Sistema robótico integrado de limpieza para carcasas de E-Drive en vehículos de nueva energía

El sistema robótico integrado Big Bird Industrial para la limpieza de carcasas de E-Drive está desarrollado para la limpieza posterior al mecanizado de carcasas de aluminio utilizadas en la fabricación de trenes motrices eléctricos para vehículos de nueva energía. El sistema elimina residuos de mecanizado y fundición antes del ensamblaje final y admite producción mixta con cambio automático de herramientas para múltiples variantes de piezas.

El equipo se suministra como una solución llave en mano, que incluye diseño, fabricación, instalación y puesta en marcha.

Aplicaciones de piezas de trabajo

El sistema admite múltiples variantes integradas de carcasas de E-Drive para aplicaciones en vehículos de nueva energía:

Todas las piezas son carcasas de aluminio para aplicaciones en trenes motrices eléctricos de vehículos de nueva energía. El sistema está diseñado con capacidad de cambio automático de herramientas y admite múltiples variantes de piezas mediante un sistema de biblioteca de fijaciones.

Cambio automático de herramientas y producción de modelos mixtos

El sistema admite producción totalmente automática de modelos mixtos con:

Reconocimiento de código QR

Un sistema de escaneo de códigos QR COGNEX lee automáticamente la identificación de la pieza al cargarla. El sistema selecciona el programa de limpieza adecuado según la información del código QR.

Sistema de inspección visual

Un sistema de visión COGNEX identifica el tipo y la orientación de la pieza, guiando al robot para una sujeción y manipulación precisas.

Cambio automático de herramienta

Cada robot está equipado con un cambiador automático de herramientas (Stäubli) y una biblioteca de fijaciones capaz de almacenar 4 juegos de fijaciones. El sistema cambia automáticamente las fijaciones según la identificación de la pieza, permitiendo una producción sin interrupciones de modelos mixtos sin intervención manual.

Configuración con tres robots

El sistema utiliza tres robots FANUC con flujo de trabajo coordinado:

• Robot 1: Limpieza turbulenta + Limpieza de alta presión rotatoria

• Robot 2: Traspaso de limpieza ultrasónica + Limpieza de alta presión en punto fijo

• Robot 3: Manipulación del enjuague primario + Enjuague secundario + Secado por soplado

Proceso de limpieza en múltiples etapas

El sistema combina varias tecnologías de limpieza en una secuencia automatizada de 11 etapas:

Etapa 1: Carga

El robot de puente aéreo de la línea automática carga automáticamente la pieza de trabajo sobre la plataforma de carga del sistema de limpieza. El sistema transportador desplaza la pieza de trabajo y la plataforma hasta la posición de recogida del robot.

La estación de carga incluye:

• Escaneo automático de códigos QR para identificación de la pieza de trabajo (COGNEX)

• Sistema de visión para reconocimiento del tipo y orientación de la pieza de trabajo (COGNEX)

• Botones de arranque con ambas manos, parada de emergencia y cortinas de luz de seguridad

• Soplado automático de aire en los asientos de localización de plataformas vacías tras la recogida por el robot

• Compatibilidad con modos de carga manual y automática

• Transportadores de rodillos elevadores en ambos extremos para la circulación automática de plataformas

Etapa 2: Limpieza turbulenta y de punto fijo (1,5 MPa)

El robot 1 sujeta la pieza de trabajo y la transfiere al tanque de limpieza turbulenta, previamente lleno con líquido limpiador. El robot cambia flexiblemente la orientación de la pieza de trabajo mientras las boquillas dirigen un flujo turbulento para limpiar todas las superficies.

Durante la limpieza turbulenta, el dispositivo de sujeción del robot tapona los orificios del manguito de agua para evitar que las virutas de aluminio entren en la cavidad del manguito de agua durante la limpieza.

Tras la limpieza turbulenta, se abre la válvula de drenaje para un desagüe rápido. El robot posiciona la pieza de trabajo en cajas de boquillas fijas dispuestas según el patrón de orificios de la pieza. El robot cambia la orientación de la pieza de trabajo para alinear cada superficie con los correspondientes paneles de boquillas, garantizando así que todos los orificios reciban una limpieza dirigida.

Tras la limpieza, el robot transfiere la pieza de trabajo a la siguiente estación con drenaje inclinado durante la transferencia. La bomba de limpieza sigue llenando el tanque turbulento para que esté listo para la siguiente pieza de trabajo.

Etapa 3: Limpiado rotatorio de alta presión (40 MPa)

El robot 1 transfiere la pieza de trabajo a la estación de limpieza rotatoria de alta presión. Las boquillas rotatorias de alta presión aplican una potencia de limpieza de 40 MPa en áreas específicas de la pieza de trabajo. Tras la limpieza, el robot transfiere la pieza de trabajo a la siguiente estación con drenaje inclinado durante la transferencia.

Etapa 4: Limpieza ultrasónica

El robot 1 transfiere la pieza de trabajo a la plataforma de posicionamiento de la estación de limpieza ultrasónica. La tapa del tanque ultrasónico se cierra automáticamente durante la limpieza. Esta estación dispone de dos posiciones, lo que permite someter cada pieza de trabajo a dos ciclos de limpieza ultrasónica.

Tras la limpieza ultrasónica, el robot 2 sujeta la pieza de trabajo desde la plataforma de posicionamiento y la transfiere a la siguiente estación. Para el cambio de modelo, la plataforma de posicionamiento se sustituye manualmente mediante un diseño sencillo y ligero con sistema de bloqueo físico contra errores.

Etapa 5: Limpieza de alta presión en puntos fijos (40 MPa)

El robot 2 transfiere la pieza de trabajo a la estación de limpieza de alta presión en puntos fijos. Las boquillas lineales de alta presión en puntos fijos suministran una potencia de limpieza de 40 MPa en las zonas específicas. Tras la limpieza, el robot transfiere la pieza de trabajo a la siguiente estación con drenaje inclinado durante la transferencia. Una breve ráfaga de aire elimina el exceso de líquido de limpieza antes de que la pieza de trabajo ingrese a la siguiente estación.

Etapa 6: Enjuague por pulverización principal

El robot 2 coloca la pieza de trabajo sobre la paleta de posicionamiento en esta estación y se retira. La puerta de la estación se cierra y la caja de boquillas desciende para realizar el enjuague por pulverización sobre la pieza de trabajo. Boquillas especializadas proporcionan el enjuague de los tapones de la camisa de agua para carcasas específicas.

Tras el enjuague, la caja de boquillas regresa a su posición original, la puerta de la estación se abre y el robot 3 retira la pieza de trabajo y la transfiere a la siguiente estación. Para el cambio de modelo, la paleta de posicionamiento se sustituye manualmente mediante un diseño sencillo y ligero con protección contra errores físicos.

Etapa 7: Enjuague secundario por pulverización

El robot 3 sujeta la pieza de trabajo y realiza el enjuague secundario por pulverización. Boquillas especializadas proporcionan el enjuague de los tapones de la camisa de agua para carcasas específicas (dirección de limpieza opuesta a la Etapa 6). Tras el enjuague, el robot 3 transfiere la pieza de trabajo a la siguiente estación.

Etapa 8: Secado por soplado en puntos fijos

El robot 3 realiza el drenaje por inclinación durante la transferencia y, a continuación, posiciona la pieza de trabajo en cajas de boquillas fijas dispuestas según los patrones de orificios de la pieza. El aire comprimido permite un secado por soplado dirigido de todos los orificios y conductos.

Boquillas especializadas para tapones de orificios de agua realizan el secado por soplado de los tapones en carcasas específicas, garantizando que el fluido del manguito de refrigeración se drene por completo. Tras el secado por soplado en puntos fijos, el robot ejecuta un secado por soplado de barrido sobre las superficies de la pieza de trabajo. Una vez finalizado el secado, el robot 3 coloca la pieza de trabajo sobre el palet de posicionamiento limpio y seco ubicado en la salida.

Etapa 9: Secado secundario por soplado

La pieza de trabajo y el palet se transportan hasta esta estación. La puerta de la estación se cierra y las cajas de boquillas realizan el secado por soplado tanto de la pieza de trabajo como del palet. Esta estación dispone de un programa automático de limpieza/secado para palets, con líneas de limpieza y secado por soplado que pueden conmutarse automáticamente.

Etapa 10: Secado al vacío

La pieza de trabajo se transporta hacia la cámara de vacío. La campana superior de vacío se extiende mediante actuación neumática, encapsulando la pieza de trabajo en una cámara estanca. La bomba de vacío extrae el aire de la cámara, eliminando la humedad residual de las cavidades internas y los orificios ciegos.

Fase 11: Enfriamiento y descarga

La pieza de trabajo se transporta hasta el punto de descarga. Los ventiladores de enfriamiento reducen la temperatura del componente a 20 ± 3 °C a la salida. La salida puede alojar hasta 4 piezas de trabajo en cola. Todos los transportadores de salida cuentan con cubiertas protectoras para evitar contaminación secundaria. Los transportadores de rodillos elevadores en ambos extremos devuelven las paletas vacías a la posición de colocación del robot mediante el transportador de capa inferior. El sistema reserva espacio para la futura incorporación de una estación de limpieza y secado de paletas.

Control de limpieza técnica

En la fabricación de trenes motrices eléctricos para vehículos de nueva energía, la limpieza de los conductos internos de la carcasa del e-drive afecta directamente el rendimiento y la fiabilidad de las unidades motrices eléctricas.

El sistema está diseñado para cumplir con los estrictos requisitos de limpieza de cada variante de pieza de trabajo:

La calidad del secado se verifica pasando papel de filtro sobre las superficies de la pieza: sin marcas visibles de humedad y sin niebla de agua al soplar aire a través de todos los tipos de orificios.

Gestión avanzada de filtración

El sistema emplea un sistema de filtración de múltiples etapas:

Todos los filtros cuentan con funciones de prealarma y alarma de obstrucción. El desnatador de aceite de tipo flotante y el desnatador de aceite de tipo cinta eliminan el aceite flotante del fluido de limpieza para prolongar su vida útil.

Sistema robótico

El sistema utiliza tres robots FANUC:

Todos los robots son completamente resistentes al agua con protección IP67, construcción anticorrosiva y sensores sellados. Cada robot dispone de un cambiador automático de herramientas (Stäubli) y acceso a una biblioteca de herramientas con 4 conjuntos de herramientas. Precisión de posicionamiento repetitivo ≤ ±0,2 mm. Las superficies de sujeción y los pasadores de localización de las herramientas evitan el uso de superficies mecanizadas (excepto las superficies y los orificios del proceso).

Integración de Fabricación Inteligente

El sistema cumple con los requisitos de la Industria 4.0 mediante una conectividad integral de datos:

Comunicación con el sistema MES

• PLC equipado con módulo de interfaz de red MES

• Soporte para comunicaciones Ethernet

• Seguimiento de piezas mediante códigos QR

• Adquisición de datos de producción

Interfaz del operador

• Pantalla táctil Mitsubishi HMI

• Visualización en tiempo real del estado del equipo con visualización gráfica

• Visualización y ajuste de los parámetros de limpieza

• Alarmas acústicas y visuales con almacenamiento de historial de más de 500 alarmas (hora, dirección, causa, solución)

• Modos de operación automática y manual con protección por interbloqueo

Características inteligentes

• Función de circulación automática durante fines de semana para prevenir la degradación del fluido

• Capacidad de diagnóstico remoto

• Copia de seguridad de datos e interfaz de conexión en red

Caso de Aplicación

Solución integral de limpieza

Big Bird Industrial ofrece soluciones integrales de ingeniería, incluidas:

Desarrollo de Procesos

• Análisis de Componentes

• Diseño del proceso de limpieza

• Evaluación de los requisitos de limpieza

Integración de equipos

• Sistemas de limpieza coordinados con múltiples robots

• Tecnología de limpieza a alta presión (40 MPa)

• Sistemas de limpieza ultrasónica (2 estaciones)

• Tecnología de secado al vacío

• Sistemas automáticos de cambio de herramientas con biblioteca de fijaciones

• Gestión de filtración en múltiples etapas

• Sistemas de Transportadores y Manipulación de Materiales

Conexión de fabricación inteligente

• Interfaz MES

• Trazabilidad mediante código QR

• Adquisición de datos de producción

¿Por qué elegir Big Bird Industrial?

Experiencia en componentes para vehículos de nueva energía

Big Bird Industrial se especializa en soluciones de limpieza de precisión para componentes del grupo motriz automotriz, con experiencia demostrada en la limpieza de carcasas de e-motores para vehículos de nueva energía en múltiples aplicaciones de grupos motrices eléctricos, abarcando 9 variantes de piezas.

Tecnología de limpieza con múltiples robots

El sistema utiliza tres robots FANUC coordinados con capacidad de cambio automático de herramientas y almacenamiento en biblioteca de fijaciones, lo que permite una limpieza eficiente de geometrías complejas de carcasas de e-motores mediante múltiples tecnologías de limpieza en una única secuencia productiva.

Tecnologías de limpieza integradas

El sistema combina limpieza turbulenta (1,5 MPa), limpieza a alta presión rotatoria (40 MPa), limpieza ultrasónica en dos estaciones, limpieza a alta presión en puntos fijos (40 MPa), enjuague por pulverización en dos etapas, secado por soplado en dos etapas y secado al vacío para una eliminación integral de contaminantes.

Capacidad de ingeniería a nivel de sistema

La empresa ofrece soluciones integrales, desde el desarrollo del proceso de limpieza hasta la integración en producción, incluyendo coordinación de múltiples robots, limpieza a alta presión, limpieza ultrasónica, secado al vacío y sistemas automáticos de cambio de herramientas.

Ingeniería personalizada no estandarizada

Cada componente y línea de producción presenta requisitos únicos. Big Bird Industrial ofrece soluciones de ingeniería personalizadas basadas en:

• Análisis de la estructura y el material del componente

• Desarrollo del proceso de limpieza

• Diseño personalizado de dispositivos de sujeción y automatización

• Configuración del sistema automático de cambio de herramientas

• Integración del diseño de planta y del flujo productivo

La capacidad de ingeniería no estándar de la empresa permite adaptar cada sistema de limpieza a la geometría específica de los componentes, los requisitos de tiempo de ciclo, los estándares de limpieza y el nivel de automatización.

Soporte para la fabricación de trenes motrices eléctricos

Con el rápido crecimiento de los vehículos de nueva energía, Big Bird Industrial ofrece soluciones especializadas de limpieza para componentes de trenes motrices eléctricos, apoyando a los fabricantes en su transición hacia una producción electrificada.

Preguntas frecuentes

¿Qué componentes procesa este sistema de limpieza?

Este sistema está diseñado para carcasas integradas de e-drive y componentes de trenes motrices eléctricos utilizados en la fabricación de vehículos de nueva energía, incluyendo tapas traseras de motor, carcasas de engranajes reductores, carcasas de inversores, tapas delanteras/traseras y carcasas de motor.

¿Qué tecnologías de limpieza están integradas?

El sistema integra limpieza turbulenta (1,5 MPa), limpieza de alta presión rotatoria (40 MPa), limpieza ultrasónica en dos estaciones, limpieza de alta presión en puntos fijos (40 MPa), enjuague por pulverización en dos etapas, secado por soplado en dos etapas, secado al vacío y enfriamiento.

¿Cómo gestiona el sistema múltiples variantes de piezas de trabajo?

El sistema incluye reconocimiento automático de códigos QR, inspección visual para la orientación y un sistema automático de cambio de herramientas con una biblioteca de fijaciones para cada robot (4 fijaciones por robot), lo que permite una producción mixta sin interrupciones entre 9 variantes de piezas de trabajo.

¿Qué contaminantes se pueden eliminar?

Elimina virutas metálicas, residuos de fundición, partículas de mecanizado y contaminación por fluidos de corte de pasajes internos complejos, camisas de refrigeración y superficies externas.

¿Qué niveles de limpieza se pueden lograr?

Los requisitos de limpieza varían según la especificación del componente, normalmente entre 7,2 mg y 9,3 mg de contaminación residual total, con control estricto de la distribución del tamaño de partículas y requisitos de tensión superficial según DIN 8296 (≥ 32–36 mN/m).

¿Es el sistema personalizable?

Sí. Todos los parámetros —incluidos el tiempo de ciclo, la presión de limpieza, la temperatura, el nivel de automatización y la configuración del filtro— son personalizables según los requisitos de la línea de producción del cliente.

Limpieza de carcasas de E-Drive en la fabricación de vehículos de nueva energía

La limpieza integrada de la carcasa del eje motriz es un proceso crítico en la fabricación de trenes motrices eléctricos para vehículos de nueva energía. Estas complejas carcasas de aluminio combinan múltiples funciones —motor, inversor y reductor— en un solo componente, lo que exige tecnologías avanzadas de limpieza para eliminar residuos de mecanizado y contaminantes de fundición de pasajes internos intrincados, camisas de agua y canales de refrigeración. La limpieza de los componentes del eje motriz afecta directamente el rendimiento, la eficiencia y la fiabilidad de las unidades de tracción eléctrica.

Sistemas de limpieza con múltiples robots y cambio automático de herramientas

La fabricación de componentes del tren motriz eléctrico exige soluciones de limpieza flexibles y de alta eficiencia, capaces de manejar múltiples variantes de piezas. Los sistemas de limpieza con múltiples robots y capacidad de cambio automático de herramientas permiten una producción mixta sin intervención manual. Los flujos de trabajo coordinados entre robots optimizan las secuencias de limpieza, reduciendo los tiempos de ciclo y garantizando una calidad de limpieza constante en todas las variantes. Las bibliotecas de fijaciones con 4 fijaciones por robot ofrecen flexibilidad para hasta 9 variantes de piezas.

Limpieza ultrasónica y a alta presión para carcasas complejas

Las carcasas complejas de unidades eléctricas con geometrías internas intrincadas plantean desafíos únicos de limpieza. La limpieza por ultrasonidos alcanza cavidades internas y orificios ciegos a los que no pueden acceder los métodos convencionales de limpieza por pulverización, mientras que la limpieza a alta presión (40 MPa) elimina eficazmente los residuos persistentes de las superficies externas y de los conductos de aceite. La limpieza ultrasónica en dos estaciones permite ciclos de limpieza prolongados sin afectar la productividad general.

Filtración y gestión de fluidos en la limpieza de carcasas de unidades eléctricas

Una filtración y gestión de fluidos eficaces son fundamentales para mantener una calidad constante de limpieza en la limpieza de carcasas de unidades eléctricas. Configuraciones de filtración multicapa con filtros de tambor (50 μm), filtros de bolsa (20 μm / 10 μm) y separación de aceite permiten una operación continua con alertas automáticas de cambio de filtro. Una precisión de filtración de hasta 10 μm garantiza la calidad del fluido de limpieza, reduce los riesgos de recontaminación y prolonga su vida útil.

Especificaciones técnicas