Nastavljiva strojna naprava za odstranjevanje ostankov z obdelavo cilindrične glave: integrirana robotska naprava za odstranjevanje ostankov in čiščenje

Pregled

Po litju in obdelavi lahko na glavah motorjev ostanejo kovinske strgance okoli vhodnih in izhodnih odprtin, oljnih kanalov, odprtin v vodni ovojnici, robov zgorevalne komore ter navitih lukenj. Če te strgance ni učinkovito odstranjeno, se lahko med obratovanjem motorja ločeni delci znašajo v oljne kanale ali na stične površine, kar lahko povzroči risanje in nenormalno obrabo.

Prilagodljiva rešitev za odstranjevanje strgancev z glav motorjev podjetja Big Bird Industrial uporablja robotsko gibanje orodja za odstranjevanje strgancev ter vključuje čiščenje v isto opremo. S kombinacijo metode odstranjevanja strgancev, prilagojene posamezni uporabi, in nadaljnjega postopka čiščenja se sistem lahko konfigurira za integracijo v proizvodno linijo ali za samostojno obratovanje, kar proizvajalcem pomaga izboljšati doslednost procesa in zmanjšati posredno rokovanje.

1. Zakaj je treba glave motorjev odstraniti strgance

Glave valjev potekajo skozi več operacij izdelave, vključno z brušenjem, vrtanjem in razvrtanjem. Te operacije lahko pustijo drobne neravnine okoli odprtin za ventile, kanalov za olje, odprtin za vodni plašč, robov zgorevalnih komor in navitih lukenj.

Med obratovanjem motorja lahko vibracije in pretok tekočin povzročita, da se neustrezno pritrjeni drobni neravnini ali ostanki odpovedo. Če vstopijo v kanale za olje ali dosežejo premične stične površine, lahko prispejo k oviranju pretoka olja, poškodbam valjev ali nenormalnemu obrabi komponent.

Drobni neravnini lahko ovirajo tudi pozicioniranje pri sestavljanju in tesnilne površine. Zato izdelava glav valjev zahteva nadzorovano odstranjevanje drobnih neravnin, da se odstrani neželena snov, hkrati pa ohrani geometrija in stanje površin funkcionalnih elementov.

Ko se proizvodne količine povečajo, ročno odstranjevanje ostankov postane težko standardizirati med različnimi operaterji in izmenami. Robotizirano odstranjevanje ostankov omogoča programabilen pristop k ponavljajočim se procesom, pri čemer so poti orodja in procesni parametri prilagojeni specifični konstrukciji glave valja.

2. Prednosti fleksibilnega robotiziranega odstranjevanja ostankov

Fleksibilno gibanje orodja

Robot lahko sledi programiranim potem vzdolž konture delovnega predmeta in se približuje posameznim značilnostim iz različnih smeri. Ta fleksibilnost je uporabna pri glavah valjev z več priključki, prehodi in geometrijami robov.

Skladen izvajanje procesa

Ko se enkrat potrdijo, programirane trajektorije pomagajo standardizirati gibanje orodja in zaporedja obdelave med posameznimi deli. Ustrezna izbira orodja in nadzor procesa lahko zmanjšata variacije, povezane z ročnim delovanjem, kot so izpuščeni ostanki ali prekomerno odstranjevanje materiala.

Integrirano odstranjevanje ostankov in čiščenje

Odstranjevanje ostankov (deburring) lahko povzroči nastanek kovinskih drobcev in odlomljenih delcev. Vključitev čiščenja po odstranjevanju ostankov pomaga odstraniti te ostanke, preden se del premakne na naslednjo proizvodno stopnjo.

Združitev obeh operacij v enem sistemu lahko zmanjša prenašanje med ločenimi postajami, skrajša vmesni čas čakanja ter zmanjša tveganje ponovne kontaminacije med rokovanjem.

Prilagodljivost in vzdrževanje

Modularna postavitev opreme in programabilni krmilni sistem lahko podpirata prilagoditve procesa in vzdrževanje. Dejanski koristi so odvisne od konfiguracije stroja, razporeditve orodij, oblikovanja pripravkov in razpona različic obdelovancev, ki jih je treba obdelati.

3. Metode odstranjevanja ostankov in njihove uporabe

Različne lokacije in lastnosti ostankov morda zahtevajo različne metode odstranjevanja. Končni proces lahko združuje krtačke, rezalna orodja in visokotlačno vodo glede na geometrijo obdelovanca in zahtevano stanje robov.

Odstranjevanje žlebkov s krtačo

Oblikovane krtačke se uporabljajo za obdelavo izbranih odprtin, robov in podobnih značilnosti. Odstranjevanje strganj z krtačko omogoča relativno prilagodljivo stično metodo in je primerno za aplikacije, kjer je zahtevano nadzorovano končno obdelovanje robov.

Vrsto krtačke, njeno geometrijo, vrtilno hitrost in stične pogoje je treba izbrati glede na značilnosti strganj in zahteve glede površinske kakovosti.

Odstranjevanje strganj z rezalnimi orodji

Posebna orodja za odstranjevanje strganj mehansko odstranijo strganje z izbranih mest. Ta metoda je primerna za trša ali bolj jasno opredeljena strganja, ki zahtevajo neposredno rezalno delovanje.

Geometrijo orodja, rezalne parametre in programirane poti je treba preveriti, da se izognejo prekomernemu odstranjevanju materiala ali poškodbam obdelanih površin.

Odstranjevanje strganj z visokotlačno vodo

Visoko tlakovni curki vode uporabljajo hidravlično silo za odstranjevanje primernih zavor in ostankov. Glede na značilnosti zavor in pogoje dostopa se ta metoda lahko izkaže za uporabno pri notranjih votlinah in zapletenih površinah, do katerih je težko dostopati z običajnimi orodji.

Njena učinkovitost je odvisna od dejavnikov, kot so tlak, geometrija šob, smer curka, pretok vode ter mehanske lastnosti zavor.

Kombinirani postopki odstranjevanja zavor

Pri glavah valjev z različnimi lokacijami zavor lahko kombinacija postopkov z metlami, rezalnimi orodji in visokotlavnimi vodnimi curki zagotovi širši obseg pokritosti kot posamezna metoda.

Zaporedje postopkov je treba razviti glede na dejansko porazdelitev zavor, dostopnost orodij in zahtevano kakovostno raven. Predstavne preskuse delovnih kosov pomagajo določiti najprimernejšo kombinacijo.

4. Uporabe in integracija v proizvodnjo

Prožna strojna naprava za odstranjevanje ostankov rezanja z glavami cilindrov je namenjena kombiniranim operacijam odstranjevanja ostankov rezanja in čiščenja glav cilindrov motorjev. Glede na konfiguracijo opreme se lahko vgradi v proizvodno linijo za masovno proizvodnjo ali pa deluje kot samostojna delovna postaja.

Tipične uporabe vključujejo:

• Odstranjevanje ostankov rezanja okoli odprtin vhodnih in izhodnih ventilskih kanalov

• Obdelava robov okoli kanalov za olje in odprtin vodega plašča

• Odstranjevanje ostankov rezanja s izbranih obdelanih robov in območij vrezanih izvrtkov

• Odstranjevanje ostankov rezanja z robov zgorevalne komore

• Čiščenje kovinskih drobcev in ostankov obdelave po odstranjevanju ostankov rezanja

Za proizvodnjo več različnih modelov glav cilindrov lahko modelno specifični programi in ustrezne pritrdilne naprave omogočajo hitro preklopovanje med modeli. Kompatibilnost je odvisna od razlik v geometriji delovnega predmeta, lokacijah ostankov rezanja, dostopnosti orodij ter zahtevah glede rokovanja.

Čas cikla in vgrajenost v proizvodno linijo je treba potrditi glede na takt proizvodnje stranke, način nalaganja in raznalaganja ter zahteve naslednjih procesov.

Pogosto zastavljena vprašanja

V1: Kako izbrati brušenje z metlo in odstranjevanje ostankov z rezalnimi orodji?

Brušenje z metlo je primerno za izbrane robove in odprtine, kjer je koristna prilagodljiva stična površina in nadzorovana končna obdelava. Rezalna orodja so lahko bolj primerna za trdnejše ali jasno opredeljene ostankе, ki zahtevajo neposredno mehansko odstranitev. Izbira je odvisna od geometrije ostankov, materiala, zahtev glede končne površine ter tveganja vpliva na sosednje obdelane značilnosti. Kombinacija obeh metod je lahko primerna, kadar ima delo različne vrste ostankov.

V2: Zakaj je po odstranjevanju ostankov s cilindrične glave potrebno čiščenje?

Odstranjevanje ostankov lahko ustvari kovinske drobce in odlomljene delce, hkrati pa se na delu lahko ohranijo ostanki obdelave. Nadaljnja faza čiščenja pomaga odstraniti te kontaminante pred sestavljanjem ali naslednjo proizvodno operacijo. Integracija odstranjevanja ostankov in čiščenja lahko zmanjša medsebojno rokovanje, kljub temu pa mora biti končna čistoča še vedno preverjena glede na določene merila sprejemljivosti.

Vprašanje 3: Kako se ohranja doslednost robota pri odstranjevanju ostankov?

Doslednost je odvisna od preverjenih poti robota, ustrezne izbire orodja, nadzorovanih obravnalnih parametrov in zanesljivega položaja obdelovanca. Glede na uporabo se za prilagajanje geometrijskim razlikam in nadzor stika orodja lahko uporabijo programiranje izven linije, učenje s kazanjem, plavajoča orodja ali nadzor sile. Zahtevana konfiguracija se mora potrditi za določeno napravo.

Vprašanje 4: Ali je naprava primerna za serijsko proizvodnjo?

Sistem se lahko konfigurira kot avtomatizirano postajno enoto proizvodne linije ali kot samostojno napravo. Njena primernost za serijsko proizvodnjo je odvisna od zahtevanega ciklusnega časa, števila različic obdelovancev, ureditve nalaganja in raznalaganja, življenjske dobe orodij, učinkovitosti čiščenja ter integracije z drugimi sosednjimi operacijami.

Zaključek

Za dosledno odstranjevanje ostankov obdelave z glave cilindra je pomembno, da se odstranijo ostanki obdelave, hkrati pa se zaščitijo funkcionalne površine in zagotovi kakovost motorja v nadaljnjih fazah proizvodnje. Gibljiv robotski sistem lahko združi odstranjevanje ostankov z metlo, odstranjevanje ostankov z rezalnimi orodji ter obdelavo z visokotlačno vodo glede na geometrijo in lastnosti delovnega predmeta.

Z integracijo odstranjevanja ostankov in čiščenja lahko proizvajalci zmanjšajo medsebojno ročno obravnavo in odstranijo ostanke obdelave pred naslednjo stopnjo proizvodnje. Končni izbor postopka naj temelji na preskusih reprezentativnih delovnih predmetov, preverjeni kakovosti odstranjevanja ostankov, zahtevah glede čistosti ter taktu proizvodne linije.

Big Bird Industrial, nekoč Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., ponuja industrijsko čiščenje in avtomatizirano procesno opremo za avtomobilsko komponentno proizvodnjo ter natančne proizvodne aplikacije. Konfiguracija opreme se lahko prilagodi oblikovanju glave cilindra, porazdelitvi ostankov obdelave in proizvodnim zahtevam.