgebracht.

Voor nauwkeurig bewerkte onderdelen kan extra hantering het risico verhogen op:

• Oppervlakteschade
• Botsing of impact
• Positioneringsfouten
• Extra handmatige hantering

Het verminderen van onnodige overdrachten kan de materiaalstroming vereenvoudigen.

2.2 Herbesmetting

Entbramen zelf genereert spaanders, bruinfragmenten en fijne metalen deeltjes.

Als deze restanten niet effectief worden verwijderd vóór de volgende bewerking, kunnen ze de vervuilingsbelasting verhogen die de reinigingsbewerking binnenkomt.

Bij een geïntegreerde machine kan het werkstuk onmiddellijk na het entbramen de reinigingsbewerking binnengaan.

2.3 Extra vloerruimte en investering

Twee onafhankelijke machines vereisen afzonderlijke opstelvlakken en vergen meestal extra transportapparatuur, buffers en operatorinvolvemnet.

Een geïntegreerd systeem kan deze functies consolideren tot één productiecel, afhankelijk van de vereiste procesconfiguratie.

3. Drie veelvoorkomende entbrammethode

Verschillende onderdeelgeometrieën vereisen verschillende entbrammethodes.

Borstelontbrammen

Een robot draagt een borstel om individuele gatopeningen, randen en andere gespecificeerde gebieden te bewerken.

Borstelontbraming biedt grote flexibiliteit en is bijzonder geschikt voor:

• Complexe oppervlakken
• Onregelmatige gatopeningen
• Meerdere componentvarianten
• Grote aantallen ontbramingslocaties

Robotgebaseerde borstelontbraming maakt het mogelijk om het gereedschapspad te programmeren op basis van de componentgeometrie.

Gereedschapsgebaseerd ontbramen

Speciale snijgereedschappen kunnen worden gebruikt om regelmatige gatopeningen te afschuinen of te schrapen.

In vergelijking met borstelontbraming kan bewerking met gereedschap een hogere consistentie en efficiëntie bieden wanneer:

• De gatgeometrie stabiel is
• Het productievolume hoog is
• De ontbramingslocaties duidelijk gedefinieerd zijn

Natte ontbraming

Natte ontbraming wordt uitgevoerd in een omgeving met snijvloeistof of reinigingsvloeistof.

De vloeistof zorgt voor smering en koeling tijdens het borstelproces en kan helpen het risico op oppervlaktedonkering door wrijving en warmte te verminderen.

Daarnaast kan deze ook bijdragen aan een langere levensduur van de borstels.

In werkelijke productiesystemen hoeven deze methoden niet noodzakelijkerwijs los van elkaar te worden toegepast. Borstel- en gereedschapsgebaseerde ontbraming kunnen worden gecombineerd, afhankelijk van de onderdeelgeometrie en de eigenschappen van de bramen.

4. Voorbeeld: Robotgebaseerde ontbraming van een zescilindermotorblok voor diesel

Een representatief systeem voor het ontbramen van een zescilindermotorblok voor diesel maakt gebruik van twee robots met borstels om flexibele ontbraming uit te voeren op gespecificeerde oppervlakken en gaten.

Een verwisselbare elektrische spindel stelt u in staat meerdere borstelconfiguraties te gebruiken met dezelfde spindel.

Het systeem gebruikt ook natte ontbraming om het risico op oppervlakteverzwarting te verminderen en de levensduur van de borstels te verlengen.

Belangrijkste parameters

• Cyclus tijd: 210 seconden/stuk
• Laden\/Ontladen: Automatische rolbandconveyor
• Ontbramingsmethode: Twee robotische borstelsystemen
• Gereedschapsysteem: Vervangbare borstelconfiguratie met elektrische as
• Proces: Natte ontbraming
• Ontbramingsdekking: Bovenvlak, ondervlak, voor- en achterzijden, oliepompzijde, oliekanalen, nokkenasboorgaten, krukasboorgaten en cilinderboorgaten

Deze configuratie toont waarom robotgebaseerd ontbramen bijzonder nuttig is voor motorblokken met een groot aantal bewerkte kenmerken.

5. Geïntegreerd ontbram- en reinigingsproces

Een typische geïntegreerde productievolgorde is:

Laden → Ontbramen → Algehele reiniging → Gerichte hogedruk-reiniging → Spoelen → Luchtstof → Vacuüm-droging → Lossen

De volgorde is belangrijk.

Ontbramen moet plaatsvinden vóór de definitieve reiniging.

Bij het ontbramen ontstaan spaanders en bewerkingsdeeltjes. Als het onderdeel eerst werd gereinigd en daarna ontbraamd, zouden de nieuw gevormde deeltjes op oppervlakken kunnen blijven die al eerder waren gereinigd.

Dit zou een nieuwe vervuilingscyclus veroorzaken en mogelijk een extra reinigingsoperatie vereisen.

Het belangrijkste voordeel van integratie is daarom niet eenvoudigweg het besparen van één machine.

Het is het vermogen om een continu proces op te zetten:

Ontbramen → Onmiddellijke reiniging → Drogen

zodat de tijdens het ontbramen gegenereerde deeltjes worden verwijderd voordat het onderdeel de productiecel verlaat.

6. Voorbeeld: Reinigings- en ontbrammachine voor motorblokken van personenauto’s

Een representatief systeem voor motorblokken van personenauto’s combineert robotgeleide reiniging met zowel borstel- als gereedschapsgestuurde ontbraming.

Het reinigingsproces omvat:

• Turbulente algemene reiniging
• Gerichte reiniging
• 32 MPa hogedrukreiniging
• Drukblockreiniging
• Spoelen
• Drogen

De installatie integreert ook robotgeleide borstel- en gereedschapsontbraming.

Belangrijkste parameters

• Afmeting van de apparatuur: Ongeveer 10 × 7 × 4,5 m
• Instelbaar cyclusbereik: 20 seconden–20 minuten
• Schoonheid: ≤1–5 mg
• Hoofdoliekanalen – deeltjesgrootte: ≤600 μm
• Droogenen: Geen zichtbare waterplekken
• Koeling: Temperatuur van het werkstuk ≤ omgevingstemperatuur ±3 °C bij lossen

De brede instelbaar cyclusbereik van 20 seconden tot 20 minuten is bijzonder relevant voor flexibele productie.

Een enkele machineconfiguratie kan verschillende productiemodi ondersteunen, van lage-volume productie met meerdere varianten tot hoge-volume productie van één enkel component, mits de apparatuurconfiguratie en productievereisten compatibel zijn.

7. Waar zijn geïntegreerde ontbraming- en reinigingsmachines toepasbaar?

Componenten met complexe gatpatronen

Motorblokken, cilinderkoppen, kleplichamen en soortgelijke componenten kunnen tientallen of zelfs honderden bewerkte kenmerken bevatten.

Handmatige ontbraming wordt steeds moeilijker naarmate het aantal gaten en randen toeneemt.

Robotische systemen kunnen programmeerbare en reproduceerbare bewerking bieden.

Componenten met hoge reinheidseisen

Burrfragmenten zijn op zichzelf een bron van verontreiniging.

Het integreren van reiniging onmiddellijk na het ontbramen vermindert de tijd waarin nieuw gegenereerde deeltjes op het onderdeel blijven zitten.

Multi-variant productie

Programmeerbare robots in combinatie met uitwisselbare borstels en gereedschappen kunnen meerdere varianten van onderdelen ondersteunen.

Dit is bijzonder nuttig wanneer verschillende artikelnummers dezelfde productielijn delen.

Precisie-gevormde onderdelen

Het verminderen van tussentijdse hantering kan helpen het risico op botsing of krassen na bewerking te verlagen.

Het exacte voordeel hangt af van de vormgeving van het onderdeel en de indeling van de productiecel.

8. Hoe kiest u tussen borstel- en gereedschapsontbraming?

Er bestaat geen enkele ontbramingsmethode die geschikt is voor elk onderdeel.

Borstelontbrammen is over het algemeen flexibeler en geschikt voor complexe oppervlakken, onregelmatige openingen en productie met meerdere varianten.

Gereedschapsgebaseerd ontbramen kan hoge consistentie en efficiëntie bieden wanneer de gatgeometrie regelmatig is en de productieomstandigheden stabiel zijn.

Voor sommige toepassingen kunnen beide methoden worden gecombineerd.

Een elektrische spindel met verwisselbare borstels en gereedschappen stelt het systeem in staat om volgens het geprogrammeerde proces te schakelen tussen verschillende ontbramingbewerkingen.

De juiste configuratie dient te worden bepaald op basis van:

• Aanslaglocatie
• Buurgrootte
• Gatgeometrie
• Onderdeelmateriaal
• Oppervlaktevereisten
• Productievolume
• Aantal componentvarianten
• Benodigde cyclusduur

Veelgestelde vragen

Kunnen ontbraming en reiniging echt in één machine worden uitgevoerd?

- Ja, ik ben er.

Een geïntegreerd ontbraming- en reinigingssysteem kan ontbraming, reiniging, gerichte hogedrukreiniging, spoelen, drogen en andere vereiste processen combineren binnen één productiecel.

De exacte procesvolgorde hangt af van het onderdeel en de schoonheidsvereisten.

Wat zijn de voordelen van natte ontbraming?

Bij natte ontbraming wordt snijvloeistof of reinigingsvloeistof gebruikt tijdens de ontbramingsoperatie.

De belangrijkste voordelen zijn het verminderen van oppervlaktedonkering door wrijving en het leveren van smering en koeling, wat ook kan bijdragen aan een langere levensduur van de borstel.

De specifieke vloeistof en procesomstandigheden moeten worden geselecteerd op basis van het onderdeelmateriaal en de productievereisten.

Moet er worden gekozen voor borstelontbraming of voor gereedschapsgebaseerde ontbraming?

Borstelontbraming biedt meer flexibiliteit en is geschikt voor complexe oppervlakken en onregelmatige gaten.

Gereedschapsgebaseerde ontbraming levert over het algemeen een hogere consistentie en efficiëntie bij regelmatige gatgeometrieën en stabiele grootschalige productie.

Sommige productiesystemen combineren beide methoden en schakelen automatisch tussen gereedschappen volgens het geprogrammeerde proces.

Kan de volgorde van het proces worden omgekeerd?

Bij een geïntegreerd ontbraming- en reinigingsproces moet ontbraming normaal gesproken plaatsvinden vóór de definitieve reinigingsoperatie.

Ontbraming genereert deeltjes. Als ontbraming na de definitieve reiniging zou plaatsvinden, zouden die deeltjes het gereinigde onderdeel kunnen vervuilen en mogelijk een extra reinigingsstap vereisen.

Hoe breed kan het cyclustijd-bereik zijn?

Het haalbare bereik hangt af van de apparatuurconfiguratie en de procesvereisten.

Een representatief systeem voor het reinigen en ontbramen van motorblokken voor personenauto’s heeft een instelbaar cyclustijd-bereik van 20 seconden tot 20 minuten .

Een dergelijk breed bereik kan verschillende productievereisten ondersteunen, met name flexibele lijnen die meerdere varianten van onderdelen verwerken.

Conclusie

Ontbraming en reiniging hoeven niet noodzakelijkerwijs als twee volledig gescheiden productieprocessen te worden beschouwd.

Voor motorblokken, cilinderkoppen, kleplichamen en andere complexe bewerkte onderdelen kan de integratie van robotische ontbraming + industriële reiniging het tussenhandelen verminderen, nieuw gegenereerde deeltjes onmiddellijk verwijderen en meerdere processen consolideren tot één productiecel.

Borstelontbraming, gereedschapsgebaseerde ontbraming en natte ontbraming kunnen eveneens worden gecombineerd op basis van de vormgeometrie van het onderdeel, de eigenschappen van de bramen, het materiaal, het productievolume en de eisen aan reinheid.

Voor toepassingen waarbij zowel bramverwijdering als hoge reinheid vereist zijn, biedt een geïntegreerde ontbram- en reinigingsmachine een manier om deze twee processen te verbinden tot een continue productiewerkstroom.