Ali je mogoče odstranjevanje ostankov in čiščenje izvesti v eni napravi? Integrirane rešitve za odstranjevanje ostankov in čiščenje

Pregled

Obdelovalni zazobji se morda zdijo nepomembni, a lahko postanejo resen vir kontaminacije med sestavljanjem in obratovanjem.

Zazobji, ki nastanejo okoli lukenj, robov in presečnih kanalov, se lahko odlomijo med rokovanjem z delom ali obratovanjem opreme. Ko se enkrat odlomijo, lahko ti delci vstopijo v oljne kanale, hidravlične sisteme ali natančne priklapljive površine.

Tradicionalno se odstranjevanje zazobjev in čiščenje izvajata na ločenih strojih. Polizdelki se morajo prenesti iz postopka odstranjevanja zazobjev v postopek čiščenja, kar povzroča dodatno rokovanje, morebitno poškodbo in možnosti za ponovno kontaminacijo.

En integrirani stroj za odstranjevanje zazobjev in čiščenje združi oba postopka v en sam proizvodni sistem.

V tem članku je razloženo, kako deluje združeni postopek, primerjani so pogosti načini odstranjevanja zazobjev ter analizirano, kje integrirana rešitev za odstranjevanje zazobjev in čiščenje prinaša koristi.

1. Zakaj so obdelovalni zazobji vir kontaminacije?

Obdelovalni postopki pogosto povzročajo zazobje okoli:

• Odprtin lukenj
• Obdelane robove
• Presečne luknje
• Vodnikov za olje
• Gležnje za razvodni gred
• Gležnji kolenske gredi
• Cilindrični otvori

Čeprav so ti zareze majhne, se lahko med nadaljnjim sestavljanjem ali obratovanjem sprostijo kot prosti delci.

Zareza se lahko odlomi med rokovanjem z delom in onesnaži že očiščeno stično površino ali oljno kanal. Trdno pritrjena zareza se lahko kasneje odlomi tudi zaradi vibracij med obratovanjem opreme.

Pri komponentah za motorje, hidravlične sisteme in druge natančne sestave to neposredno vpliva na zmogljivost čistoče.

Zato specifikacije čistoče lahko določajo ne le ostanek onesnaženja po masi, temveč tudi zahteve glede odstranjevanja zarez in nastajanja delcev .

Običajna proizvodna pot je:

Obrabna naprava za odstranjevanje zarez → Prevoz → Naprava za čiščenje

Integriran sistem to spremeni v:

Odstranjevanje ostankov → Čiščenje → Sušenje

znotraj iste opreme.

2. Tri težave pri ločenem odstranjevanju ostankov in čiščenju

2.1 Dodatna prenosa delovnih kosov

Delovni kos se mora prenesti med dvema strojema.

Pri natančno obdelanih delovnih kosih lahko dodatno ročno ravnanje poveča tveganje za:

• Poškodbe površine
• Trk ali udarec
• Napake pri pozicioniranju
• Dodatno ročno ravnanje

Zmanjšanje nepotrebnih prenosov lahko poenostavi pretok materiala.

2.2 Ponovno onesnaževanje

Odstranjevanje ostankov (deburring) samo po sebi ustvarja drobce, ostankove delce in drobne kovinske delce.

Če te ostanke ni učinkovito odstranjeno pred naslednjim postopkom, lahko povečajo obremenitev onesnaževanja, ki vstopa v operacijo čiščenja.

Pri integriranem stroju lahko delovni kos takoj po odstranjevanju ostankov vstopi v postopek čiščenja.

2.3 Dodatno površino tal in naložbo

Dva neodvisna stroja zahtevata ločeni prostorski zasedek in običajno tudi dodatno opremo za prenašanje, medsebojne posrednike (bufferje) ter vključitev operaterja.

Integrirani sistem lahko te funkcije združi v eno proizvodno celico, odvisno od zahtevane konfiguracije postopka.

3. Tri običajne metode odstranjevanja ostankov

Različne geometrije sestavnih delov zahtevajo različne pristope k odstranjevanju ostankov.

Odstranjevanje žlebkov s krtačo

Robot nosi krtačo za obdelavo posameznih odprtin, robov in drugih določenih območij.

Odstranjevanje ostankov z krtačo ponuja visoko stopnjo prilagodljivosti in je zlasti primerno za:

• Zapletene površine
• Nepravilne odprtine
• Več različic sestavnih delov
• Veliko število mest za odstranjevanje ostankov

Pri odstranjevanju ostankov z robotom se pot orodja lahko programira glede na geometrijo sestavnega dela.

Odstranjevanje ostankov z orodji

Za zaobljanje ali skrabljanje pravilnih odprtin se lahko uporabljajo specializirana rezalna orodja.

V primerjavi z odstranjevanjem ostankov z krtačo lahko obdelava z orodji zagotovi višjo doslednost in učinkovitost, kadar:

• Geometrija odprtine ostaja nespremenjena
• Proizvodna količina je visoka
• Mesta za odstranjevanje ostankov so jasno določena

Mokro odstranjevanje ostankov obdelave

Mokro odstranjevanje ostankov se izvaja v okolju rezalne tekočine ali čistilne tekočine.

Tekočina zagotavlja mazanje in hlajenje med obdelavo z metlo ter lahko zmanjša tveganje za spremembo barve površine, ki jo povzročajo trenje in toplota.

Lahko tudi podaljša življenjsko dobo metle.

V dejanskih proizvodnih sistemih te metode niso nujno uporabljene ločeno. Odstranjevanje ostankov z metlo in orodji se lahko kombinira glede na geometrijo sestavnega dela in značilnosti ostankov.

4. Primer: Robotizirano odstranjevanje ostankov pri šestcilindričnem dizelskem motorju

Predstaviten sistem za odstranjevanje ostankov pri šestcilindričnem dizelskem motorju uporablja dva robota, opremljena z metlami izvajati fleksibilno odstranjevanje ostankov obdelave na določenih površinah in v izvrtinah.

Zamenljiva orodna električna vretena omogočajo uporabo več različnih konfiguracij čistilnih krtač z istim vretenskim sistemom.

Sistem prav tako uporablja mokro odstranjevanje ostankov obdelave za zmanjšanje tveganja potemnitve površine in podaljšanje življenjske dobe krtač.

Ključni parametri

• Čas cikla: 210 sekund/kos
• Nalaganje/izvažanje: Avtomatski valčasti prevozni sistem
• Način odstranjevanja ostankov: Dva robotska sistema za čiščenje z krtačami
• Orodni sistem: Zamenljiva konfiguracija krtač z električnim vretenskim sistemom
• Postopek: Mokro odstranjevanje ostankov obdelave
• Pokritost odstranjevanja ostankov rezanja: Zgornja površina, spodnja površina, sprednji in zadnji končni deli, stran črpalka za olje, odprtine za pretok olja, izvrtine za razvodni vtič, izvrtine za kolensko gred in odprtine za cilindrične izvrtine

Ta konfiguracija razkriva, zakaj je robota deburring zlasti uporaben pri motorjih z velikim številom obdelovalnih značilnosti.

5. Integriran proces odstranjevanja ostankov rezanja in čiščenja

Tipična integrirana proizvodna zaporedja so:

Nalaganje → Odstranjevanje ostankov rezanja → Splošno čiščenje → Ciljeno čiščenje pod visokim tlakom → Izpiranje → Odpihovanje z zrakom → Sušenje pod vakuumom → Raznalaganje

Zaporedje je pomembno.

Odstranjevanje ostankov rezanja mora biti izvedeno pred končnim čiščenjem.

Pri odstranjevanju ostankov rezanja nastanejo drobci ostankov rezanja in delci obdelave. Če bi bila komponenta najprej očiščena in nato šele podvržena odstranjevanju ostankov rezanja, bi se novonastali delci lahko ohranili na površinah, ki so bile že očiščene.

To bi ustvarilo nov cikel onesnaženja in morda zahtevalo dodatno operacijo čiščenja.

Ključna prednost integracije je torej ne le varčevanje z eno napravo.

Temveč sposobnost vzpostavitve neprekinjenega procesa:

Odstranjevanje ostankov → takojšnje čiščenje → sušenje

tako da se delci, ki nastanejo med odstranjevanjem ostankov, odstranijo, preden komponenta zapusti proizvodno celico.

6. Primer: Naprava za čiščenje in odstranjevanje ostankov pri motorju osebnega vozila

Predstaviten sistem za čiščenje motorja osebnega vozila združuje robotsko čiščenje z odstranjevanjem ostankov s ščetkami in orodji.

Proces čiščenja vključuje:

• Turbulentno splošno čiščenje
• Ciljano čiščenje
• čiščenjem pod visokim tlakom 32 MPa
• Čiščenje z tlakom na bloku
• Izpljuvanje
• Sušenjem

Oprema vključuje tudi robotsko odstranjevanje ostankov s ščetkami in orodji.

Ključni parametri

• Velikost opreme: Približno 10 × 7 × 4,5 m
• Nastavljivo obdobje cikla: 20 sekund – 20 minut
• Čistočasnost: ≤1–5 mg
• Velikost delcev v glavnem oljnem kanalu: ≤ 600 μm
• Sušenje: Brez vidnih sledi vode
• Hlajenje: Temperatura predmeta ≤ temperatura okolja ±3 °C ob raztovarjanju

Širok nastavljiv ciklus od 20 sekund do 20 minut zlasti pomemben za fleksibilno proizvodnjo.

Ena naprava lahko obravnava različne načine proizvodnje – od manjših serij z več različicami do večjih serij enega samega sestavnega dela, če so konfiguracija opreme in zahteve proizvodnje združljive.

7. Kje se integrirane naprave za odstranjevanje ostankov in čiščenje uporabljajo?

Sestavni deli z zapletenimi vzorci lukenj

Motorji, glave valjev, telesa ventilov in podobni sestavni deli lahko vsebujejo desetke ali celo stotike obdelovalnih značilnosti.

Ročno odstranjevanje ostankov postaja vedno težje, ko se število lukenj in robov poveča.

Robotski sistemi omogočajo programabilno in ponovljivo obdelavo.

Komponente z visoko stopnjo čistoče

Ostanke ostankov same po sebi predstavljajo vir kontaminacije.

Vključitev čiščenja takoj po odstranjevanju ostankov zmanjša čas, v katerem se novoustvarjeni delci ohranjajo na komponenti.

Proizvodnja več različic

Programabilni roboti v kombinaciji z zamenjavo krtač in orodij omogočajo podporo več različic komponent.

To je še posebej uporabno, kadar več številk delov deli isto proizvodno linijo.

Natančno obdelane komponente

Zmanjšanje medsebojnega rokovanja lahko zmanjša tveganje trka ali poškodb zaradi drgnjenja po obdelavi.

Točna korist je odvisna od geometrije sestavnega dela in razporeditve proizvodne celice.

8. Kako izbrati med brušenjem z metlo in orodjem?

Ni nobene same metode odstranjevanja ostankov, ki bi bila primerna za vsa sestavna dela.

Odstranjevanje žlebkov s krtačo je na splošno bolj prilagodljiva in primerna za zapletene površine, nepravilne odprtine ter proizvodnjo z več različicami.

Odstranjevanje ostankov z orodji lahko zagotovi visoko doslednost in učinkovitost, kadar je geometrija lukenj redna in so proizvodni pogoji stabilni.

Za nekatere uporabe se lahko obe metodi kombinirata.

Električni vreteni z zamenljivimi metlami in orodji omogočata sistemu prek programiranega procesa preklop med različnimi operacijami odstranjevanja ostankov.

Ustrezna konfiguracija naj bo določena glede na:

• Lokacija žlebice
• Velikost ostankov
• Geometrijo lukenj
• Material sestavnega dela
• Zahtevanja površine
• Obseg proizvodnje
• Število različic sestavnih delov
• Zahtevan čas cikla

Pogosta vprašanja

Ali se odstranjevanje ostankov in čiščenje resnično lahko izvedeta na eni napravi?

Da.

Integriran sistem za odstranjevanje ostankov in čiščenje lahko združi odstranjevanje ostankov, čiščenje, ciljeno čiščenje pod visokim tlakom, izpiranje, sušenje in druge zahtevane postopke znotraj ene proizvodne celice.

Natančna zaporedja postopkov so odvisna od sestavnega dela in zahtev glede čistosti.

Kakšne so prednosti mokrega odstranjevanja ostankov?

Pri mokrem odstranjevanju ostankov se med operacijo uporablja rezalna tekočina ali čistilna tekočina.

Glavne prednosti so zmanjšanje površinske obarvanosti zaradi trenja ter zagotavljanje mazanja in hlajenja, kar lahko pomaga podaljšati življenjsko dobo krtač.

Določena tekočina in pogoji postopka naj bodo izbrani glede na material sestavnega dela in proizvodne zahteve.

Ali naj se uporabi odstranjevanje ostankov z krtačo ali z orodjem?

Čistka za odstranjevanje ostankov omogoča večjo prilagodljivost in je primerna za zapletene površine ter nepravilne luknje.

Orodja za odstranjevanje ostankov običajno zagotavljajo višjo doslednost in učinkovitost pri rednih geometrijah lukenj ter stabilni proizvodnji v visokih količinah.

Nekatere proizvodne sisteme združujejo obe metodi in samodejno preklopljajo med orodji v skladu z programiranim postopkom.

Ali se lahko vrstni red postopka obrne?

Pri integriranem postopku odstranjevanja ostankov in čiščenja naj bi se odstranjevanje ostankov običajno izvedlo pred končnim čiščenjem.

Odstranjevanje ostankov ustvarja delce. Če bi se odstranjevanje ostankov izvedlo po končnem čiščenju, bi ti delci lahko onesnažili očiščeni del in s tem morda zahtevali dodatno čiščenje.

Koliko širok lahko je razpon ciklusnega časa?

Dosegljiv razpon je odvisen od konfiguracije opreme in zahtev postopka.

Značilni sistem za čiščenje in odstranjevanje ostankov pri motorju osebnega avtomobila ima nastavljiv razpon ciklusnega časa 20 sekund do 20 minut .

Taka široka raznolikost lahko podpira različne proizvodne zahteve, zlasti prilagodljive proizvodne linije, ki obravnavajo več različic komponent.

Zaključek

Odstranjevanje ostrov in čiščenje nista nujno dva popolnoma ločena proizvodna procesa.

Za motorne bloke, glave valjev, ventilske ohišja in druge zapletene obdelane komponente je integracija robotičnega odstranjevanja ostrov + industrijskega čiščenja lahko zmanjša posredno rokovanje, takoj odstrani novo nastale delce ter združi več procesov v eno proizvodno celico.

Čopično odstranjevanje ostrov, orodjno odstranjevanje ostrov in mokro odstranjevanje ostrov se lahko prav tako kombinirajo glede na geometrijo komponente, značilnosti ostrov, material, količino proizvodnje in zahteve glede čistosti.

Za aplikacije, ki zahtevajo tako odstranjevanje ostrov kot visoko stopnjo čistosti, integrirana naprava za odstranjevanje ostrov in čiščenje omogoča povezavo obeh procesov v neprekinjen proizvodni tok.