Sistema Robótico Integrado de Limpeza para Carcaças de E-Drive em Veículos de Nova Energia

O Sistema Robótico Integrado Big Bird Industrial para Carcaças de E-Drive foi desenvolvido para limpeza pós-usinagem de carcaças de alumínio utilizadas na fabricação de trens de força elétricos para veículos de nova energia. O sistema remove resíduos de usinagem e fundição antes da montagem final e suporta produção multimodelo com troca automática de ferramentas para múltiplas variantes de peças.

O equipamento é fornecido como solução chave-na-mão, incluindo projeto, fabricação, instalação e colocação em operação.

Aplicações de Peças-Trabalho

O sistema acomoda múltiplas variantes integradas de carcaças de E-Drive para aplicações em veículos de nova energia:

Todas as peças são carcaças de alumínio para aplicações no grupo motopropulsor elétrico de veículos de nova energia. O sistema foi concebido com capacidade de troca automática de ferramentas, acomodando múltiplas variantes de peças através de um sistema de biblioteca de fixações.

Troca automática de ferramentas e produção de modelos mistos

O sistema suporta produção totalmente automática de modelos mistos com:

Reconhecimento de código QR

Um sistema de leitura de códigos QR COGNEX lê automaticamente a identificação da peça aquando do seu carregamento. O sistema seleciona o programa de limpeza adequado com base nas informações contidas no código QR.

Sistema de inspeção por visão

Um sistema de visão COGNEX identifica o tipo e a orientação da peça, orientando o robô para uma preensão e manipulação precisas.

Troca automática de ferramenta

Cada robô está equipado com um trocador automático de ferramentas (Stäubli) e uma biblioteca de fixações capaz de armazenar 4 conjuntos de fixações. O sistema muda automaticamente as fixações com base na identificação da peça, permitindo uma produção contínua de modelos mistos sem intervenção manual.

Configuração com Três Robôs

O sistema utiliza três robôs FANUC com fluxo de trabalho coordenado:

• Robô 1: Limpeza turbulenta + Limpeza de alta pressão rotativa

• Robô 2: Transferência para limpeza por ultrassom + Limpeza de alta pressão em ponto fixo

• Robô 3: Manipulação da enxágue primária + Enxágue secundário + Secagem a jato de ar

Processo de Limpeza em Múltiplas Etapas

O sistema combina múltiplas tecnologias de limpeza em uma sequência automatizada de 11 etapas:

Etapa 1: Carga

O robô de ponte rolante do sistema automático carrega automaticamente a peça no pallet de carga do sistema de limpeza. O sistema transportador desloca a peça e o pallet até a posição de captação do robô.

A estação de carga possui:

• Leitura automática de códigos QR para identificação da peça (COGNEX)

• Sistema de visão para reconhecimento do tipo e orientação da peça (COGNEX)

• Botões de partida com duas mãos, parada de emergência e cortinas de luz de segurança

• Jato automático de ar nas cavidades de posicionamento do pallet vazio após a captação pelo robô

• Compatibilidade com modos de carga manual e automática

• Transportadores com rolos elevadores em ambas as extremidades para circulação automática de pallets

Estágio 2: Limpeza turbulenta e em pontos fixos (1,5 MPa)

O Robô 1 agarra a peça e transfere-a para o tanque de limpeza turbulenta, previamente preenchido com fluido de limpeza. O robô altera flexivelmente a orientação da peça enquanto bicos direcionam o fluxo turbulento para limpar todas as superfícies.

Durante a limpeza turbulenta, o dispositivo de fixação do robô acopla tampões nos orifícios da camisa de água para impedir que aparas de alumínio entrem na cavidade da camisa de água durante a limpeza.

Após a limpeza turbulenta, a válvula de drenagem abre para escoamento rápido. O robô posiciona a peça em caixas de bicos fixos dispostas conforme o padrão de orifícios da peça. O robô altera a orientação da peça para alinhar cada superfície com os respectivos painéis de bicos, garantindo que todos os orifícios recebam limpeza direcionada.

Após a limpeza, o robô transfere a peça para a próxima estação com drenagem inclinada durante a transferência. A bomba de limpeza continua enchendo o tanque turbulento, mantendo-o pronto para a próxima peça.

Estágio 3: Limpeza rotativa de alta pressão (40 MPa)

O Robô 1 transfere a peça para a estação de limpeza rotativa de alta pressão. Bicos rotativos de alta pressão fornecem potência de limpeza de 40 MPa às áreas-alvo da peça. Após a limpeza, o robô transfere a peça para a próxima estação com drenagem inclinada durante a transferência.

Etapa 4: Limpeza por ultrassom

O Robô 1 transfere a peça para a palete de posicionamento da estação de limpeza por ultrassom. A tampa do tanque de ultrassom fecha automaticamente durante a limpeza. Esta estação possui duas posições, permitindo que cada peça passe por dois ciclos de limpeza por ultrassom.

Após a limpeza por ultrassom, o Robô 2 agarra a peça na palete de posicionamento e a transfere para a próxima estação. Para troca de modelo, a palete de posicionamento é substituída manualmente por um design simples e leve, com proteção contra erros mecânicos.

Etapa 5: Limpeza por jato de alta pressão em ponto fixo (40 MPa)

O Robô 2 transfere a peça para a estação de limpeza por jato de alta pressão em ponto fixo. Bicos fixos lineares de alta pressão fornecem potência de limpeza de 40 MPa em áreas específicas. Após a limpeza, o robô transfere a peça para a próxima estação com drenagem inclinada durante a transferência. Uma breve rajada de ar remove o excesso de fluido de limpeza antes de a peça entrar na próxima estação.

Etapa 6: Enxágue principal por pulverização

O robô 2 coloca a peça na palete de posicionamento nesta estação e recua. A porta da estação fecha-se, e a caixa de bicos desce para realizar a lavagem por pulverização na peça. Bicos dedicados fornecem lavagem por jato de água nos tampões do casco para carcaças específicas.

Após a lavagem, a caixa de bicos retorna à sua posição original, a porta da estação abre-se e o robô 3 remove a peça e transfere-a para a próxima estação. Para troca de modelo, a palete de posicionamento é substituída manualmente por um design simples e leve com proteção contra erros físicos.

Etapa 7: Lavagem secundária por pulverização

O robô 3 agarra a peça e realiza a lavagem secundária por pulverização. Bicos dedicados fornecem lavagem por jato de água nos tampões do casco para carcaças específicas (direção de limpeza oposta à da Etapa 6). Após a lavagem, o robô 3 transfere a peça para a próxima estação.

Etapa 8: Secagem por jato de ar em ponto fixo

O robô 3 executa drenagem por inclinação durante a transferência e, em seguida, posiciona a peça em caixas de bicos fixos dispostas de acordo com os padrões de furos da peça.

Bicos dedicados para tampões de furos de água fornecem secagem por jato de ar comprimido para carcaças específicas, garantindo que o fluido do coletor de água drene completamente. Após a secagem por jato em pontos fixos, o robô executa uma secagem por varredura nas superfícies da peça. Após a secagem, o robô 3 coloca a peça sobre a palete de posicionamento limpa e seca na saída.

Estágio 9: Secagem Secundária por Jato

A peça e a palete são transportadas até esta estação. A porta da estação fecha e as caixas de bicos realizam secagem por jato tanto na peça quanto na palete. Esta estação possui um programa automático de limpeza/secagem para paletes, com linhas de limpeza e secagem por jato que podem ser alternadas automaticamente.

Estágio 10: Secagem a Vácuo

A peça é transportada para a câmara de vácuo. A tampa superior de vácuo é estendida por atuação pneumática, envolvendo a peça em uma câmara hermética. A bomba de vácuo esvazia a câmara, removendo a umidade residual de cavidades internas e furos cegos.

Etapa 11: Resfriamento e Descarga

A peça é transportada até o ponto de descarga. Ventiladores de resfriamento reduzem a temperatura do componente para 20 ± 3 °C na saída. A saída pode acomodar até quatro peças em fila. Todos os transportadores de saída possuem coberturas protetoras para evitar contaminação secundária. Transportadores com rolos elevadores nas duas extremidades devolvem paletes vazios à posição de colocação pelo robô, utilizando o transportador de camada inferior. O sistema reserva espaço para futura adição de uma estação de limpeza e secagem de paletes.

Controlo de Limpeza Técnica

Na fabricação de trens de acionamento elétricos para veículos de nova energia, a limpeza dos canais internos da carcaça do acionamento elétrico afeta diretamente o desempenho e a confiabilidade das unidades de acionamento elétrico.

O sistema foi projetado para atender aos rigorosos requisitos de limpeza de cada variante de peça trabalhada:

A qualidade da secagem é verificada ao limpar as superfícies das peças com papel filtro — sem marcas visíveis de umidade e sem névoa de água ao soprar ar através de todos os tipos de furos.

Gestão avançada de filtração

O sistema emprega um sistema de filtração em múltiplos estágios:

Todos os filtros possuem funções de pré-alarme e alarme de obstrução. A escumadeira de óleo do tipo flutuante e a escumadeira de óleo do tipo correia removem o óleo flutuante do fluido de limpeza para prolongar sua vida útil.

Sistema robótico

O sistema utiliza três robôs FANUC:

Todos os robôs são totalmente à prova d’água, com proteção IP67, construção anticorrosiva e sensores vedados. Cada robô possui um trocador automático de ferramentas (Stäubli) e acesso a uma biblioteca de fixações com 4 conjuntos de fixações. Precisão de posicionamento repetitivo ≤ ±0,2 mm. As superfícies de fixação e os pinos de localização das fixações evitam o uso de superfícies usinadas (exceto superfícies e furos de processo).

Integração de Fabricação Inteligente

O sistema suporta os requisitos da Indústria 4.0 mediante conectividade abrangente de dados:

Comunicação com o MES

• CLP equipado com módulo de interface de rede MES

• Suporte à Comunicação Ethernet

• Rastreamento de peças por código QR

• Aquisição de dados de produção

Interface do operador

• Tela de toque Mitsubishi HMI

• Exibição em tempo real do status do equipamento com visualização gráfica

• Exibição e ajuste dos parâmetros de limpeza

• Alarmes sonoros e visuais com armazenamento de histórico de mais de 500 alarmes (hora, endereço, causa, solução)

• Modos de operação automática e manual com proteção por intertravamento

Funcionalidades inteligentes

• Função de circulação automática nos fins de semana para prevenir a degradação do fluido

• Capacidade de diagnóstico remoto

• Interface de backup de dados e conexão em rede

Caso de Aplicação

Solução completa de limpeza

A Big Bird Industrial fornece soluções de engenharia abrangentes, incluindo:

Desenvolvimento de Processo

• Análise de Componentes

• Projeto do processo de limpeza

• Avaliação dos requisitos de limpeza

Integração de Equipamentos

• Sistemas de limpeza coordenados com múltiplos robôs

• Tecnologia de limpeza de alta pressão (40 MPa)

• Sistemas de limpeza ultrassônica (2 estações)

• Tecnologia de secagem a vácuo

• Sistemas automáticos de troca de ferramentas com biblioteca de fixações

• Gestão de filtração em múltiplos estágios

• Sistemas de Transportadores e Movimentação de Materiais

Conexão de Manufatura Inteligente

• Interface com o MES

• Rastreabilidade por código QR

• Aquisição de dados de produção

Por que escolher a Big Bird Industrial

Experiência em Componentes para Veículos de Nova Energia

A Big Bird Industrial especializa-se em soluções de limpeza de precisão para componentes do trem de força automotivo, com experiência comprovada na limpeza de carcaças de e-drive para veículos de nova energia, aplicável a múltiplas configurações de trens de força elétrico, abrangendo 9 variantes de peças usinadas.

Tecnologia de Limpeza com Múltiplos Robôs

O sistema utiliza três robôs FANUC coordenados, com capacidade de troca automática de ferramentas e armazenamento em biblioteca de fixações, permitindo a limpeza eficiente de geometrias complexas de carcaças de e-drive, empregando múltiplas tecnologias de limpeza numa única sequência produtiva.

Tecnologias de Limpeza Integradas

O sistema combina limpeza turbulenta (1,5 MPa), limpeza por alta pressão rotativa (40 MPa), limpeza ultrassônica em duas estações, limpeza por alta pressão em pontos fixos (40 MPa), enxágue por pulverização em duas etapas, secagem por sopro em duas etapas e secagem a vácuo, garantindo a remoção abrangente de contaminantes.

Capacidade de Engenharia em Nível de Sistema

A empresa fornece soluções completas, desde o desenvolvimento do processo de limpeza até a integração na produção, incluindo coordenação de múltiplos robôs, limpeza de alta pressão, limpeza por ultrassom, secagem a vácuo e sistemas automáticos de troca de ferramentas.

Engenharia Personalizada Não Padrão

Cada componente e linha de produção possui requisitos únicos. A Big Bird Industrial oferece soluções de engenharia personalizadas com base em:

• Análise da estrutura e do material do componente

• Desenvolvimento do Processo de Limpeza

• Projeto personalizado de fixadores e automação

• Configuração do sistema automático de troca de ferramentas

• Integração do layout da fábrica e do fluxo produtivo

A capacidade de engenharia não padronizada da empresa permite que cada sistema de limpeza seja adaptado à geometria específica dos componentes, aos requisitos de tempo de ciclo, aos padrões de limpeza e ao nível de automação.

Suporte à fabricação de trens de força elétricos

Com o rápido crescimento dos veículos de nova energia, a Big Bird Industrial oferece soluções especializadas de limpeza para componentes de trens de força elétricos, apoiando os fabricantes na transição para a produção eletrificada.

Perguntas frequentes

Quais componentes este sistema de limpeza processa?

Este sistema foi projetado para carcaças integradas de e-drive e componentes de trens de força elétricos utilizados na fabricação de veículos de nova energia, incluindo tampas traseiras de motores, carcaças de redutores, carcaças de inversores, tampas dianteiras/traseiras e carcaças de motores.

Quais tecnologias de limpeza estão integradas?

O sistema integra limpeza turbulenta (1,5 MPa), limpeza de alta pressão rotativa (40 MPa), limpeza ultrassônica em duas estações, limpeza de alta pressão em pontos fixos (40 MPa), enxágue por pulverização em duas etapas, secagem a jato de ar em duas etapas, secagem a vácuo e resfriamento.

Como o sistema lida com múltiplas variantes de peças trabalhadas?

O sistema possui reconhecimento automático de códigos QR, inspeção visual para orientação e um sistema automático de troca de ferramentas com uma biblioteca de fixações para cada robô (4 fixações por robô), permitindo produção mista contínua entre 9 variantes de peças trabalhadas.

Quais contaminantes podem ser removidos?

Remove cavacos metálicos, resíduos de fundição, partículas de usinagem e contaminação por fluido de corte de passagens internas complexas, camisas de água e superfícies externas.

Quais níveis de limpeza podem ser alcançados?

Os requisitos de limpeza variam conforme a especificação do componente, normalmente situando-se entre 7,2 mg e 9,3 mg de contaminação residual total, com controle rigoroso da distribuição dimensional das partículas e exigências específicas de tensão superficial segundo a norma DIN 8296 (≥ 32–36 mN/m).

O sistema é personalizável?

Sim. Todos os parâmetros — incluindo tempo de ciclo, pressão de limpeza, temperatura, nível de automação e configuração de filtração — são personalizáveis conforme os requisitos da linha de produção do cliente.

Limpeza de Carcaças de E-Drive na Fabricação de Veículos de Nova Energia

A limpeza integrada da carcaça do acionamento elétrico é um processo crítico na fabricação de trens de força elétricos para veículos de nova energia. Essas carcaças complexas de alumínio combinam múltiplas funções — motor, inversor e redutor — num único componente, exigindo tecnologias avançadas de limpeza para remover resíduos de usinagem e contaminantes de fundição de passagens internas intrincadas, camisas d’água e canais de refrigeração. A limpeza dos componentes do acionamento elétrico afeta diretamente o desempenho, a eficiência e a confiabilidade das unidades de acionamento elétrico.

Sistemas de Limpeza com Múltiplos Robôs e Troca Automática de Ferramentas

A fabricação de componentes para trens de força elétricos exige soluções de limpeza flexíveis e de alta eficiência, capazes de lidar com múltiplas variantes de peças trabalhadas. Sistemas de limpeza com múltiplos robôs, dotados de capacidade automática de troca de ferramentas, permitem uma produção contínua de modelos mistos sem intervenção manual. Fluxos de trabalho robóticos coordenados otimizam as sequências de limpeza, reduzindo os tempos de ciclo ao mesmo tempo que garantem qualidade consistente de limpeza em todas as variantes. Bibliotecas de fixadores com 4 fixadores por robô oferecem flexibilidade para até 9 variantes de peças trabalhadas.

Limpeza por ultrassom e alta pressão para carcaças complexas

Carcaças complexas de acionamento elétrico com geometrias internas intrincadas apresentam desafios únicos de limpeza. A limpeza por ultrassom alcança cavidades internas e furos cegos que a limpeza convencional por jato não consegue acessar, enquanto a limpeza de alta pressão (40 MPa) remove eficazmente resíduos teimosos das superfícies externas e dos canais de óleo. A limpeza por ultrassom em duas estações permite ciclos de limpeza prolongados sem afetar a produtividade global da produção.

Filtração e gestão de fluidos na limpeza de carcaças de acionamento elétrico

Uma filtração eficaz e uma gestão adequada de fluidos são essenciais para manter uma qualidade de limpeza consistente na limpeza de carcaças de acionamento elétrico. Configurações de filtração em múltiplos estágios, com filtros de tambor (50 μm), filtros de saco (20 μm / 10 μm) e separação de óleo, permitem operação contínua com alertas automáticos de substituição de filtro. Uma precisão de filtração de até 10 μm garante a qualidade do fluido de limpeza, reduzindo os riscos de recontaminação e prolongando a vida útil do fluido.

Especificações técnicas