Čistilna linija za ohišja napetostnih baterij: cikel 85 sekund, čistost ≤3 mg in integrirano vakuumsko sušenje

Pregled

Ohišja trakcijskih baterij zagotavljajo konstrukcijsko podporo in zaščito za baterijske sklope. Kovinske delce, ostanki obdelave in vlaga, ki ostanejo na njihovi površini ali v notranjih votlinah, lahko ovirajo sestavo, slabšajo lepilno vez in ustvarjajo morebitne nevarnosti za izolacijo.

Ta članek razlagal petstopenjski avtomatizirani postopek čiščenja ohišij za napetostne baterije, ki zajema pršenje, ciljno čiščenje z roboti, izpiranje, sušenje z zrakom in vakuumsko sušenje. Prav tako preučuje, kako čistost, velikost delcev, takt časa proizvodnje in razpored tovarne vplivajo na izbiro integriranega sistema za čiščenje ohišij baterij.

1. Zakaj je čistost pomembna za ohišja napetostnih baterij

Ohišja napetostnih baterij vključujejo podnožja baterij, zgornje pokrove in stranske plošče. Glede na obliko ti sestavni deli zagotavljajo konstrukcijsko podporo, zaščitijo celice baterij, omogočajo tesnjenje in lepljenje, sprejemajo sisteme za upravljanje toplote ter prispevajo k zaščiti baterijskega paketa ob trku.

Čistost neposredno vpliva na več vidikov nadaljnjega proizvodnje.

Natančnost sestave: Kovinske drobne čipke in drugi ostanki delcev lahko motijo pozicioniranje sestavnih delov ter povzročijo neželene reže ali lokalni tlak med namestitvijo baterijskega modula.

Lepljenje z lepili in tesnjenje: Oljne plasti in delci na površinah za lepljenje lahko zmanjšajo moč mokrenja ali lepljenja lepila, kar lahko ogrozi tesnilni medsebojni stik med ohišjem in pokrovom.

Električna izolacija in varnost: Vodni delci, ki ostanejo znotraj ohišja baterije, lahko povzročijo tveganja za izolacijo ali neželene vodne poti, odvisno od njihove lokacije in konstrukcije baterijskega paketa.

Zato sta čistoča in velikost delcev pomembna merila za nadzor procesa za proizvajalce baterij in avtomobilsko industrijo (OEM). Določene mejne vrednosti sprejemljivosti je treba določiti glede na konstrukcijo komponente, zahteve naslednjih sestavnih korakov in metodo pregleda stranke.

2. Konfiguracija petfaznega čistilnega procesa

Integrirana čistilna linija za ohišja napajalnih baterij lahko združuje pet faz: pršenje, robotsko ciljno čiščenje, izpiranje, sušenje z zrakom in vakuumsko sušenje. Vsaka faza izpolnjuje drugačno zahtevo procesa.

Faza 1: Pršenje

Čiščenje z visokotlačnim pršenjem odstrani velike količine kontaminacije s dostopnih površin, vključno s rezalnimi tekočinami, ostanki olja in razloženimi delci. Zagotavlja začetno čistilno zmogljivost, potrebno za učinkovito obdelavo velikih delov.

Stopnja 2: Robotizirano ciljno čiščenje

Industrijski roboti nosijo čistilne šobice po programiranih poteh, da dosežejo območja, do katerih fiksni pršilni sistemi morda ne morejo zadostno dostopati. Glede na obliko ohišja lahko ta območja vključujejo vdolbine, navojne luknje, žlebove, varilne šive in druge zapletene konstrukcijske elemente.

Z nastavitvijo položaja, usmeritve in smeri pršenja šobic izboljša dostop do geometrijsko zahtevnih območij. To je ključna stopnja, kadar je treba nadzorovati tako splošno čistočo kot tudi velikost ostankov delcev.

Stopnja 3: Izpiranje

Čista voda za izpiranje odstrani ostanki čistilnega sredstva in suspendirane onesnaževalce, ki jih pustijo predhodne faze. Ustrezno izpiranje preprečuje ostanek ostankov čistilnega sredstva na delu in zagotavlja dosledno končno kakovost površine.

Faza 4: Sušenje z zrakom

Šobe za stisnjeni zrak in zračni noži odstranijo nabranо vodo z dostopnih površin in odprtin. Ta začetna faza sušenja zmanjša količino vlage, ki vstopa v vakuumsko sušenje.

Stopnja 5: Sušenje pod vakuumom

Vakuumsko sušenje zniža tlak okoli dela, kar zniža vrelišče vode in spodbuja izparevanje. Zelo učinkovito je za odstranjevanje vlage iz vdolbin in zapletenih votlin, kjer običajno sušenje z zrakom lahko pusti ostanki vode.

Skupaj tvorijo te pet faza integriran proces, ki je zasnovan za odstranjevanje onesnaževalcev, izpiranje in končno sušenje v eni sami avtomatizirani proizvodni liniji.

3. Zakaj je vakuumsko sušenje pomembno

Ohišja napajalnih baterij pogosto vsebujejo razpršene votline, vdolbine, šive in druge geometrijske značilnosti. Čeprav stisnjen zrak odstrani vodo s prostih površin, morda ne odstrani vodnih plasti, ujetih v ozkih režah ali vdolbinah.

Vakuumsko sušenje pomaga premagati to omejitev z znižanjem okoliškega tlaka in pospeševanjem izparevanja vlage. Njegova učinkovitost je odvisna od dejavnikov, kot so tlak v komori, temperatura, čas sušenja, geometrija predmeta in količina vode, prenesene iz prejšnjih faz.

Zato zračno in vakuumsko sušenje opravljata dopolnjujoči, ne pa zamenljivi nalogi. Zračno sušenje najprej odstrani večino vode, vakuumsko sušenje pa zagotavlja dodatno stopnjo sušenja za težje dostopne območja.

Za proizvodnjo ohišij baterij je treba določiti in preveriti končne zahteve glede suhosti z dogovorjeno metodo pregleda. To pomaga zagotoviti, da proces izpolnjuje potrebe nadaljnjih operacij shranjevanja, lepljenja, premazovanja ali sestavljanja.

4. Ključne specifikacije in dimenzije proizvodne linije

Naslednji diagrami prikazujejo predstavno čistilno linijo za ohišja napajalnih baterij. Dejanske specifikacije so odvisne od delovnega predmeta, zahtev procesa in konfiguracije proizvodnje.

Linija je avtomatiziran sistem za čiščenje na veliko. Pri izbiri linije je treba upoštevati ne le prostorske zahteve opreme, temveč tudi nalaganje in raznalaganje delovnih predmetov, pretok materiala, dostop za vzdrževanje, priključke komunalnih storitev ter integracijo operacij pred in po tej liniji.

Z dolžino približno 23 metrov zahteva ta linija natančno načrtovanje tovarniškega razporeda. Časovno potrjevanje razpoložljive površine tal in logističnih poti v zgodnjih fazah projekta pomaga izogniti se omejitvam pri namestitvi in proizvodnem toku kasneje.

5. Razumevanje čistosti in velikosti delcev

Čistost in velikost delcev merita različne vidike ostankove kontaminacije in ju je treba ocenjevati skupaj.

Čistost ≤3 mg pomeni, da skupna količina ostankove kontaminacije, zbrana in izmerjena po določeni preskusni metodi, ne presega 3 miligramov.

Velikost delcev ≤400 μm pomeni, da je največja dovoljena dimenzija ostankovega delca 400 mikrometrov, kar ustreza dogovorjeni metodi meritve in sprejema.

Zakaj sta oba merila pomembna?

Delovni kos lahko izpolnjuje omejitev skupne ostankove mase, hkrati pa vsebuje posamezno delce, ki presegajo dovoljeno velikost. Nasprotno pa lahko ostali delci vsebujejo relativno majhne delce, katerih skupna masa onesnaženja presega mejo čistosti.

Pri ohišjih baterij so večji prevodni delci lahko posebno problematični, če se lahko premaknejo v občutljive cone ali motijo nadaljnjo sestavo. Dejansko tveganje pa je odvisno od materiala delcev, njihove lokacije, geometrije in načina konstrukcije baterijskega paketa.

Zato naj bosta obe merila za sprejem določeni in preverjeni neodvisno. Pred sprejemom opreme naj bodo tudi dogovorjeni preskusni postopki, lokacije vzorčenja, metode izvleka in pravila poročanja.

6. Primerjava tehnologij čiščenja za ohišja baterij

Različne tehnologije čiščenja rešujejo različne geometrije delovnih kosov in proizvodne zahteve.

Sistemi za čiščenje z razprševanjem so primerni za dostopne površine in relativno preproste geometrije. Omogočajo učinkovito pokritost velikih površin, vendar sami morda ne dosežejo globokih vdolbin ali zapletenih notranjih značilnosti.

Ultrazvočni sistemi za čiščenje so uporabni za manjše natančne komponente in geometrije z mnogimi drobnimi značilnostmi. Njihova primernost za velike ohišja baterij je odvisna od dimenzij kopeli, geometrije predmeta, vrste kontaminacije, zahtev glede rokovanja ter želene proizvodne hitrosti.

Robotski sistemi za ciljno čiščenje so zelo primerni za velika in zapletena ohišja z več luknjami, žlebovi in vdolbenimi območji. Programabilne poti šob usmerjajo čistilno delovanje proti lokacijam, do katerih nepremične pršilne šobe morda ne morejo učinkovito doseči.

Sistemi za sušenje pod vakuumom so uporabni, kadar je treba nadzorovati ostankovo vlago v votlinah in ozkih razmikih. Lahko jih integriramo s predhodnim sušenjem z zrakom, da tvorijo večstopenjski sušilni proces.

Za velike ohišja baterij, ki zahtevajo tako visoko zmogljivost kot tudi stroge zahteve glede nadzora onesnaženja, predstavlja kombinacija pršilne čiščenja, robotskega ciljnega čiščenja, izpiranja, sušenja z zrakom in vakuumsko sušenja praktično integrirano konfiguracijo procesa. Končni izbor opreme je treba potrditi na reprezentativnih delih ter v skladu s kriteriji za sprejem stranke.

Pogosto zastavljena vprašanja

V1: Kaj pomeni ciljna čistota 3 mg?

Pomeni, da skupna količina ostankov onesnaženja, zbranih po določeni preskusni metodi, ne sme presegati 3 miligramov. To se razlikuje od omejitve velikosti delcev 400 μm, ki določa največjo dovoljeno velikost posameznih ostankov. Obe zahtevi je treba preveriti neodvisno.

V2: V čem se robotsko ciljno čiščenje razlikuje od konvencionalnega pršilnega čiščenja?

Konvencionalno čiščenje z razpršilom zagotavlja široko pokritost dostopnih površin. Robotizirano ciljno čiščenje uporablja programabilnega robota za postavitev in usmeritev čistilne šobe proti določenim značilnostim, kot so vdolbine, navojne luknje in žlebovi. Obe metodi se lahko kombinirata, da se uravnoteži splošna učinkovitost čiščenja z dostopom do zapletenih geometrij.

V3: Zakaj se po zračnem sušenju uporablja vakuumsko sušenje?

Zračno sušenje odstrani večino vode z izpostavljenih površin, vendar se vlaga lahko ohrani v votlinah, šivih in vdolbinah. Vakuumsko sušenje zniža okoliški tlak in spodbuja izparevanje, kar pomaga odstraniti ostanki vlage, ki jih stisnjeni zrak sam po sebi morda ne odstrani učinkovito.

V4: Koliko prostora na tleh zahteva čistilna linija?

Referenčna linija meri približno 23 m × 8 m × 6 m. Dejansko namestitveno območje mora upoštevati tudi postaje za nalaganje in raznalaganje, pretok materiala, dostop za vzdrževanje ter povezave z drugimi sosednjimi proizvodnimi procesi. Postavitev tovarne je treba pregledati že v fazi oblikovanja rešitve.

Zaključek

Učinkovita rešitev za čiščenje ohišij napetostnih baterij mora odpraviti ne le vidno površinsko kontaminacijo. Morajo biti združeni ustrezni obseg čiščenja, dostop do zapletenih konstrukcijskih elementov, nadzorovan izpiralni postopek in zanesljivo končno sušenje, hkrati pa mora rešitev izpolnjevati zahtevani proizvodni taktni čas.

Petstopenjska linija, ki integrira pršilno čiščenje, robotsko ciljno čiščenje, izpiranje, zračno sušenje in vakuumsko sušenje, se lahko konfigurira okoli referenčnega cikla 85 sekund na kos, ciljnega čistega stanja ≤3 mg in ciljne velikosti delcev ≤400 μm.

Big Bird Industrial, prej Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., ponuja industrijske rešitve za čiščenje avtomobilskih komponent in natančnih proizvodnih aplikacij. Konfiguracija čistilne linije in merila za sprejem morata biti prilagojeni geometriji delovnega predmeta, profilu onesnaženja, proizvodnim zahtevam ter metodam potrditve, določenim s strani stranke.