Sistema robotico integrato di pulizia per alloggiamenti E-Drive per veicoli a nuova energia

Il sistema industriale integrato Big Bird per la pulizia robotica di alloggiamenti E-Drive è sviluppato per la pulizia post-macchinazione di alloggiamenti in alluminio utilizzati nella produzione dei powertrain elettrici per veicoli a nuova energia. Il sistema rimuove i residui derivanti da lavorazioni meccaniche e da fusione prima del montaggio finale e supporta la produzione multimodello con cambio utensile automatico per diverse varianti di pezzi.

L’attrezzatura è fornita come soluzione chiavi in mano, comprensiva di progettazione, produzione, installazione e messa in servizio.

Applicazioni sul pezzo in lavorazione

Il sistema accetta più varianti integrate di alloggiamenti E-Drive per applicazioni su veicoli a nuova energia:

Tutti i pezzi sono alloggiamenti in alluminio per applicazioni powertrain elettrici di veicoli a nuova energia. Il sistema è progettato con capacità di cambio utensile automatico, gestendo varianti multiple di pezzi attraverso un sistema di archiviazione dispositivi.

Cambio Utensile Automatico e Produzione Multi-Modello

Il sistema supporta produzione multi-modello completamente automatica con:

Riconoscimento codice QR

Un sistema di scansione codici QR COGNEX legge automaticamente l'identificazione del pezzo all'inserimento. Il sistema seleziona il programma di pulizia appropriato in base alle informazioni del codice QR.

Sistema di ispezione visiva

Un sistema di visione COGNEX identifica il tipo e l'orientamento del pezzo, guidando il robot per una presa e manipolazione precisa.

Cambio automatico dell'utensile

Ogni robot è equipaggiato con un cambio utensile automatico (Stäubli) e un sistema di archiviazione dispositivi in grado di memorizzare 4 set di dispositivi. Il sistema cambia automaticamente i dispositivi in base all'identificazione del pezzo, consentendo una produzione multi-modello senza intervento manuale.

Configurazione con tre robot

Il sistema utilizza tre robot FANUC con flusso di lavoro coordinato:

• Robot 1: Pulizia turbolenta + Pulizia ad alta pressione rotatoria

• Robot 2: Consegna per pulizia ultrasonica + Pulizia ad alta pressione in punti fissi

• Robot 3: Gestione del risciacquo primario + Risciacquo secondario + Asciugatura a getto d'aria

Processo di pulizia multistadio

Il sistema combina diverse tecnologie di pulizia in una sequenza automatizzata di 11 fasi:

Fase 1: Caricamento

Il robot a ponte sovrastante della linea automatica carica automaticamente il pezzo in lavorazione sul pallet di carico del sistema di pulizia. Il sistema di trasporto sposta il pezzo in lavorazione e il pallet fino alla posizione di prelievo del robot.

La stazione di carico presenta:

• Scansione automatica del codice QR per l’identificazione del pezzo in lavorazione (COGNEX)

• Sistema di visione per il riconoscimento del tipo e dell’orientamento del pezzo in lavorazione (COGNEX)

• Pulsanti di avvio a due mani, pulsante di arresto di emergenza e tende luminose di sicurezza

• Soffiatura automatica ad aria delle sedi di posizionamento dei pallet vuoti dopo il prelievo da parte del robot

• Compatibilità con modalità di carico sia manuale che automatica

• Rulliere sollevabili alle due estremità per la circolazione automatica dei pallet

Fase 2: Pulizia turbolenta e a punto fisso (1,5 MPa)

Il robot 1 afferra il pezzo in lavorazione e lo trasferisce nella vasca di pulizia turbolenta, già pre-riempita di liquido detergente. Il robot modifica flessibilmente l’orientamento del pezzo in lavorazione mentre ugelli indirizzano il flusso turbolento per pulire tutte le superfici.

Durante la pulizia turbolenta, le pinze del robot inseriscono i tappi nei fori della giacca d'acqua per impedire che i trucioli di alluminio entrino nella cavità della giacca d'acqua durante la pulizia.

Dopo la pulizia turbolenta, la valvola di scarico si apre per uno scarico rapido. Il robot posiziona il pezzo in lavorazione nelle apposite scatole di ugelli fissi disposte secondo lo schema dei fori del pezzo. Il robot modifica l'orientamento del pezzo per allineare ciascuna superficie ai corrispondenti pannelli di ugelli, garantendo che tutti i fori ricevano una pulizia mirata.

Dopo la pulizia, il robot trasferisce il pezzo in lavorazione alla stazione successiva con scarico inclinato durante il trasferimento. La pompa di pulizia continua a riempire il serbatoio turbolento, rendendolo pronto per il pezzo successivo.

Fase 3: Pulizia rotativa ad alta pressione (40 MPa)

Il robot 1 trasferisce il pezzo in lavorazione alla stazione di pulizia rotativa ad alta pressione. Ugelli rotanti ad alta pressione erogano una potenza di pulizia di 40 MPa sulle aree mirate del pezzo. Dopo la pulizia, il robot trasferisce il pezzo alla stazione successiva con scarico inclinato durante il trasferimento.

Fase 4: Pulizia ad ultrasuoni

Il robot 1 trasferisce il pezzo da lavorare sul pallet di posizionamento della stazione di pulizia ad ultrasuoni. Il coperchio del serbatoio ad ultrasuoni si chiude automaticamente durante la pulizia. Questa stazione dispone di due posizioni, consentendo a ogni pezzo da lavorare di sottoporsi a due cicli di pulizia ad ultrasuoni.

Dopo la pulizia ad ultrasuoni, il robot 2 afferra il pezzo da lavorare dal pallet di posizionamento e lo trasferisce alla stazione successiva. Per il cambio modello, il pallet di posizionamento viene sostituito manualmente con una soluzione semplice e leggera dotata di sistema meccanico di prevenzione degli errori.

Fase 5: Pulizia ad alta pressione in punti fissi (40 MPa)

Il robot 2 trasferisce il pezzo da lavorare sulla stazione di pulizia ad alta pressione in punti fissi. Ugelli lineari fissi ad alta pressione erogano una potenza di pulizia pari a 40 MPa su aree mirate. Al termine della pulizia, il robot trasferisce il pezzo da lavorare alla stazione successiva con drenaggio inclinato durante il trasferimento. Un breve soffio d’aria rimuove il fluido di pulizia in eccesso prima che il pezzo entri nella stazione successiva.

Fase 6: Risciacquo a spruzzo primario

Il robot 2 posiziona il pezzo sul pallet di posizionamento in questa stazione e si ritrae. La porta della stazione si chiude e la scatola degli ugelli scende per eseguire il risciacquo a spruzzo sul pezzo. Ugelli dedicati forniscono il risciacquo dei tappi della giacca d’acqua per alloggiamenti specifici.

Dopo il risciacquo, la scatola degli ugelli ritorna nella sua posizione originale, la porta della stazione si apre e il robot 3 rimuove il pezzo trasferendolo alla stazione successiva. Per la modifica del modello, il pallet di posizionamento viene sostituito manualmente con una soluzione semplice e leggera dotata di protezione contro errori meccanici.

Stadio 7: Risciacquo a spruzzo secondario

Il robot 3 afferra il pezzo ed esegue il risciacquo a spruzzo secondario. Ugelli dedicati forniscono il risciacquo dei tappi della giacca d’acqua per alloggiamenti specifici (direzione di pulizia opposta rispetto allo stadio 6). Dopo il risciacquo, il robot 3 trasferisce il pezzo alla stazione successiva.

Stadio 8: Asciugatura a punto fisso

Il robot 3 esegue il drenaggio inclinato durante il trasferimento, quindi posiziona il pezzo in lavorazione nelle scatole ugelli fisse disposte secondo i fori del pezzo stesso. L’aria compressa consente un’asciugatura mirata di tutti i fori e i canali.

Ugelli dedicati per tappi dei fori dell’acqua garantiscono l’asciugatura a getto per specifiche carter, assicurando lo scarico completo del fluido del circuito di raffreddamento. Dopo l’asciugatura puntiforme, il robot esegue un’asciugatura a scansione su tutte le superfici del pezzo in lavorazione. Al termine dell’asciugatura, il robot 3 posiziona il pezzo in lavorazione sul pallet di posizionamento pulito e asciutto all’uscita.

Stadio 9: Asciugatura secondaria

Il pezzo in lavorazione e il pallet vengono convogliati a questa stazione. La porta della stazione si chiude e le scatole ugelli eseguono l’asciugatura sia sul pezzo in lavorazione che sul pallet. Questa stazione dispone di un programma automatico di pulizia/asciugatura per i pallet, con linee di pulizia e asciugatura commutabili automaticamente.

Stadio 10: Asciugatura a vuoto

Il pezzo in lavorazione viene trasportato nella camera a vuoto. Il coperchio superiore a vuoto si estende mediante azionamento pneumatico, racchiudendo il pezzo in lavorazione in una camera sigillata. La pompa a vuoto estrae l'aria dalla camera, rimuovendo l'umidità residua dalle cavità interne e dai fori ciechi.

Fase 11: Raffreddamento e scarico

Il pezzo in lavorazione viene trasportato al punto di scarico. Ventole di raffreddamento riducono la temperatura del componente a 20±3 °C all'uscita. L'uscita può contenere fino a 4 pezzi in coda. Tutti i trasportatori di uscita sono dotati di coperture protettive per prevenire contaminazioni secondarie. I trasportatori a rulli sollevatori alle due estremità riportano i pallet vuoti alla posizione di posizionamento del robot tramite il trasportatore del livello inferiore. Il sistema prevede spazio per l'eventuale aggiunta futura di una stazione per la pulizia e l'essiccazione dei pallet.

Controllo della pulizia tecnica

Nella produzione dei gruppi motopropulsori elettrici per veicoli a nuova energia, la pulizia dei canali interni della scatola del motore elettrico influisce direttamente sulle prestazioni e sull'affidabilità delle unità di trazione elettrica.

Il sistema è progettato per soddisfare rigorosi requisiti di pulizia per ciascuna variante di pezzo lavorato:

La qualità dell’essiccazione viene verificata tamponando le superfici del pezzo con carta filtro: nessuna traccia di umidità visibile e nessuna nebbia d’acqua durante il soffio d’aria in tutti i tipi di fori.

Gestione avanzata della filtrazione

Il sistema impiega un sistema di filtrazione multistadio:

Tutti i filtri dispongono di funzioni di preallarme e allarme per ostruzione. Lo skimmer a galleggiante e lo skimmer a cinghia rimuovono l'olio galleggiante dal fluido di lavaggio per prolungarne la vita utile.

Sistema robotico

Il sistema utilizza tre robot FANUC:

Tutti i robot sono completamente impermeabili con protezione IP67, realizzati con materiali antiruggine e dotati di sensori sigillati. Ciascun robot è equipaggiato con un cambio utensili automatico (Stäubli) e ha accesso a una libreria di attrezzature contenente 4 set di attrezzature. Accuratezza di ripetizione della posizione ≤ ±0,2 mm. Le superfici di serraggio e i perni di posizionamento delle attrezzature evitano l'uso di superfici lavorate (ad eccezione delle superfici e dei fori di processo).

Integrazione della Manifattura Intelligente

Il sistema soddisfa i requisiti Industry 4.0 grazie a una connettività dati completa:

Comunicazione con il sistema MES

• PLC dotato di modulo interfaccia di rete MES

• Supporto per comunicazione Ethernet

• Tracciamento dei pezzi mediante codici QR

• Acquisizione dati di produzione

Interfaccia operatore

• Schermo touch Mitsubishi HMI

• Visualizzazione in tempo reale dello stato delle attrezzature con visualizzazione grafica

• Visualizzazione e regolazione dei parametri di pulizia

• Allarmi acustici e visivi con memorizzazione della cronologia di oltre 500 allarmi (orario, indirizzo, causa, soluzione)

• Modalità di funzionamento automatica e manuale con protezione interbloccata

Caratteristiche intelligenti

• Funzione di circolazione automatica per il weekend per prevenire il degrado del fluido

• Capacità di diagnostica remota

• Interfaccia per backup dati e connessione di rete

Caso di applicazione

Soluzione completa per la pulizia

Big Bird Industrial fornisce soluzioni ingegneristiche complete, tra cui:

Sviluppo del processo

• Analisi dei componenti

• Progettazione del processo di pulizia

• Valutazione dei requisiti di pulizia

Integrazione degli equipaggiamenti

• Sistemi di pulizia coordinati multi-robot

• Tecnologia di pulizia ad alta pressione (40 MPa)

• Sistemi di pulizia ad ultrasuoni (2 stazioni)

• Tecnologia di essiccazione a vuoto

• Sistemi automatici di cambio utensile con magazzino portautensili

• Gestione della filtrazione multistadio

• Sistemi di Nastri Trasportatori e Movimentazione Materiale

Connessione alla produzione intelligente

• Interfaccia MES

• Tracciabilità tramite codice QR

• Acquisizione dati di produzione

Perché scegliere Big Bird Industrial

Esperienza sui componenti per veicoli a nuova energia

Big Bird Industrial si specializza in soluzioni di pulizia di precisione per componenti del powertrain automobilistico, con comprovata esperienza nella pulizia dei carter degli e-drive per veicoli a nuova energia, applicabile a molteplici configurazioni di powertrain elettrici su 9 varianti di pezzo.

Tecnologia di pulizia multi-robot

Il sistema utilizza tre robot FANUC coordinati con capacità di cambio utensile automatico e magazzino portautensili, consentendo una pulizia efficiente di geometrie complesse dei carter degli e-drive mediante diverse tecnologie di pulizia all’interno di un’unica sequenza produttiva.

Tecnologie di pulizia integrate

Il sistema combina pulizia turbolenta (1,5 MPa), pulizia ad alta pressione rotativa (40 MPa), pulizia ad ultrasuoni su due stazioni, pulizia ad alta pressione puntiforme (40 MPa), risciacquo a spruzzo su due stadi, asciugatura a soffio su due stadi e asciugatura a vuoto per una rimozione completa dei contaminanti.

Capacità ingegneristica a livello di sistema

L'azienda fornisce soluzioni complete, dallo sviluppo del processo di pulizia all'integrazione produttiva, inclusa la coordinazione multi-robot, la pulizia ad alta pressione, la pulizia ad ultrasuoni, l'essiccazione a vuoto e i sistemi automatici di cambio utensile.

Ingegneria Personalizzata Non Standard

Ogni componente e linea di produzione presenta requisiti specifici. Big Bird Industrial offre soluzioni ingegneristiche personalizzate basate su:

• Analisi della struttura e del materiale del componente

• Sviluppo del processo di pulizia

• Progettazione personalizzata di fixture e di automazione

• Configurazione del sistema automatico di cambio utensile

• Integrazione del layout dello stabilimento e del flusso produttivo

La capacità aziendale di ingegneria non standard consente di personalizzare ogni sistema di pulizia in base alla geometria specifica dei componenti, ai requisiti di tempo di ciclo, agli standard di pulizia e al livello di automazione.

Supporto alla produzione di powertrain elettrici

Con la rapida crescita dei veicoli a energia nuova, Big Bird Industrial fornisce soluzioni di pulizia specializzate per i componenti dei powertrain elettrici, supportando i produttori nella transizione verso una produzione elettrificata.

Domande frequenti

Quali componenti elabora questo sistema di pulizia?

Questo sistema è progettato per alloggiamenti integrati di e-drive e componenti di powertrain elettrici utilizzati nella produzione di veicoli a energia nuova, inclusi i coperchi terminali del motore, gli alloggiamenti del riduttore, gli alloggiamenti dell'inverter, i coperchi anteriori/posteriori e gli alloggiamenti del motore.

Quali tecnologie di pulizia sono integrate?

Il sistema integra la pulizia turbolenta (1,5 MPa), la pulizia ad alta pressione rotativa (40 MPa), la pulizia a ultrasuoni su due stazioni, la pulizia ad alta pressione in punti fissi (40 MPa), il risciacquo a spruzzo in due stadi, l'essiccazione a soffio in due stadi, l'essiccazione a vuoto e il raffreddamento.

Come gestisce il sistema varianti multiple di pezzi in lavorazione?

Il sistema dispone di riconoscimento automatico del codice QR, ispezione visiva per l'orientamento e un sistema automatico di cambio utensile con una fixture library per ciascun robot (4 fixture per robot), consentendo una produzione senza soluzione di continuità di modelli misti su 9 varianti di pezzi in lavorazione.

Quali contaminanti possono essere rimossi?

Rimuove trucioli metallici, residui di fusione, particelle da lavorazione meccanica e contaminazione da fluido di taglio da passaggi interni complessi, giacche d'acqua e superfici esterne.

Quali livelli di pulizia possono essere raggiunti?

I requisiti di pulizia variano in base alle specifiche del componente, tipicamente nell'intervallo da 7,2 mg a 9,3 mg di contaminazione residua totale, con rigoroso controllo della distribuzione dimensionale delle particelle e dei requisiti di tensione superficiale secondo DIN 8296 (≥ 32–36 mN/m).

Il sistema è personalizzabile?

Sì. Tutti i parametri — inclusi il tempo di ciclo, la pressione di lavaggio, la temperatura, il livello di automazione e la configurazione del filtro — sono personalizzabili in base alle esigenze della linea di produzione del cliente.

Pulizia di alloggiamenti E-Drive nella produzione di veicoli a nuova energia

La pulizia integrata della scatola di trasmissione elettrica è un processo critico nella produzione dei gruppi motopropulsori elettrici per veicoli a nuova energia. Queste complesse scatole in alluminio integrano più funzioni — motore, inverter e riduttore — in un singolo componente, richiedendo tecnologie avanzate di pulizia per rimuovere i residui di lavorazione e i contaminanti da fusione da intricate vie interne, giacche d’acqua e canali di raffreddamento. La pulizia dei componenti e-drive influisce direttamente sulle prestazioni, sull’efficienza e sull’affidabilità delle unità di trazione elettrica.

Sistemi di pulizia con più robot e cambio automatico degli utensili

La produzione di componenti per powertrain elettrici richiede soluzioni di pulizia flessibili ed altamente efficienti, in grado di gestire molteplici varianti di pezzi. Sistemi di pulizia con più robot dotati di capacità di cambio automatico degli utensili consentono una produzione mista senza intervento manuale. Flussi di lavoro robotizzati coordinati ottimizzano le sequenze di pulizia, riducendo i tempi di ciclo pur garantendo una qualità di pulizia costante su tutte le varianti. Biblioteche di fixture con 4 fixture per robot offrono flessibilità per fino a 9 varianti di pezzi.

Pulizia ad ultrasuoni e ad alta pressione per alloggiamenti complessi

Gli alloggiamenti complessi per azionamenti elettrici con geometrie interne intricate presentano sfide uniche in termini di pulizia. La pulizia ad ultrasuoni raggiunge cavità interne e fori ciechi a cui i metodi convenzionali di pulizia a spruzzo non possono accedere, mentre la pulizia ad alta pressione (40 MPa) rimuove efficacemente i residui tenaci dalle superfici esterne e dai canali dell’olio. Il sistema di pulizia ad ultrasuoni a due stazioni consente cicli di pulizia prolungati senza influire sul throughput complessivo della produzione.

Filtrazione e gestione del fluido nella pulizia degli alloggiamenti per azionamenti elettrici

Una filtrazione efficace e una gestione accurata del fluido sono essenziali per garantire una qualità costante della pulizia degli alloggiamenti per azionamenti elettrici. Configurazioni di filtrazione multistadio con filtri a tamburo (50 μm), filtri a sacco (20 μm / 10 μm) e separazione dell’olio consentono un funzionamento continuo con avvisi automatici per la sostituzione dei filtri. Una precisione di filtrazione fino a 10 μm garantisce la qualità del fluido di pulizia, riducendo il rischio di contaminazione secondaria e prolungando la vita utile del fluido.

Specificativi tecnici