Máy gọt cạnh bằng robot cho khối động cơ diesel sáu xy-lanh: Giải pháp gọt cạnh và làm sạch tích hợp

Tổng Quan

Các khối động cơ diesel bằng gang có thể phát sinh ba via xung quanh các lỗ dẫn dầu được khoan, các lỗ nước cho ống lót xi-lanh, các lỗ ren và các lỗ giao cắt. Vì ba via trên gang thường khó loại bỏ một cách đồng đều, nên việc làm sạch thủ công có thể dẫn đến nhu cầu lao động cao, chất lượng không đồng nhất và bỏ sót một số vị trí.

Giải pháp làm sạch ba via tự động của Big Bird Industrial dành cho khối động cơ diesel sáu xi-lanh sử dụng robot công nghiệp sáu trục để thực hiện thao tác làm sạch ba via linh hoạt theo chương trình, đồng thời tích hợp luôn công đoạn làm sạch vào quy trình. Nhờ kết hợp chuyển động công cụ được kiểm soát chính xác, các phương pháp làm sạch ba via chuyên biệt cho từng ứng dụng và công đoạn làm sạch phía sau, hệ thống này giúp loại bỏ ba via cũng như các dư lượng gia công trước khi lắp ráp động cơ.

1. Ba via trên khối động cơ diesel xuất hiện ở đâu?

Trong các công đoạn gia công như khoan các lỗ dẫn dầu chính, các lỗ nước cho ống lót xi-lanh và các lỗ ren, ba via có thể hình thành xung quanh mép lỗ, các lỗ giao cắt và các góc trong buồng nội bộ.

Các gờ thừa bằng gang có thể tương đối cứng và bám chắc, khiến việc loại bỏ thủ công trở nên khó khăn, đặc biệt ở những khu vực có không gian hạn chế để đưa dụng cụ vào. Các thao tác thủ công cũng có thể khác nhau giữa các công nhân và các chi tiết gia công, làm tăng nguy cơ bỏ sót gờ thừa hoặc cắt quá mức vật liệu.

Các gờ thừa còn sót lại tạo ra rủi ro tiềm tàng trong quá trình động cơ hoạt động. Nếu các hạt bị bong ra xâm nhập vào các đường dẫn dầu hoặc tiếp xúc với các bề mặt chuyển động, chúng có thể gây cản trở dòng chảy dầu, làm xước hoặc hư hại các bộ phận như áo xi-lanh và bề mặt bạc lót.

Vì lý do này, chất lượng làm sạch gờ thừa là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất thân máy động cơ. Mục tiêu không chỉ đơn thuần là loại bỏ các gờ thừa nhìn thấy được, mà còn đạt được kết quả đồng đều tại các vị trí đã xác định, đồng thời bảo vệ các bề mặt chức năng và duy trì hình dạng hình học yêu cầu của chi tiết.

2. Giải pháp làm sạch gờ thừa bằng robot cho thân máy động cơ diesel

Hệ thống kết hợp robot công nghiệp sáu trục, dụng cụ vát mép chuyên dụng cho từng ứng dụng, điều khiển quy trình lập trình được và giai đoạn làm sạch tích hợp.

Chuyển động công cụ của robot sáu trục

Robot mang dụng cụ vát mép đã chọn và di chuyển theo các đường dẫn đã lập trình dọc theo viền chi tiết, mép lỗ và các vị trí khác được chỉ định. Nhiều trục của nó mang lại tính linh hoạt khi tiếp cận các đặc điểm có hướng khác nhau.

Các đường dẫn công cụ được phát triển và xác thực dựa trên hình học khối động cơ, vị trí ba via và kết quả loại bỏ yêu cầu.

Nhiều phương pháp vát mép

Tùy thuộc vào vị trí ba via, hình thái học và trạng thái vật liệu, hệ thống có thể sử dụng kết hợp các phương pháp sau:

• Dụng cụ chổi: Phù hợp với một số ứng dụng hoàn thiện cạnh và vát mép nhẹ.

• Dụng cụ cắt: Được sử dụng khi cần loại bỏ cơ học trực tiếp hơn.

• Nước áp lực cao: Được áp dụng khi việc loại bỏ ba via bằng thủy lực phù hợp với loại ba via, hình dạng chi tiết gia công và điều kiện quy trình.

Cần lựa chọn dụng cụ và thông số quy trình thích hợp thông qua thử nghiệm. Không phải mọi vị trí ba via đều yêu cầu cùng một phương pháp loại bỏ, và cấu hình cuối cùng phụ thuộc vào khối động cơ cụ thể.

Làm sạch tích hợp sau khi loại bỏ ba via

Việc loại bỏ ba via sinh ra vụn kim loại và các hạt bị tách rời, trong khi các thao tác gia công có thể để lại dung dịch cắt và các tạp chất khác trên chi tiết gia công. Hệ thống tích hợp giai đoạn làm sạch ngay sau khi loại bỏ ba via nhằm loại bỏ những chất gây nhiễm bẩn này trước khi chi tiết chuyển sang công đoạn sản xuất tiếp theo.

Hiệu quả làm sạch phụ thuộc vào cấu hình quy trình, quản lý chất lỏng, lọc và khả năng tiếp cận các đặc điểm liên quan. Mức độ sạch yêu cầu cần được xác minh dựa trên tiêu chí chấp nhận của khách hàng.

Điều khiển quy trình lập trình được

Các mẫu khối động cơ khác nhau có thể sử dụng các chương trình gọt cạnh tương ứng. Khi được thiết kế hỗ trợ bởi hệ thống, các đồ gá chuyên dụng hoặc đồ gá thay nhanh có thể giúp xử lý nhiều biến thể chi tiết trên cùng một dây chuyền sản xuất.

Quản lý chương trình và kiểm soát thông số quy trình cũng hỗ trợ việc thực hiện đồng nhất và cung cấp nền tảng cho hồ sơ chất lượng cũng như khả năng truy xuất quy trình.

3. Những lợi ích chính của việc tích hợp gọt cạnh và làm sạch bằng robot

Giảm sự phụ thuộc vào gọt cạnh thủ công

Tự động hóa các thao tác gọt cạnh lặp đi lặp lại giúp giảm khối lượng công việc thủ công và mức độ phụ thuộc vào kỹ thuật của người vận hành. Các đường đi được lập trình giúp chuẩn hóa thao tác trên các chi tiết và ca sản xuất.

Chất lượng gọt cạnh đồng nhất hơn

Một quy trình robot đã được xác nhận có thể cải thiện tính đồng nhất tại các vị trí ba via được chỉ định. Việc lựa chọn dụng cụ, độ chính xác của đường đi, lực tiếp xúc và các thông số quy trình phải phù hợp với chi tiết nhằm giảm thiểu cả ba via còn sót lại lẫn việc loại bỏ vật liệu quá mức.

Cải thiện luồng sản xuất

Việc kết hợp công đoạn gọt cạnh và làm sạch trong một hệ thống tích hợp có thể giảm thiểu việc xử lý trung gian, tồn kho sản phẩm đang chế tạo và việc chuyển giao giữa các trạm riêng biệt. Lợi ích thực tế về năng suất phụ thuộc vào thời gian chu kỳ, bố trí nạp liệu và dỡ phôi, cũng như sự cân bằng của toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Khả năng truy xuất quy trình tốt hơn

Các chương trình được lưu trữ và các thông số quy trình được kiểm soát cung cấp cơ sở để ghi lại quy trình nào đã được áp dụng cho từng chi tiết gia công hoặc lô sản xuất, trong trường hợp hệ thống hỗ trợ chức năng theo dõi này. Điều này có thể hỗ trợ điều tra chất lượng và tối ưu hóa quy trình.

4. Ứng dụng điển hình

Hệ thống được thiết kế cho các công đoạn gọt cạnh và làm sạch đối với thân máy động cơ diesel sáu xi-lanh và có thể được điều chỉnh để phù hợp với các chi tiết khác làm từ gang xám cũng như các chi tiết vỏ lớn.

Các lĩnh vực ứng dụng điển hình bao gồm:

• Sản xuất động cơ diesel cho xe thương mại

• Các dây chuyền gia công thân máy động cơ

• Gọt cạnh lỗ dẫn dầu và lỗ dẫn nước

• Hoàn thiện mép lỗ giao nhau

• Gọt cạnh và làm sạch tự động trong sản xuất cụm truyền lực

Việc điều chỉnh để tương thích với một bộ phận khác đòi hỏi đánh giá hình học của bộ phận đó, vị trí các mép thừa (burr), đặc tính vật liệu, khả năng tiếp cận của dụng cụ, yêu cầu về đồ gá và nhịp sản xuất (takt time). Nên thực hiện thử nghiệm khả thi trước khi xác nhận cấu hình quy trình cuối cùng.

Các câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Điều gì khiến các mép thừa (burr) trên khối động cơ bằng gang trở nên khó loại bỏ?

Các mép thừa có thể hình thành tại các mép lỗ, các lỗ khoan giao nhau và các góc trong của khoang nội bộ. Độ cứng, cách bám dính và vị trí của chúng có thể khiến việc loại bỏ thủ công trở nên khó khăn và thiếu nhất quán. Việc làm sạch mép thừa bằng robot cung cấp chuyển động dụng cụ được lập trình sẵn và khả năng tiếp cận lặp lại tới các khu vực đã xác định, với điều kiện dụng cụ và quy trình phải được xác nhận hiệu lực.

Câu hỏi 2: Việc làm sạch mép thừa bằng robot có thể gây hư hại bề mặt gia công không?

Mọi quy trình gọt cạnh đều phải kiểm soát rủi ro về việc loại bỏ quá nhiều vật liệu hoặc gây hư hại cho các bề mặt gia công và bề mặt làm kín. Việc lựa chọn dụng cụ phù hợp, các quỹ đạo đã được xác nhận, kiểm soát lực tiếp xúc và sử dụng các đồ gá thích hợp có thể giúp giảm thiểu rủi ro này. Việc chấp nhận cuối cùng cần bao gồm việc kiểm tra các cạnh liên quan cũng như các bề mặt chức năng.

Câu hỏi 3: Có cần thực hiện riêng một quy trình làm sạch sau khi gọt cạnh hay không?

Hệ thống được mô tả tích hợp quy trình làm sạch ngay sau bước gọt cạnh nhằm loại bỏ phoi, các hạt bị bong ra và các dư lượng còn sót lại từ quá trình gia công. Việc có cần thêm bước làm sạch nào khác hay không phụ thuộc vào yêu cầu về độ sạch, hiệu quả của quy trình tích hợp và các yêu cầu sản xuất ở công đoạn tiếp theo. Việc xác nhận cần chứng minh rằng chi tiết đạt được các tiêu chí chấp nhận đã thỏa thuận trước khi chuyển sang giai đoạn tiếp theo.

Câu hỏi 4: Hệ thống có thể xử lý được nhiều mẫu khối động cơ khác nhau hay không?

Việc sản xuất đa mẫu có thể được hỗ trợ thông qua các chương trình chuyên biệt cho từng mẫu và các đồ gá phù hợp, bao gồm cả hệ thống dụng cụ thay nhanh nếu được cấu hình. Tính tương thích phụ thuộc vào sự khác biệt về hình học phôi, vị trí ba via, khả năng tiếp cận dụng cụ và yêu cầu xử lý. Mỗi mẫu cần được xác nhận trước khi đưa vào sản xuất.

Kết luận

Việc vát mép đồng đều trên các khối động cơ diesel bằng gang là yếu tố quan trọng nhằm kiểm soát các hạt dư và bảo vệ công đoạn lắp ráp động cơ phía sau. Một hệ thống robot sáu trục cung cấp khả năng di chuyển linh hoạt cho dụng cụ nhằm thực hiện vát mép theo chương trình đã lập, trong khi làm sạch tích hợp giúp loại bỏ vụn và cặn sinh ra trong quá trình gia công.

Bằng cách kết hợp các dụng cụ chuyên biệt cho từng ứng dụng, các đường đi của robot đã được xác nhận, kiểm soát quy trình và làm sạch phía sau, Big Bird Industrial hỗ trợ các nhà sản xuất phát triển các giải pháp vát mép tích hợp dành riêng cho khối động cơ và các chi tiết đúc khác.

Big Bird Industrial, trước đây là Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., cung cấp thiết bị làm sạch công nghiệp và thiết bị cho quy trình sản xuất trong các ứng dụng ô tô và chế tạo chính xác. Thiết kế hệ thống cuối cùng cần được điều chỉnh phù hợp với hình dạng chi tiết gia công, đặc điểm ba via, yêu cầu sản xuất và tiêu chí chất lượng do khách hàng xác định.