Роботизированная машина для зачистки блоков шестицилиндровых дизельных двигателей: интегрированное решение для зачистки и очистки

Обзор

Блоки дизельных двигателей из чугуна могут иметь заусенцы вокруг просверленных масляных каналов, отверстий для водяных рубашек цилиндров, резьбовых отверстий и пересекающихся отверстий. Поскольку удаление чугунных заусенцев часто затруднено и непоследовательно, ручное заусенцевание может приводить к высоким трудозатратам, нестабильному качеству и пропуску участков.

Роботизированное решение Big Bird Industrial для заусенцевания блоков шестицилиндровых дизельных двигателей использует промышленного робота с шестью степенями свободы для гибкого программного заусенцевания с интегрированной очисткой в процессе. Комбинируя контролируемое перемещение инструмента, методы заусенцевания, адаптированные под конкретное применение, и последующую очистку, система обеспечивает удаление заусенцев и остатков механической обработки до сборки двигателя.

1. Где возникают заусенцы на блоке дизельного двигателя?

В ходе операций механической обработки — например, сверления основных масляных каналов, отверстий для водяных рубашек цилиндров и резьбовых отверстий — заусенцы могут образовываться по краям отверстий, в местах пересечения каналов и в углах внутренних полостей.

Чугунные заусенцы могут быть относительно твёрдыми и прочно прикреплёнными, что затрудняет их ручное удаление, особенно в зонах с ограниченным доступом инструмента. Ручные операции также могут различаться в зависимости от оператора и обрабатываемой детали, повышая риск пропуска заусенцев или чрезмерного снятия материала.

Остаточные заусенцы создают потенциальные риски при работе двигателя. Если оторвавшиеся частицы попадут в масляные каналы или на подвижные контактные поверхности, это может привести к нарушению масляного потока, царапинам или повреждению компонентов, таких как гильзы цилиндров и рабочие поверхности подшипников.

По этой причине качество заусенцеудаления является важной частью производства блоков двигателей. Цель заключается не просто в удалении видимых заусенцев, а в достижении стабильных результатов в заданных местах при одновременной защите функциональных поверхностей и сохранении требуемой геометрии детали.

2. Роботизированное решение для заусенцеудаления блоков дизельных двигателей

Система объединяет промышленного робота с шестью степенями свободы, специализированные инструменты для зачистки, программируемое управление процессом и встроенную стадию очистки.

Движение инструмента робота с шестью степенями свободы

Робот удерживает выбранный инструмент для зачистки и следует запрограммированным траекториям вдоль контуров детали, кромок отверстий и других заданных участков. Наличие нескольких степеней свободы обеспечивает гибкость при доступе к элементам с различной ориентацией.

Траектории инструмента разрабатываются и проверяются с учётом геометрии блока цилиндров, расположения заусенцев и требуемых результатов их удаления.

Несколько методов зачистки

В зависимости от расположения заусенцев, их формы и состояния материала система может использовать комбинацию следующих методов:

• Щёточные инструменты: Подходят для определённых задач финишной обработки кромок и лёгкой зачистки.

• Инструменты для резки: Применяются там, где требуется более прямое механическое удаление.

• Вода под высоким давлением: Применяется там, где гидравлическое удаление подходит для данного типа заусенца, геометрии детали и условий процесса.

Подбор подходящего инструмента и параметров процесса должен осуществляться экспериментальным путём. Не для всех участков с заусенцами требуется один и тот же метод удаления, а окончательная конфигурация зависит от конкретного блока цилиндров.

Комплексная очистка после заусенцевания

При заусенцевании образуются стружка и отделившиеся частицы, а при механической обработке на детали могут оставаться СОЖ и другие загрязнения. В системе предусмотрена стадия очистки сразу после заусенцевания для удаления этих загрязнений до перехода компонента к следующей операции изготовления.

Эффективность очистки зависит от конфигурации процесса, управления рабочей жидкостью, фильтрации и доступности соответствующих элементов конструкции. Требуемый уровень чистоты следует проверять в соответствии с критериями приёмки заказчика.

Программируемое управление процессом

Различные модели блоков цилиндров могут использовать соответствующие им программы заусенецоудаления. При поддержке конструкции системы специализированные или быстро сменяемые приспособления позволяют обрабатывать несколько вариантов заготовок на одной производственной линии.

Управление программами и контроль технологических параметров также обеспечивают стабильное выполнение операций и создают основу для ведения записей о качестве и прослеживаемости процесса.

3. Ключевые преимущества интегрированных роботизированных систем заусенецоудаления и очистки

Снижение зависимости от ручного заусенецоудаления

Автоматизация повторяющихся операций заусенецоудаления снижает объём ручного труда и зависимость от квалификации оператора. Запрограммированные траектории движения инструмента способствуют стандартизации операций как между заготовками, так и между сменами.

Более стабильное качество заусенецоудаления

Аттестованный роботизированный процесс повышает стабильность обработки в заданных местах заусенцев. Подбор инструмента, точность траектории, сила контакта и технологические параметры должны быть согласованы с характеристиками заготовки, чтобы минимизировать как остаточные заусенцы, так и чрезмерное удаление материала.

Улучшение производственного потока

Объединение заусенецоудаления и очистки в интегрированной системе позволяет сократить промежуточную обработку, накопление незавершённого производства и перемещения между отдельными станциями. Фактический эффект повышения производительности зависит от тактового времени, организации загрузки и выгрузки, а также балансировки всей производственной линии.

Улучшенная прослеживаемость процесса

Сохранённые программы и контролируемые параметры процесса обеспечивают основу для регистрации того, какой процесс был применён к каждому изделию или производственной партии, если система поддерживает такую отслеживаемость. Это может способствовать расследованию вопросов качества и оптимизации процессов.

4. Типичные применения

Система предназначена для операций заусенецоудаления и очистки шестигранных дизельных блоков двигателей и потенциально может быть адаптирована для других деталей из чугуна и крупногабаритных корпусных компонентов.

Типичные области применения включают:

• Производство дизельных двигателей для коммерческого транспорта

• Линии механической обработки блоков двигателей

• Заусенецоудаление из масляных каналов и водяных отверстий

• Обработка кромок пересекающихся отверстий

• Автоматизированное заусенецоудаление и очистка в производстве силовых агрегатов

Адаптация к другому компоненту требует оценки его геометрии, расположения заусенцев, характеристик материала, доступности инструмента, требований к приспособлениям и такта производства. Перед окончательным подтверждением конфигурации процесса рекомендуется провести пробный технологический эксперимент.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Почему заусенцы на чугунных блоках цилиндров трудно удалять?

Заусенцы могут образовываться на кромках отверстий, в местах пересечения отверстий и в углах внутренних полостей. Их твёрдость, способ крепления и расположение затрудняют ручное удаление и делают его непостоянным. Роботизированная зачистка обеспечивает программированное перемещение инструмента и воспроизводимый доступ к заданным участкам при условии валидации инструмента и процесса.

Вопрос 2: Может ли роботизированная зачистка повредить обработанные поверхности?

Любой процесс заусенецоудаления должен контролировать риск чрезмерного удаления материала или повреждения обработанных и уплотнительных поверхностей. Подбор соответствующего инструмента, проверенные траектории движения, контроль силы контакта и использование подходящих приспособлений позволяют снизить данный риск. Окончательный приём включает осмотр соответствующих кромок и функциональных поверхностей.

В3: Требуется ли отдельный процесс очистки после заусенецоудаления?

Описываемая система интегрирует очистку после заусенецоудаления для удаления образовавшихся стружек, оторвавшихся частиц и остатков механической обработки. Необходимость дополнительной очистки зависит от требуемого уровня чистоты, эффективности интегрированного процесса и требований последующих этапов производства. Валидация должна подтверждать соответствие заготовки согласованным критериям приёмки до перехода к следующему этапу.

В4: Может ли система работать с различными моделями блоков цилиндров?

Многомодельное производство может поддерживаться с помощью программ, специфичных для каждой модели, и соответствующих приспособлений, включая быстросменные инструменты при их наличии. Совместимость зависит от различий в геометрии заготовки, расположении заусенцев, доступе инструмента и требованиях к обработке. Каждую модель необходимо проверить перед запуском в серийное производство.

Заключение

Стабильная зачистка чугунных блоков дизельных двигателей важна для контроля остаточных частиц и защиты последующих этапов сборки двигателя. Роботизированная система с шестью степенями свободы обеспечивает гибкое перемещение инструмента при программной зачистке, а встроенная очистка помогает удалить стружку и остатки, образующиеся в процессе обработки.

Объединяя инструменты, разработанные специально под задачу, проверенные траектории движения робота, контроль технологического процесса и последующую очистку, компания Big Bird Industrial помогает производителям создавать комплексные решения по зачистке для блоков двигателей и других литых компонентов.

Big Bird Industrial, ранее Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., предоставляет промышленное оборудование для очистки и технологических процессов производства в автомобильной промышленности и точном машиностроении. Окончательный проект системы должен быть адаптирован под геометрию детали, характеристики заусенцев, производственные требования и критерии качества, определённые заказчиком.