Linka pro čištění bateriového pouzdra: cyklus 85 sekund a 3 mg ve pěti fázích

Přehled

Pouzdro baterie je velká tenkostěnná hliníková krabice se přírubou, podlahou, sadou závitových vložek a u mnoha konstrukcí také vnitřními vyztužujícími žebrami a chladicí deskou lepenou nebo svařenou ke dnu. Čistí se po obrábění a před montáží; přijímací kritérium se obvykle vyjadřuje jako celková zbytková hmota v rozmezí nízkých jednotek miligramů na součást.

Obtížnost čištění není na viditelném povrchu. Je to přírubová styčná plocha, závitové vložky, zakoutí mezi žebrami a rozhraní mezi chladicí deskou a podlahou. Právě tyto oblasti uchovávají třísky po obrábění a právě v těchto oblastech selže tlakový test nebo proces lepení.

Big Bird Industrial (dříve Shimada Big Bird Industrial) vyvíjí a vyrábí čistící a odhrubovací systémy pro automobilové součásti pohonných jednotek od roku 2001; pětistupňová linka popsaná níže je konfigurována podle výrobních programů s cyklem 85 sekund a limitní hodnotou nečistot 3 mg.

1. Proč potřebují pouzdra baterií jinou linku

Pouzdro tohoto rozměru má velkou povrchovou plochu při nízké hmotnosti. Je snadno postřikovatelné, snadno zaplavatelné, ale obtížně sušitelné. Voda se hromadí v mělkých jamkách mezi žebry a podél příruby; díl, který linku opustí vlhký, neprojde kontrolou čistoty po odpaření vody, která zanechá rozpuštěné nečistoty.

Velká plocha, nízká hmotnost, vysoká retence vody

Tenké hliníkové stěny se rychle zahřívají i ochlazují, což znamená, že díl může kondenzovat vlhkost z vlhké výrobní haly i po dokončení sušení. Běžným protiopatřením je regulace teploty dílu při výstupu z linky – nejen k odstranění vody na konci mytí.

Sada přírub a vložek stanovuje požadavky

Těsnicí plocha příruby nese těsnění nebo lepidlo a závitové vložky přijímají spojovací prvky s daným utahovacím momentem. Kontaminace na kterékoli z těchto ploch způsobuje únik nebo chybu utahovacího momentu, která se projeví až při konečné montáži, daleko od místa čištění – proto je kritérium čistoty pro bateriový kryt stanoveno podle jednotlivých oblastí, nikoli jako jediné číslo.

2. Pětistupňová posloupnost

Linka, která dosahuje 85 sekund a 3 mg, nespoléhá na jeden agresivní stupeň. Rozděluje práci do pěti stupňů, aby každý z nich řešil konkrétní stav kontaminace.

Účel jednotlivých stupňů

Stříkací mytí odstraňuje většinu třísek a chladiva najedou ze všech povrchů. Následně robotické cílené čištění zpracovává přírubu, závity vložek a rohy žebrování, kde je účinnost stříkání nejmenší. Oplachování odstraňuje čisticí prostředek a znovu suspendované jemné částice pomocí samostatně filtrované vody. Odvětrání odstraňuje většinu vody, aby vakuum nemuselo vodu odpařovat. Vakuové sušení odstraňuje zbytek vody, který odvětrání nedosáhlo.

3. Sušení je vázoucí podmínkou

U krytu této velikosti obvykle nejsou mycí fáze limitujícím faktorem. Fáze odvádění vzduchu a vývěvy společně spotřebují nepoměrně velkou část cyklu, a jakýkoli pokus o jejich zkrácení se projeví selháním sušení, nikoli selháním čistoty.

Pořadí kroků uvnitř sušení má význam

Odvádění vzduchu před vývěvou není zbytečné. Vzduch odstraňuje většinu vody za nízké energetické náklady; vývěva pak zpracovává zbytek vody, který se nachází v geometrii, kterou vzduch nedokáže odvést. Obrácením pořadí by vývěvná komora musela odpařovat volnou vodu, což trvá mnohem déle než odpařování tenké vrstvy.

Teplota dílu při výstupu

Díl, který opouští stroj zahřátý, se na dopravníku ochladí a může kondenzovat vlhkost z okolního vzduchu. Udržování teploty při výstupu blízko teplotě okolí tento problém eliminuje bez nutnosti přidané chladicí stanice. U tenkostěnných krytů je to měřitelná veličina, která patří do přijímacích kritérií spolu se sušením.

4. Manipulace a pokrytí variant

Kryty baterií se liší délkou i vzorem žebrování v rámci programu vozidel, a linka, která zpracovává pouze jednu variantu, se stane úzkým hrdlem ihned po přidání druhé varianty. Koncept manipulace je proto stejně důležitý jako samotný proces.

Manipulace robotem versus specializovaný přenos

Robot dokáže vzít kryt baterie, orientovat ho pro odvod kapalin a umístit ho na pracoviště bez nutnosti speciálního mechanizmu pro každou variantu. Tato flexibilita však stojí čas cyklu při vzorkování a umísťování, a proto se koncept manipulace volí s ohledem na takt, nikoli pouze na počet variant.

Společné upínací prvky

Pokud se kryty baterií liší pouze délkou, upínací prvek s nastavitelnými podporami pokrývá několik variant jedinou sadou nástrojů. Pokud se liší vzorem žebrování, vyžaduje upínací prvek obvykle variantně specifické podložky a doba přeřízení se stává součástí specifikace linky.

5. Filtrace pro velké objemy

Velký kryt uchovává velké množství kapaliny na svých površích a každý litr, který se vrací do nádrže, přenáší vše, co na sobě nese. Filtrace v tomto typu linky je dimenzována podle objemu vody, kterou součást odnáší, nikoli pouze podle průtoku čerpadla.

Oplachový okruh je obvykle oddělen od mycího okruhu, protože oplachová voda je zatížena mnohem nižší mírou kontaminace a její recirkulace přes mycí nádrž by zcela znehodnotila její účel. Pytlíkové filtry s automatickým zpětným proplachem a duplikátním prvkem umožňují výměnu bez zastavení linky – u taktu 85 sekund to není pouhá výhoda, ale nutnost.

6. Zpracování tenkostěnných dílů bez deformace

Držák baterie je tuhý ve své rovině, ale ohebný mimo ni. Zvednutí držáku za dva rohy deformuje podlahu a upínání na přírubu, které má tuto deformaci odolat, může deformovat právě tu plochu, jejíž rovnost se později kontroluje. Koncept manipulace tak interaguje s požadavkem na kvalitu a u velkých hliníkových držáků jde o problém skutečný, nikoli teoretický.

Běžný postup spočívá v podporování součásti na rámu, který odpovídá jejím montážním bodům, a zvedání právě těmito body místo stěn. Pokud musí být součást pro odvod kapalin obrácená, osa otáčení je umístěna tak, aby síla upínání procházela nejtužší částí. Upínací zařízení navržené pouze pro uchycení, bez ohledu na směr průchodu zatížení, vede k tomu, že se součásti měřené v zařízení liší od měření na kontrolní desce.

Doba odvádění kapalin jako návrhový parametr

Rovné plochy velkého rozsahu udržují vodu jak ve filmu, tak i v kapsách. Naklonění dílu během přepravy umožňuje tomuto filmu stékat ještě před fází odvádění vzduchem, čímž se snižuje zátěž sušicího zařízení. Při cyklu trvajícím 85 sekund může 10sekundový nakloněný přepravní úsek přinést větší úsporu než výkonnější ventilátor, protože voda je odstraňována gravitací bez jakýchkoli energetických nákladů.

Stejná logika platí i pro přepravu mezi praním a odváděním vzduchem. Díl, který se přepravuje vodorovně, si film udrží; díl, který se přepravuje pod úhlem, ho ztratí. Rozvržení manipulace – nikoli konstrukce sušicího zařízení – je často nejlevnějším způsobem, jak zkrátit sušicí fázi u velkého pouzdra, a rozhoduje se již ve fázi kreslení, nikoli až při uvádění do provozu. Pokud dovoluje volný prostor na podlaze, krátký nakloněný dopravník vyjde levněji než ekvivalentní výkon ventilátoru.

Často kladené otázky

Proč potřebuje pouzdro baterie pět fází?

Protože každá fáze řeší jiný stav kontaminace: hrubé třísky, nedostupné prvky, zbytky čisticího prostředku, hrubou vodu a uvězněnou vodu. Kombinování fází je možné, ale obvykle stojí cyklový čas, protože jediná fáze musí být mírnější než fáze, kterou nahrazuje.

Může samotné foukání dosáhnout požadované suchosti?

Jen zřídka u žebrovaného pouzdra. Vzduch postupuje stejnou cestou jako voda a tlačí ji do dutin místo toho, aby ji z nich vyváděl. Pro geometrii, kterou vzduch nemůže vyčistit, je nutné použít vakuum nebo změnu orientace.

Jak se ověřuje hodnota 3 mg u takto velké součásti?

Vzorkováním definovaných oblastí namísto celé součásti pomocí extrakční metody uvedené ve specifikaci. Přírubka, vložky a rohy žebrování se vzorkují odděleně, protože jejich jednotlivé limity se liší.

Vyžaduje linka samostatný test těsnosti?

Chladicí deska nebo utěsněný kryt to obvykle zajišťují, a test těsnosti se obvykle provádí po sušení, aby zbytečná voda nezakryla netěsnost nebo nekontaminovala testovací zařízení. Čištění a test těsnosti jsou samostatné procesy, ale sdílejí stejný koncept manipulace.

Závěr

Cyklus trvající 85 sekund a limit 3 mg spolu nejsou v rozporu, protože čas linky je skutečně věnován místům, kde je požadavek skutečně uplatňován: na přírubě, vložkách, rohových částech žebrování a vodě, která v nich zůstává. Kratší linka, která vynechává praní nebo vakuovou fázi, nebude selhat ve stejném bodě.

Při specifikaci tohoto typu zařízení jsou užitečnými vstupy limity čistoty pro jednotlivé oblasti, metoda sušení, seznam variant a taktní čas. Pokud jsou tyto čtyři parametry známy, počet fází a rozdělení stanic vyplývá přímo, a nabídka se tak stává srovnatelnou s nabídkou jiného dodavatele.