Zintegrowany system robota do czyszczenia obudowy napędu elektrycznego dla pojazdów z napędem alternatywnym

Przemysłowy zintegrowany system robota do czyszczenia obudowy napędu elektrycznego Big Bird został opracowany do czyszczenia po obróbce mechanicznej obudów aluminiowych stosowanych w produkcji układów napędowych pojazdów z napędem alternatywnym. System usuwa pozostałości po procesach frezowania i odlewania przed końcową montażem oraz obsługuje produkcję wielomodelową z automatyczną wymianą narzędzi dla różnych wariantów detali.

Urządzenie jest dostarczane jako kompleksowe rozwiązanie klucz-w-rękę, obejmujące projektowanie, produkcję, instalację oraz uruchomienie.

Zastosowania przedmiotów obrabianych

System obsługuje wiele zintegrowanych wariantów obudowy napędu elektrycznego przeznaczonych do zastosowań w pojazdach z napędem alternatywnym:

Wszystkie przedmioty obrabiane to obudowy aluminiowe przeznaczone do zastosowań w układach napędowych pojazdów o napędzie alternatywnym. System zaprojektowano z możliwością automatycznej wymiany narzędzi, umożliwiając obsługę wielu wariantów przedmiotów obrabianych za pomocą systemu biblioteki uchwytów.

Automatyczna wymiana narzędzi i produkcja mieszana

System obsługuje w pełni automatyczną produkcję mieszaną z:

Rozpoznawanie kodów QR

System skanowania kodów QR firmy COGNEX automatycznie odczytuje identyfikację przedmiotu obrabianego po jego załadowaniu. Na podstawie informacji zawartych w kodzie QR system wybiera odpowiedni program czyszczenia.

System inspekcji wizyjnej

System wizyjny firmy COGNEX identyfikuje typ i orientację przedmiotu obrabianego, kierując robota przy precyzyjnym chwytaniu i manipulowaniu.

Automatyczna wymiana narzędzi

Każdy robot jest wyposażony w automatyczną wymiennicę narzędzi (Stäubli) oraz bibliotekę uchwytów pozwalającą przechowywać 4 zestawy uchwytów. System automatycznie zmienia uchwyty na podstawie identyfikacji przedmiotu obrabianego, umożliwiając bezproblemową produkcję mieszaną bez konieczności interwencji ręcznej.

Konfiguracja z trzema robotami

System wykorzystuje trzy roboty FANUC z zsynchronizowanym przepływem pracy:

• Robot 1: Czyszczenie turbulentne + obrotowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem

• Robot 2: Przekazanie do czyszczenia ultradźwiękowego + stałe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem

• Robot 3: Obsługa pierwszego płukania + drugie płukanie + suszenie strumieniem powietrza

Wieloetapowy proces czyszczenia

System łączy wiele technologii czyszczących w 11-etapowej, zautomatyzowanej sekwencji:

Etap 1: załadunek

Robot nadwiszący z linii automatycznej automatycznie załadowuje przedmiot roboczy na paletę załadunkową systemu czyszczącego. System taśmociągowy transportuje przedmiot roboczy i pallet do pozycji chwytu robota.

Stacja załadunkowa charakteryzuje się:

• Automatycznym skanowaniem kodu QR w celu identyfikacji przedmiotu roboczego (COGNEX)

• Systemem wizyjnym do rozpoznawania typu i orientacji przedmiotu roboczego (COGNEX)

• Przyciskami uruchamiania dwuręcznego, przyciskiem awaryjnego zatrzymania oraz kurtynami świetlnymi bezpieczeństwa

• Automatycznym odpowietrzaniem pustych gniazd lokalizacyjnych palet po chwycie robota

• Zgodnością z trybami załadunku ręcznego i automatycznego

• Wciągarkami wałkowymi na obu końcach do automatycznego obiegu palet

Etapa 2: Czyszczenie turbulencyjne i punktowe (1,5 MPa)

Robot 1 chwyta przedmiot roboczy i przenosi go do zbiornika czyszczenia turbulencyjnego, który został wcześniej napełniony cieczą czyszczącą. Robot elastycznie zmienia orientację przedmiotu roboczego, podczas gdy dysze kierują strumień turbulencyjny w celu oczyszczenia wszystkich powierzchni.

Podczas intensywnego czyszczenia chwytak robota blokuje otwory w płaszczu wodnym, aby zapobiec przedostaniu się wiórków aluminiowych do wnętrza płaszcza wodnego.

Po intensywnym czyszczeniu otwiera się zawór odpływowy, umożliwiając szybki odpływ. Robot umieszcza przedmiot obrabiany w ustalonych skrzynkach dysz ułożonych zgodnie z układem otworów przedmiotu obrabianego. Robot zmienia orientację przedmiotu obrabianego, aby dopasować każdą jego powierzchnię do odpowiednich paneli dysz, zapewniając skierowane czyszczenie wszystkich otworów.

Po czyszczeniu robot przekazuje przedmiot obrabiany do kolejnej stacji, wykonując jednoczesny odpływ przez nachylenie. Pompa czyszcząca nadal napełnia zbiornik do intensywnego czyszczenia, aby był gotowy do następnego przedmiotu obrabianego.

Etap 3: Obrotowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa)

Robot 1 przekazuje przedmiot obrabiany do stacji obrotowego czyszczenia pod wysokim ciśnieniem. Wirujące dysze pod wysokim ciśnieniem dostarczają mocy czyszczącej 40 MPa do wyznaczonych obszarów przedmiotu obrabianego. Po czyszczeniu robot przekazuje przedmiot obrabiany do kolejnej stacji, wykonując jednoczesny odpływ przez nachylenie.

Etap 4: Czyszczenie ultradźwiękowe

Robot 1 przenosi przedmiot roboczy na paletę pozycjonującą stacji czyszczenia ultradźwiękowego. Pokrywa zbiornika ultradźwiękowego zamyka się automatycznie podczas czyszczenia. Stacja ta posiada dwa miejsca pracy, co umożliwia przeprowadzenie dwóch cykli czyszczenia ultradźwiękowego dla każdego przedmiotu roboczego.

Po czyszczeniu ultradźwiękowym robot 2 chwyta przedmiot roboczy z płyty pozycjonującej i przenosi go do kolejnej stacji. W przypadku zmiany modelu płytę pozycjonującą wymienia się ręcznie; jest ona prosta w budowie, lekka i wyposażona w tzw. „twardą” ochronę przed błędami.

Etap 5: Stałe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa)

Robot 2 przenosi przedmiot roboczy na stację czyszczenia pod stałym wysokim ciśnieniem. Liniowe dysze czyszczące pod stałym wysokim ciśnieniem dostarczają mocy czyszczącej 40 MPa do określonych obszarów. Po czyszczeniu robot przenosi przedmiot roboczy do kolejnej stacji, wykonując jednoczesne odparowanie nadmiaru cieczy przez nachylenie. Krótkie dmuchanie powietrzem usuwa nadmiar cieczy czyszczącej przed wejściem przedmiotu roboczego do kolejnej stacji.

Etap 6: Główna płukanie strumieniowe

Robot 2 umieszcza przedmiot roboczy na paletcie pozycjonującej w tej stacji i wycofuje się. Drzwi stacji zamykają się, a skrzynka dysz opuszcza się, aby przeprowadzić płukanie natryskowe przedmiotu roboczego. Specjalne dysze zapewniają płukanie korek otworów w obudowie chłodzącej dla określonych obudów.

Po płukaniu skrzynka dysz wraca do pierwotnej pozycji, drzwi stacji otwierają się, a robot 3 usuwa przedmiot roboczy i przenosi go do następnej stacji. W przypadku zmiany modelu paleta pozycjonująca jest wymieniana ręcznie; jej konstrukcja jest prosta i lekka oraz zawiera mechaniczne zabezpieczenie przed błędem.

Etap 7: Drugie płukanie natryskowe

Robot 3 chwyta przedmiot roboczy i przeprowadza drugie płukanie natryskowe. Specjalne dysze zapewniają płukanie korek otworów w obudowie chłodzącej dla określonych obudów (kierunek płukania przeciwny do etapu 6). Po płukaniu robot 3 przenosi przedmiot roboczy do następnej stacji.

Etap 8: Suszenie skupionym strumieniem powietrza

Robot 3 wykonuje odparowanie z przechyleniem podczas transportu, a następnie umieszcza przedmiot roboczy w ustalonych skrzynkach dysz ułożonych zgodnie z układem otworów przedmiotu roboczego. Sprężone powietrze zapewnia celowe osuszanie wszystkich otworów i przewodów.

Dedykowane dysze do zatykania otworów wody zapewniają osuszanie zatyczek dla konkretnych obudów, co gwarantuje pełne odprowadzenie cieczy z płaszcza wodnego. Po osuszeniu w ustalonych punktach robot wykonuje skanujące osuszanie powierzchni przedmiotu roboczego. Po zakończeniu osuszania robot 3 umieszcza przedmiot roboczy na czystej, wysuszonej paletcie pozycjonującej przy wyjściu.

Etap 9: Drugie osuszanie

Przedmiot roboczy i paleta są transportowane do tej stacji. Drzwi stacji się zamykają, a skrzynki dysz wykonują osuszanie zarówno przedmiotu roboczego, jak i palety. Ta stacja posiada automatyczny program czyszczenia/osuszania palet, przy czym linie czyszczenia i osuszania mogą być automatycznie przełączane.

Etap 10: Osuszanie próżniowe

Półwyrob jest transportowany do komory próżniowej. Górna pokrywa próżniowa wysuwa się za pomocą siłownika pneumatycznego, tworząc szczelną komorę wokół półwyrobu. Pompa próżniowa opróżnia komorę, usuwając pozostałą wilgoć z wewnętrznych kanałów i otworów ślepych.

Etapa 11: Chłodzenie i rozładunek

Półwyrob jest transportowany do punktu rozładunku. Wentylatory chłodzące obniżają temperaturę elementu do 20 ± 3 °C na wyjściu. Na wyjściu może czekać jednocześnie do 4 półwyrobów. Wszystkie taśmy transportowe na wyjściu są wyposażone w osłony ochronne zapobiegające wtórnej kontaminacji. Taśmy z podnoszonymi wałkami na obu końcach zwracają puste palety do pozycji umieszczania przez robota za pośrednictwem taśmy dolnego poziomu. System przewiduje miejsce na przyszłe dodanie stacji czyszczenia i suszenia palet.

Kontrola czystości technicznej

W produkcji napędów elektrycznych dla pojazdów z napędem alternatywnym czystość wewnętrznych kanałów obudowy napędu elektrycznego ma bezpośredni wpływ na wydajność i niezawodność jednostek napędowych.

System został zaprojektowany tak, aby spełniać ścisłe wymagania dotyczące czystości dla każdej wersji przedmiotu obrabianego:

Jakość suszenia sprawdzana jest przez przetrzymanie powierzchni przedmiotu roboczego bibułą — brak widocznych śladów wilgoci oraz mgły wodnej przy dmuchaniu powietrza przez wszystkie typy otworów.

Zaawansowane zarządzanie filtracją

System wykorzystuje wielostopniowy system filtracji:

Wszystkie filtry są wyposażone w funkcje wczesnego ostrzegania i ostrzegania przed zablokowaniem. Odpływowe separatory oleju typu pływak i typu taśmowy usuwają pływający olej z cieczy czyszczącej, wydłużając tym samym jej żywotność.

System robotów

System wykorzystuje trzy roboty FANUC:

Wszystkie roboty są w pełni wodoszczelne (stopień ochrony IP67), wykonane z materiałów odpornych na korozję oraz wyposażone w uszczelnione czujniki. Każdy robot posiada automatyczny wymiennik narzędzi (Stäubli) oraz dostęp do biblioteki uchwytów obejmującej 4 zestawy uchwytów. Dokładność powtarzalnego pozycjonowania ≤ ±0,2 mm. Powierzchnie zaciskowe uchwytów oraz sztyfty lokalizacyjne unikają stosowania powierzchni frezowanych (z wyjątkiem powierzchni technologicznych i otworów).

Inteligentna Integracja Produkcji

System spełnia wymagania Industry 4.0 dzięki komprehensywnemu połączeniu danych:

Komunikacji z systemem MES

• PLC wyposażony w moduł interfejsu sieciowego MES

• Obsługa komunikacji Ethernet

• Śledzenie przedmiotów roboczych za pomocą kodów QR

• Pozyskiwanie danych produkcyjnych

Interfejs operatora

• Ekran dotykowy Mitsubishi HMI

• Wyświetlanie w czasie rzeczywistym stanu urządzeń z wizualizacją graficzną

• Wyświetlanie i regulacja parametrów czyszczenia

• Dźwiękowe i wizualne alarmy z pamięcią historii ponad 500 alarmów (czas, adres, przyczyna, rozwiązanie)

• Tryby pracy automatycznej i ręcznej z ochroną blokującą

Inteligentne funkcje

• Funkcja automatycznego obiegu w weekendy zapobiegająca degradacji płynu

• Możliwość zdalnej diagnostyki

• Kopia zapasowa danych oraz interfejs połączenia sieciowego

W przypadku zastosowania

Kompleksowe rozwiązanie do czyszczenia

Big Bird Industrial oferuje kompleksowe rozwiązania inżynieryjne, w tym:

Rozwój procesu

• Analiza komponentów

• Projektowanie procesu czyszczenia

• Oceny wymagań dotyczących czystości

Integracja sprzętu

• Współpracujące ze sobą systemy czyszczące z wieloma robotami

• Technologia czyszczenia pod wysokim ciśnieniem (40 MPa)

• Systemy czyszczenia ultradźwiękowego (2 stacje)

• Technologia suszenia próżniowego

• Automatyczne systemy wymiany narzędzi z magazynem uchwytników

• Zarządzanie wielostopniowym filtrowaniem

• Systemy przenośników i transportu materiału

Połączenia z inteligentną produkcją

• Interfejs MES

• Śledzenie za pomocą kodów QR

• Pozyskiwanie danych produkcyjnych

Dlaczego wybrać Big Bird Industrial

Doświadczenie w zakresie komponentów pojazdów z napędem alternatywnym

Big Bird Industrial specjalizuje się w precyzyjnych rozwiązaniach czyszczących do komponentów układów napędowych pojazdów, z udokumentowanym doświadczeniem w czyszczeniu obudów napędów elektrycznych (e-drive) dla pojazdów z napędem alternatywnym w wielu zastosowaniach układów napędowych elektrycznych obejmujących 9 wariantów przedmiotów obrabianych.

Technologia czyszczenia z wykorzystaniem wielu robotów

System wykorzystuje trzy zsynchronizowane roboty FANUC z funkcją automatycznej wymiany narzędzi oraz magazynem uchwytników, umożliwiając efektywne czyszczenie złożonych geometrii obudów napędów elektrycznych (e-drive) przy użyciu wielu technik czyszczących w jednej sekwencji produkcyjnej.

Zintegrowane techniki czyszczenia

System łączy czyszczenie turbulentne (1,5 MPa), obrotowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa), dwustanowiskowe czyszczenie ultradźwiękowe, punktowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa), dwuetapowe płukanie strumieniowe, dwuetapowe suszenie strumieniowe oraz suszenie próżniowe w celu kompleksowego usuwania zanieczyszczeń.

Możliwości inżynierskie na poziomie systemowym

Firma dostarcza kompleksowych rozwiązań – od opracowania procesu czyszczenia po integrację w produkcji, w tym koordynację wielu robotów, czyszczenie pod wysokim ciśnieniem, czyszczenie ultradźwiękowe, suszenie próżniowe oraz systemy automatycznej wymiany narzędzi.

Dostosowane inżynieria niestandardowa

Każdy element i linia produkcyjna ma unikalne wymagania. Big Bird Industrial oferuje dostosowane rozwiązania inżynieryjne oparte na:

• Analizie struktury i materiału elementu

• Rozwój procesu czyszczenia

• Dostosowane uchwyty i projektowanie zautomatyzowanych rozwiązań

• Konfiguracja systemu automatycznej wymiany narzędzi

• Integracji układu fabrycznego oraz przepływu produkcji

Niesterowna zdolność inżynieryjna firmy pozwala na dopasowanie każdego systemu czyszczącego do konkretnej geometrii komponentów, wymagań dotyczących czasu cyklu, standardów czystości oraz poziomu automatyzacji.

Wsparcie w produkcji napędów elektrycznych

Wraz z szybkim wzrostem sprzedaży pojazdów z napędem alternatywnym Big Bird Industrial oferuje specjalistyczne rozwiązania do czyszczenia komponentów napędów elektrycznych, wspierając producentów w przejściu na produkcję zelektryfikowaną.

Najczęściej zadawane pytania

Jakie komponenty przetwarza ten system czyszczący?

System ten został zaprojektowany do integralnych obudów napędów elektrycznych oraz komponentów napędów elektrycznych stosowanych w produkcji pojazdów z napędem alternatywnym, w tym pokryw końcowych silników, obudów przekładni redukcyjnych, obudów falowników, pokryw przednich/tylnych oraz obudów silników.

Jakie technologie czyszczenia są zintegrowane?

System integruje turbulencyjne czyszczenie (1,5 MPa), obrotowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa), dwustopniowe czyszczenie ultradźwiękowe, lokalizowane czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa), dwustopniowe płukanie strumieniem, dwustopniowe suszenie powietrzem, suszenie próżniowe oraz chłodzenie.

W jaki sposób system radzi sobie z wieloma wariantami przedmiotów obrabianych?

System wyposażony jest w automatyczne rozpoznawanie kodów QR, inspekcję wizyjną do określenia orientacji oraz automatyczny system wymiany narzędzi z magazynem uchwytów dla każdego robota (4 uchwyty na robota), co umożliwia bezproblemową produkcję mieszanych modeli obejmującą 9 wariantów przedmiotów obrabianych.

Jakie zanieczyszczenia można usunąć?

Usuwa wióry metalowe, pozostałości po odlewaniu, cząstki powstałe podczas obróbki skrawaniem oraz zanieczyszczenia pochodzące z płynów chłodząco-smarujących z złożonych kanałów wewnętrznych, płaszczów chłodzących oraz powierzchni zewnętrznych.

Jakiego poziomu czystości można osiągnąć?

Wymagania dotyczące czystości zależą od specyfikacji poszczególnych komponentów i zwykle zawierają się w zakresie od 7,2 mg do 9,3 mg całkowitego zanieczyszczenia resztkowego przy ścisłej kontroli rozkładu wielkości cząstek oraz wymaganiach dotyczących napięcia powierzchniowego zgodnie z normą DIN 8296 (≥ 32–36 mN/m).

Czy system można dostosować?

Tak. Wszystkie parametry — w tym czas cyklu, ciśnienie myjące, temperatura, stopień automatyzacji oraz konfiguracja filtracji — można dostosować zgodnie z wymaganiami linii produkcyjnej klienta.

Czyszczenie obudowy napędu elektrycznego w produkcji pojazdów z napędem alternatywnym

Całkowite czyszczenie obudowy napędu elektrycznego to kluczowy proces w produkcji układów napędowych pojazdów z napędem alternatywnym. Te złożone obudowy wykonane z aluminium łączą w jednym elemencie kilka funkcji — silnik, falownik i przekładnię — co wymaga zaawansowanych technologii czyszczących do usuwania pozostałości po obróbce mechanicznej oraz zanieczyszczeń pochodzących z odlewania z intrikatycznych kanałów wewnętrznych, płaszczów chłodzących i kanałów chłodzenia. Czystość komponentów napędu elektrycznego ma bezpośredni wpływ na wydajność, sprawność i niezawodność jednostek napędowych.

Systemy czyszczące z wieloma robotami i automatyczną wymianą narzędzi

Produkcja komponentów napędu elektrycznego wymaga elastycznych i wydajnych rozwiązań czyszczących, zdolnych do obsługi wielu wariantów przedmiotów obrabianych. Systemy czyszczące z wieloma robotami wyposażone w możliwość automatycznej wymiany narzędzi umożliwiają bezproblemową produkcję mieszanych modeli bez interwencji ręcznej. Skoordynowane przepływy pracy robotów optymalizują sekwencje czyszczenia, skracając czas cyklu i zapewniając stałą jakość czyszczenia we wszystkich wariantach. Biblioteki uchwytów z 4 uchwytami na robota zapewniają elastyczność dla do 9 wariantów przedmiotów obrabianych.

Czyszczenie ultradźwiękowe i pod wysokim ciśnieniem dla złożonych obudów

Złożone obudowy napędów elektrycznych o skomplikowanych geometriach wewnętrznych stwarzają unikalne wyzwania związane z czyszczeniem. Czyszczenie ultradźwiękowe dociera do wnęk wewnętrznych i otworów ślepych, do których nie mogą dotrzeć tradycyjne metody czyszczenia strumieniowego, podczas gdy czyszczenie pod wysokim ciśnieniem (40 MPa) skutecznie usuwa trudno usuwalne pozostałości z powierzchni zewnętrznych oraz przewodów olejowych. Dwustanowiskowe czyszczenie ultradźwiękowe umożliwia wydłużone cykle czyszczenia bez wpływu na ogólną wydajność produkcji.

Filtracja i zarządzanie cieczami w procesie czyszczenia obudów napędów elektrycznych

Skuteczna filtracja i zarządzanie cieczami są niezbędne do zapewnienia stałej jakości czyszczenia obudów napędów elektrycznych. Wielostopniowe konfiguracje filtracji z użyciem filtrów bębenkowych (50 μm), filtrów workowych (20 μm / 10 μm) oraz oddzielaczy oleju pozwalają na ciągłą pracę z automatycznymi powiadomieniami o konieczności wymiany filtrów. Dokładność filtracji na poziomie 10 μm zapewnia utrzymanie odpowiedniej jakości cieczy czyszczącej, zmniejszając ryzyko ponownego zanieczyszczenia oraz wydłużając okres użytkowania cieczy.

Specyfikacje techniczne