Batterijhuis reinigingslijn: 85-seconden cyclus en 3 mg in vijf stadia

Overzicht

Een accu-behuizing is een grote, dunwandige aluminiumdoos met een flens, een bodem, een set montage-inzetstukken en, bij veel ontwerpen, interne verstevigingsribben en een koelplaat die aan de bodem is gelijmd of gelast. De reiniging vindt plaats na bewerking en vóór montage; de acceptatiecriteria worden meestal uitgedrukt als totale restmassa in het lage bereik van enkele milligram per onderdeel.

De reinigingsmoeilijkheid ligt niet bij het zichtbare oppervlak, maar bij het flensmontagevlak, de schroefdraadinzetstukken, de ingesloten hoeken tussen de ribben en de interface waar de koelplaat de bodem raakt. Dat zijn de gebieden waar na bewerking spaanders blijven zitten en waar een lektest of een hechtingsproces mislukt.

Big Bird Industrial (vroeger Shimada Big Bird Industrial) bouwt sinds 2001 reinigings- en ontbramingssystemen voor automotive aandrijflijncomponenten, en de hieronder beschreven vijftrapslijn volgt de configuratie die wordt gebruikt bij productieprogramma’s met een cyclus van 85 seconden en een limiet van 3 mg.

1. Waarom batterijhousings een afzonderlijke lijn nodig hebben

Een huisvesting van deze grootte heeft een groot oppervlak bij een lage massa. Het is eenvoudig te bespuiten, eenvoudig te overstromen en moeilijk te drogen. Water verzamelt zich in de ondiepe uithollingen tussen de ribben en langs de flens, en een onderdeel dat de lijn vochtig verlaat, zal bij een hercontrole op reinheid mislukken zodra het water verdampt en zijn opgeloste inhoud achterlaat.

Groot oppervlak, lage massa, hoge waterretentie

Dunne aluminiumwanden verwarmen en koelen snel, wat betekent dat het onderdeel na het drogen condensvocht kan opnemen van een vochtige werkplaatsvloer. De gebruikelijke tegenmaatregel is om de temperatuur van het onderdeel bij de uitgang te regelen, niet alleen om water aan het einde van de reiniging te verwijderen.

De flens en de inzetstukken stellen de vereiste vast

Het flensvlak draagt een afdichting of een lijm, en de schroefdraadinzetstukken ontvangen bevestigingsmiddelen met een aanhaakmoment. Verontreiniging op een van beide oppervlakken veroorzaakt een lek of een aanhaakmomentfout die zich voordoet tijdens de eindmontage, ver van de reinigingsstation vandaan. Daarom is het schoonheidsvereiste voor een accu-behuizing per gebied opgesteld, in plaats van als één enkel getal.

2. De vijftrapsvolgorde

De lijn die 85 seconden en 3 mg bereikt, is niet afhankelijk van één agressieve trap. Het werk wordt verdeeld over vijf trappen, zodat elke trap een specifieke verontreinigingstoestand aanpakt.

Waar elke trap voor dient

Spuitwassen verwijdert in één keer de meeste spaanders en koelvloeistof van alle oppervlakken. Robuuste gerichte reiniging richt zich vervolgens op de flens, de inzetstukken en de ribhoeken, waar de spuitdekking het zwakst is. Spoelen verwijdert het reinigingsmiddel en opnieuw opgeschorte fijne deeltjes met apart gefilterd water. Ontwateren met lucht verwijdert het grootste deel van het water, zodat de vacuümstap het niet hoeft te verdampen. Vacuümdroging verwijdert wat ontwateren met lucht niet kon bereiken.

3. Drogen is de beperkende factor

Bij een behuizing van deze grootte zijn de spoelstappen meestal niet bepalend. Blazen en vacuüm nemen samen een onevenredig groot aandeel van de cyclus in, en elke poging om ze te verkorten leidt tot een droogheidsfout in plaats van een reinheidsfout.

De volgorde is belangrijk tijdens het drogen

Blazen vóór vacuüm is niet overbodig. Lucht verwijdert het grootste deel van het water met een lage energiekost; vacuüm behandelt vervolgens het resterende deel dat zich in geometrieën bevindt die lucht niet kan bereiken. De volgorde omkeren betekent dat de vacuümkamer vrij water moet verdampen, wat veel langer duurt dan het verdampen van een dunne waterfilm.

Onderdeeltemperatuur bij afvoer

Een onderdeel dat de machine warm verlaat, koelt af op de transportband en kan vocht uit de omgevingslucht condenseren. Door de afvoertemperatuur dicht bij de omgevingstemperatuur te houden, wordt dit probleem voorkomen zonder een extra koelstation toe te voegen. Bij dunwandige behuizingen is dit een meetbare variabele en hoort deze samen met de droogheid in de acceptatiecriteria.

4. Afhandeling en variantdekking

Batterijhuisvestingen verschillen qua lengte en ribbenpatroon binnen een voertuigprogramma, en een lijn die slechts één variant verwerkt, wordt direct een flesnek zodra het programma een tweede variant toevoegt. Het hanteringsconcept is daarom even belangrijk als het proces.

Robotische hantering versus specifieke overdracht

Een robot kan een huisvesting oppakken, deze oriënteren voor afvoer en op een station plaatsen zonder dat er per variant een specifiek mechanisme nodig is. Die flexibiliteit kost cyclustijd bij het oppakken en plaatsen, waardoor het hanteringsconcept wordt gekozen op basis van de takt en niet uitsluitend op basis van het aantal varianten.

Vergelijkbaarheid van spanvorment

Wanneer huisvestingen alleen in lengte verschillen, kan een spanvorment met verstelbare ondersteuningen meerdere varianten dekken met één set gereedschap. Wanneer het ribbenpatroon verschilt, heeft het spanvorment meestal variant-specifieke pads nodig, en wordt de wisseltijd onderdeel van de lijnspecificatie.

5. Filtratie voor grote volumes

Een grote behuizing bevat een grote hoeveelheid vloeistof op zijn oppervlakken, en elke liter die terugkeert naar de tank voert mee wat hij onderweg heeft opgepikt. Filtratie voor deze soort leiding wordt uitgevoerd op basis van het volume water dat door het onderdeel wordt meegevoerd, niet alleen op basis van de pompdebiet.

Het spoelcircuit is normaal gesproken gescheiden van het wascircuit, omdat spoelwater werkt met een veel lagere vervuilingsbelasting en het recyclen ervan via de wastank zijn doel tenietdoet. Zakfilters met automatische terugspoeling en een dubbele filterelement maken een wisseling mogelijk zonder de lijn stil te zetten, wat bij een tacttijd van 85 seconden geen gemak is, maar een vereiste.

6. Het hanteren van dunwandige onderdelen zonder vervorming

Een batterijhuis is stijf in zijn eigen vlak en flexibel daarbuiten. Het optillen via twee hoeken veroorzaakt vervorming van de bodem, en het vastklemmen aan de flens om die vervorming tegen te gaan kan juist het vlak vervormen waarvan de vlakheid later wordt gecontroleerd. Het hanteringsconcept werkt daarom samen met de kwaliteitseis, en bij grote aluminiumhuizen is dit geen theoretisch probleem.

De gebruikelijke aanpak bestaat erin het onderdeel te ondersteunen op een frame dat overeenkomt met de bevestigingspunten en het op te tillen via die punten in plaats van via de wanden. Wanneer het onderdeel voor afvoer moet worden omgekeerd, wordt de rotatieas zo geplaatst dat de klemkracht door de stijfste sectie loopt. Een gereedschap dat uitsluitend is ontworpen voor het vasthouden, zonder rekening te houden met waar het belastingspad loopt, levert onderdelen op die in het gereedschap anders meten dan op een vlakke plaat.

Afvoertijd als ontwerpparameter

Grote vlakke oppervlakken houden water vast als een film en in zakken. Door het onderdeel tijdens de overdracht te kantelen, kan die film aflopen voordat de blazestap begint, waardoor de belasting op de droogapparatuur wordt verminderd. Bij een cyclus van 85 seconden kan 10 seconden gekantelde overdracht meer opleveren dan een grotere blazer, omdat het water op deze manier door zwaartekracht wordt verwijderd zonder energieverbruik.

Dezelfde logica geldt voor de overdracht tussen de spoel- en de blazestap. Een onderdeel dat plat reist, behoudt zijn waterfilm; een onderdeel dat onder een hoek reist, verliest die. De indeling van de handlingsstap, niet de drooghardware, is vaak de goedkoopste manier om de droogstap bij een groot behuizing te verkorten, en deze keuze wordt genomen tijdens de ontwerpfase, niet pas bij de inbedrijfstelling. Waar vloeroppervlakte toelaat, kost een korte hellende transportband minder dan de equivalente blazercapaciteit.

Veelgestelde vragen

Waarom heeft een accubehuizing vijf stappen nodig?

Omdat elke fase een andere vervuigingsstatus aanpakt: grove chips, ontoegankelijke kenmerken, wasmiddelresten, grote hoeveelheden water en opgesloten water. Het combineren van fasen is mogelijk, maar kost meestal cyclusduur, omdat één fase zachter moet zijn dan de fase die het vervangt.

Kan blazen alleen voldoen aan de droogheidseis?

Zelden bij een geribbelde behuizing. Lucht volgt hetzelfde pad als het water en duwt het in plaats van eruit naar binnen in holtes. Vacuüm of verandering van de oriëntatie is nodig voor geometrieën die lucht niet kan doorspoelen.

Hoe wordt 3 mg geverifieerd op een onderdeel van deze grootte?

Door gedefinieerde gebieden te bemonsteren in plaats van het gehele onderdeel, met behulp van de extractiemethode die in de specificatie is genoemd. De flens, de inzetstukken en de ribhoeken worden afzonderlijk bemonsterd, omdat hun individuele grenswaarden verschillen.

Heeft de lijn een aparte lektest nodig?

Een koelplaat of een afgesloten behuizing doet dat meestal, en de lektest wordt normaal gesproken geplaatst na het drogen, zodat resterend water geen lek verbergt of de testopstelling verontreinigt. Schoonmaken en lektesten zijn aparte processen, maar delen hetzelfde hanteringsconcept.

Conclusie

De cyclus van 85 seconden en de limiet van 3 mg staan niet in tegenspraak met elkaar, omdat de lijn haar tijd besteedt waar de eis daadwerkelijk ligt: op de flens, de inzetstukken, de ribhoeken en het water dat daarbinnen blijft. Een kortere lijn die de spoel- of vacuümfase weglaat, zal niet op hetzelfde punt falen.

Bij het specificeren van deze apparatuurklasse zijn de nuttige inputgegevens de schoonheidslimieten per regio, de droogmethode, de variantenlijst en de takt. Met deze vier gegevens volgen het aantal fasen en de stationstoewijzing vanzelf, waardoor de offerte vergelijkbaar wordt met die van een andere leverancier.