Integrovaný robotický čistící systém pro pouzdra E-Drive výrobou vozidel s novými zdroji energie

Průmyslový integrovaný robotický čistící systém Big Bird pro pouzdra E-Drive je vyvinut pro čištění hliníkových pouzder po obrábění v rámci výroby elektrických pohonných jednotek vozidel s novými zdroji energie. Systém odstraňuje zbytky po obrábění a lití před konečnou montáží a podporuje výrobu smíšených modelů s automatickou výměnou nástrojů pro více variant obrobků.

Zařízení je dodáváno jako kompletní řešení včetně návrhu, výroby, instalace a uvedení do provozu.

Aplikace na obrobky

Systém umožňuje zpracování více integrovaných variant pouzder E-Drive pro aplikace ve vozidlech s novými zdroji energie:

Všechny součásti jsou hliníkové skříně pro elektrické pohonné systémy vozidel s alternativními pohony. Systém je navržen s funkcí automatické výměny nástrojů a umožňuje zpracování více variant součástí prostřednictvím systému knihovny upínačů.

Automatická výměna nástrojů a výroba smíšených modelů

Systém podporuje plně automatickou výrobu smíšených modelů s následujícími funkcemi:

Rozpoznání QR kódu

Systém čtení QR kódů COGNEX automaticky identifikuje součásti po jejich umístění do systému. Na základě informací z QR kódu systém vybere odpovídající program čištění.

Systém vizuálního kontrolování

Vizuální systém COGNEX identifikuje typ a orientaci součásti a řídí robota při přesném zachycení a manipulaci.

Automatická výměna nástrojů

Každý robot je vybaven automatickým výměnníkem nástrojů (Stäubli) a knihovnou upínačů, která umožňuje uchovat 4 sady upínačů. Systém automaticky vyměňuje upínače na základě identifikace součásti, čímž umožňuje bezproblémovou výrobu smíšených modelů bez nutnosti manuálního zásahu.

Konfigurace se třemi roboty

Systém využívá tři roboty FANUC se současným pracovním postupem:

• Robot 1: Turbulentní čištění + rotační čištění vysokým tlakem

• Robot 2: Předání do ultrazvukového čištění + bodové čištění vysokým tlakem

• Robot 3: Zpracování prvního oplachování + druhé oplachování + vysoušení proudem vzduchu

Vícestupňový proces čištění

Systém kombinuje několik technologií čištění v automatizované jedenáctistupňové sekvenci:

Stupeň 1: Nahrávání

Nadzemní robotická brána z automatické linky automaticky umístí obrobek na paletu pro náklad do čistícího systému. Doprovodný systém přepraví obrobek i paletu na pozici, kde jej robot sebere.

Nabízí následující funkce:

• Automatické skenování QR kódu pro identifikaci obrobku (COGNEX)

• Vizuální systém pro rozpoznání typu a orientace obrobku (COGNEX)

• Tlačítka pro spuštění oběma rukama, tlačítko pro nouzové zastavení a bezpečnostní světelné závory

• Automatické odstřikování stlačeným vzduchem prázdných držáků palet po sebrání robotem

• Kompatibilita s ručním i automatickým režimem nákladu

• Zvedací válečkové dopravníky na obou koncích pro automatickou cirkulaci palet

Stupeň 2: Turbulentní a bodové čištění (1,5 MPa)

Robot 1 sevře obrobek a přenese ho do turbulencí čistící nádrže, která je již předem naplněna čistící kapalinou. Robot flexibilně mění orientaci obrobku, zatímco trysky směřují turbulentní proud ke čištění všech povrchů.

Během turbulentního čištění robotické upínací zařízení uzavře otvory chladicího pláště, aby se zabránilo vniknutí hliníkových třísek do dutiny chladicího pláště během čištění.

Po turbulentním čištění se otevře odpouštěcí ventil pro rychlé odvodnění. Robot umístí obrobek do pevně daných tryskových boxů uspořádaných podle vzoru otvorů obrobku. Robot mění orientaci obrobku tak, aby každý povrch byl zarovnán s odpovídajícími tryskovými panely, čímž je zajištěno cílené čištění všech otvorů.

Po čištění robot převede obrobek na další stanici s nakloněným odvodněním během přepravy. Čistící čerpadlo nadále naplňuje turbulentní nádrž, aby byla připravena na další obrobek.

Stupeň 3: Rotační čištění vysokým tlakem (40 MPa)

Robot 1 převede obrobek na stanici rotačního čištění vysokým tlakem. Rotační trysky vysokého tlaku dodávají čistící výkon 40 MPa do cílových oblastí obrobku. Po čištění robot převede obrobek na další stanici s nakloněným odvodněním během přepravy.

Etapa 4: Ultrazvukové čištění

Robot 1 převezme polotovar na paletu pro pozicování na stanici ultrazvukového čištění. Během čištění se automaticky uzavře kryt ultrazvukové nádrže. Tato stanice má dvě pozice, což umožňuje každému polotovaru absolvovat dva cykly ultrazvukového čištění.

Po ultrazvukovém čištění robot 2 uchopí polotovar z palety pro pozicování a převezme ho na další stanici. Pro výměnu modelu je paleta pro pozicování manuálně vyměněna za jednoduchou, lehkou konstrukci s pevným systémem ochrany proti chybám.

Etapa 5: Lokální čištění vysokým tlakem (40 MPa)

Robot 2 převezme polotovar na stanici lokálního čištění vysokým tlakem. Lineární pevné trysky pro čištění vysokým tlakem dodávají čistící výkon 40 MPa do cílových oblastí. Po čištění robot převezme polotovar na další stanici s nakloněným odvodem během přepravy. Krátký proud stlačeného vzduchu odstraní přebytečnou čistící kapalinu, než polotovar vstoupí do další stanice.

Etapa 6: Hlavní postřikové oplachování

Robot 2 umístí polotovar na pozicionovací paletu v této stanici a stáhne se. Dveře stanice se zavřou a trysková skříň klesne, aby provedla postřikové oplachování polotovaru. Specializované trysky zajišťují oplachování zátky vodního pláště pro konkrétní pouzdra.

Po oplachu se trysková skříň vrátí do původní polohy, dveře stanice se otevřou a robot 3 odstraní polotovar a převede ho do další stanice. Při výměně modelu je pozicionovací paleta manuálně nahrazena jednoduchou, lehkou konstrukcí s pevným protichybovým zabezpečením.

Stupeň 7: Sekundární postřikové oplachování

Robot 3 uchopí polotovar a provede sekundární postřikové oplachování. Specializované trysky zajišťují oplachování zátky vodního pláště pro konkrétní pouzdra (směr čištění je opačný než ve stupni 6). Po oplachu robot 3 převede polotovar do další stanice.

Stupeň 8: Lokální sušení proudem vzduchu

Robot 3 provádí nakloněné odvodnění během přepravy a poté umístí součástku do pevných tryskových skříní uspořádaných podle otvorových vzorů součástky. Stlačený vzduch umožňuje cílené vysoušení všech otvorů a průchodů.

Specializované trysky pro uzávěry vodních otvorů zajišťují vysoušení uzávěrů pro konkrétní skříně, čímž se zaručuje úplné odtekání chladicí kapaliny z vodní pláště. Po vysoušení v pevných bodech robot provede skenovací vysoušení po povrchu součástky. Po dokončení vysoušení robot 3 umístí součástku na čistou, suchou polohovací paletu na výstupu.

Stupeň 9: Sekundární vysoušení

Součástka a paleta jsou dopraveny na tuto stanici. Dveře stanice se uzavřou a tryskové skříně provedou vysoušení jak součástky, tak palety. Tato stanice je vybavena automatickým programem čištění/vysoušení palet, přičemž čistící a vysoušecí linky lze automaticky přepínat.

Stupeň 10: Vakuové vysoušení

Obrobek je dopravován do vakuové komory. Horní vakuová krytka se rozšiřuje pomocí pneumatického válce a uzavírá obrobek ve vzduchotěsné komoře. Vakuové čerpadlo vyčerpává komoru a odstraňuje zbytkovou vlhkost z vnitřních dutin a slepých otvorů.

Krok 11: Chlazení a vykládka

Obrobek je dopravován na místo vykládky. Chladicí ventilátory snižují teplotu součásti na 20 ± 3 °C na výstupu. Výstup může obsahovat až 4 obrobky ve frontě. Všechny výstupní dopravníky jsou vybaveny ochrannými kryty, aby se předešlo sekundárnímu znečištění. Zvedací válečkové dopravníky na obou koncích vracejí prázdné palety do polohy umístění robotem prostřednictvím dolní vrstvy dopravníku. Systém ponechává prostor pro budoucí připojení stanice čištění a sušení palet.

Kontrola technické čistoty

U výroby elektrických pohonů pro vozidla s alternativním pohonem má čistota vnitřních průchodů pouzdra elektropohonu přímý vliv na výkon a spolehlivost jednotek elektrického pohonu.

Systém je navržen tak, aby splnil přísné požadavky na čistotu pro každou variantu obrobku:

Kvalita sušení se ověřuje otíráním povrchů součástí filtrčním papírem – žádné viditelné stopy vlhkosti a žádná vodní mlha při foukání vzduchem do všech typů otvorů.

Pokročilá správa filtrace

Systém využívá vícestupňový filtrační systém:

Všechny filtry jsou vybaveny funkcemi předvarování a varování před ucpaním. Odolevávací zařízení s plovákem a odolevávací zařízení s páskem odstraňují povrchový olej z čisticí kapaliny, čímž se prodlužuje životnost kapaliny.

Robotový systém

Systém využívá tři roboty FANUC:

Všechny roboty jsou plně vodotěsné (ochrana IP67), odolné proti korozi a vybavené uzavřenými senzory. Každý robot je vybaven automatickým systémem výměny nástrojů (Stäubli) a má přístup ke knihovně upínačů s 4 sadami upínačů. Opakovatelná polohovací přesnost ≤ ±0,2 mm. Upínací plochy upínačů a lokalizační kolíky nepoužívají obráběné plochy (s výjimkou technologických ploch a otvorů).

Inteligentní integrace výroby

Systém splňuje požadavky Industry 4.0 díky komplexnímu propojení dat:

Komunikace MES

• PLC vybaveno modulem rozhraní sítě MES

• Podpora komunikace přes Ethernet

• Sledování polotovarů pomocí QR kódů

• Získávání výrobních dat

Operátorské rozhraní

• Dotyková obrazovka Mitsubishi HMI

• Zobrazení aktuálního stavu zařízení v reálném čase s grafickou vizualizací

• Zobrazení a úprava parametrů čištění

• Zvukové a vizuální poplachy s uložením historie více než 500 poplachů (čas, adresa, příčina, řešení)

• Automatický a ruční provozní režim s ochranou proti závazným chybám (interlock)

Chytré funkce

• Automatická cirkulace o víkendu pro zabránění degradaci kapaliny

• Možnost dálkové diagnostiky

• Zálohování dat a rozhraní pro síťové připojení

Případ aplikace

Komplexní řešení pro čištění

Big Bird Industrial poskytuje komplexní inženýrská řešení, mezi něž patří:

Vývoj procesu

• Analýza komponent

• Návrhu procesu čištění

• Hodnocení požadavků na čistotu

Integrace zařízení

• Čistící systémy s koordinací více robotů

• Vysokotlaká čistící technologie (40 MPa)

• Ultrazvukové čistící systémy (2 stanice)

• Vakuová sušicí technologie

• Automatické systémy výměny nástrojů s knihovnou upínačů

• Vícestupňové řízení filtrace

• Dopravní a manipulační systémy

Chytré výrobní připojení

• Rozhraní MES

• Sledovatelnost pomocí QR kódu

• Získávání výrobních dat

Proč si vybrat Big Bird Industrial

Zkušenost s komponenty vozidel s novou energií

Big Bird Industrial se specializuje na řešení přesného čištění součástí automobilových pohonných jednotek, s ověřenou zkušeností s čištěním pouzder elektrických pohonů pro vozidla s novou energií pro více aplikací elektrických pohonných jednotek napříč 9 variantami obrobků.

Čištění pomocí více robotů

Systém využívá tři koordinované roboty FANUC s funkcí automatické výměny nástrojů a úložištěm knihovny upínačů, což umožňuje efektivní čištění složitých geometrií pouzder elektrických pohonů pomocí více technologií čištění v jediné výrobní sekvenci.

Integrované technologie čištění

Systém kombinuje turbulentní čištění (1,5 MPa), rotační čištění vysokým tlakem (40 MPa), ultrazvukové čištění ve dvou stanicích, bodové čištění vysokým tlakem (40 MPa), postřikování v dvou fázích, odstřkové sušení ve dvou fázích a vakuové sušení pro komplexní odstranění kontaminantů.

Inženýrská schopnost na úrovni systému

Společnost poskytuje komplexní řešení od vývoje procesu čištění až po integraci do výroby, včetně koordinace více robotů, čištění vysokým tlakem, ultrazvukového čištění, vakuového sušení a systémů automatické výměny nástrojů.

Přizpůsobené nestandardní inženýrské řešení

Každá součást i každá výrobní linka má své specifické požadavky. Big Bird Industrial poskytuje přizpůsobená inženýrská řešení na základě:

• Analýza struktury a materiálu komponentů

• Vývoj procesu čištění

• Přizpůsobené upínací kleště a návrh automatizace

• Konfigurace systému automatické výměny nástrojů

• Integrace uspořádání výrobního závodu a výrobního toku

Nestandardní inženýrské schopnosti společnosti umožňují přizpůsobit každý čisticí systém konkrétní geometrii komponentů, požadavkům na dobu cyklu, normám čistoty a úrovni automatizace.

Podpora výroby elektrických pohonných jednotek

S rychlým růstem vozidel na novou energii poskytuje společnost Big Bird Industrial specializovaná řešení pro čištění součástí elektrických pohonných jednotek a podporuje výrobce při přechodu na elektro-poháněnou výrobu.

Často kladené otázky

Jaké komponenty tento čisticí systém zpracovává?

Tento systém je navržen pro integrované skříně e-pohonů a součásti elektrických pohonných jednotek používané při výrobě vozidel na novou energii, včetně krytů motoru, skříní převodovek, krytů invertorů, předních/ zadních krytů a skříní motorů.

Jaké technologie čištění jsou integrovány?

Systém integruje turbulentní čištění (1,5 MPa), rotační čištění vysokým tlakem (40 MPa), ultrazvukové čištění ve dvou stanicích, bodové čištění vysokým tlakem (40 MPa), postřikové oplachování ve dvou stupních, odstřkové sušení ve dvou stupních, vakuové sušení a chlazení.

Jak systém zpracovává více variant dílů?

Systém je vybaven automatickým rozpoznáváním QR kódů, vizuální kontrolou orientace a automatickým systémem výměny nástrojů s knihovnou upínačů pro každého robota (4 upínače na robota), což umožňuje bezproblémovou výrobu smíšených modelů u 9 variant dílů.

Jaké kontaminanty lze odstranit?

Odstraňuje kovové třísky, litinové zbytky, obráběcí částice a kontaminaci řezným olejem z komplexních vnitřních průchodů, vodních plášťů a vnějších povrchů.

Jaké úrovně čistoty lze dosáhnout?

Požadavky na čistotu se liší podle specifikace součásti, obvykle v rozmezí 7,2 mg až 9,3 mg celkové zbytkové kontaminace s přísnou kontrolou rozdělení velikosti částic a požadavky na povrchové napětí podle DIN 8296 (≥ 32–36 mN/m).

Je systém přizpůsobitelný?

Ano. Všechny parametry – včetně doby cyklu, tlaku čištění, teploty, úrovně automatizace a konfigurace filtrace – lze přizpůsobit požadavkům zákaznické výrobní linky.

Čištění pouzder E-Drive výrobou vozidel s novými zdroji energie

Integrované čištění pouzder elektrických pohonů je kritickým procesem výroby elektrických pohonných jednotek pro vozidla s novou energií. Tyto složité hliníková pouzdra kombinují několik funkcí – motor, střídač a reduktor – v jediném komponentu, což vyžaduje pokročilé technologie čištění k odstranění obráběcích zbytků a litinových nečistot z komplikovaných vnitřních průchodů, vodních plášťů a chladicích kanálů. Čistota komponentů elektrických pohonů přímo ovlivňuje výkon, účinnost a spolehlivost elektrických pohonných jednotek.

Systémy čištění s více roboty a automatickou výměnou nástrojů

Výroba komponentů elektrického pohonného ústrojí vyžaduje flexibilní a vysoce účinná řešení pro čištění, která jsou schopna zpracovat více variant obrobků. Systémy pro čištění s více roboty a automatickou výměnou nástrojů umožňují bezproblémovou výrobu různých modelů bez manuálního zásahu. Koordinované pracovní postupy robotů optimalizují postupy čištění, čímž se zkracují cyklové časy a zároveň se zajišťuje stálá kvalita čištění u všech variant. Knihovny upínačů s 4 upínači na robota poskytují flexibilitu pro až 9 variant obrobků.

Ultrazvukové a vysokotlaké čištění složitých skříní

Složité pouzdra elektrických pohonů s intrikátními vnitřními geometriemi představují jedinečné výzvy pro čištění. Ultrazvukové čištění dosahuje do vnitřních dutin a slepých otvorů, ke kterým konvenční čištění proudem kapaliny nedosáhne, zatímco čištění vysokým tlakem (40 MPa) účinně odstraňuje tvrdé nečistoty z vnějších povrchů a olejových kanálů. Dvoustanici ultrazvukové čištění umožňuje prodloužené cykly čištění bez negativního dopadu na celkovou výrobní propustnost.

Filtrace a správa kapalin při čištění pouzder elektrických pohonů

Účinná filtrace a správa kapalin jsou nezbytné pro udržení stálé kvality čištění pouzder elektrických pohonů. Vícestupňové filtrační konfigurace s bubnovými filtry (50 μm), taštičkovými filtry (20 μm / 10 μm) a oddělováním oleje umožňují nepřetržitý provoz s automatickými upozorněními na výměnu filtru. Filtrační přesnost až 10 μm zajišťuje udržení kvality čisticí kapaliny, snižuje riziko opětovné kontaminace a prodlužuje životnost kapaliny.

Technické specifikace