Otomotiv endüstrisinde elektrik motorlarının kuru temizliği

Yüksek otomasyonlu çözüm mükemmel temizlik sonuçları ve kısa döngü süreleri sağlar

Karmaşık elektrik ünitelerinin montajı söz konusu olduğunda, kirlenmeden kaçınmak mümkün değildir. Tanınmış bir otomotiv tedarikçisinde, Ecoclean'in özelleştirilmiş kuru temizleme çözümü, partiküllerin daha sonra hidrolik direksiyon sistemlerinde kullanım sırasında arızalara neden olmasını önler. Yüksek otomasyonlu süreç aynı zamanda son derece kısa döngü süreleri sağlıyor.

Hibrit, tamamen elektrikli veya optimize edilmiş içten yanmalı motorlar gibi enerji tasarruflu tahrik sistemlerinin artan kullanımıyla birlikte, giderek daha fazla sayıda araç, otonom sürüşe kadar park yardımı, şeritten ayrılma uyarısı, otoyol pilotu ve otomatik kaçınma gibi sürücü destek sistemleriyle donatılmaktadır. Bu işlevleri kontrol eden ve yürüten bileşenler maksimum güvenlik ve güvenilirliği garanti etmelidir. Bu tür parçalar arasında, sistem üreticileri tarafından sürekli olarak daha da geliştirilen ve yeni gereksinimlere uyarlanan hidrolik direksiyon için elektrik motorları bulunmaktadır.

Yeniden kontaminasyon kaynağı olarak montaj süreçleri

Daha katı spesifikasyonlar sadece bileşenlerin teknik temizliği için değil, aynı zamanda montaj hatları için de geçerlidir. Bunun nedeni, partiküllerin genellikle montaj işlemleri sırasında ortaya çıkmasıdır. Odak noktası sadece elektrik motorlarının performansını düşürebilecek ve daha sonraki çalışmalarda kısa devreye neden olabilecek metalik partiküller değildir. Metalik olmayan kirlenme ve liflerden kaynaklanan bir risk de vardır, çünkü bunlar nemi emdiklerinde elektriksel olarak iletken hale gelebilirler.

Tanınmış bir otomotiv tedarikçisinde, son denetim, montaj hattına entegre edilmiş mevcut bir hava ile çalışan kuru temizleme sisteminin temizlik spesifikasyonlarını karşılamadığını gösterdi. Bu nedenle Tier-1 tedarikçisinin proje yöneticileri yardım için Ecoclean GmbH'ye başvurdu. Şirket, Monschau'daki tesisinde, elektrikli mobilite alanındaki çeşitli görevler için daha da geliştirilmiş olan basınçlı hava ve vakum teknolojisiyle kuru temizleme konusunda zengin bir deneyime sahiptir.

Simülasyon ve test yoluyla süreç ve makine tasarımı

Bu temizleme görevi "hazır" bir uygulama olmadığından, süreci tasarlamak için özel bir test düzeneği kullanılmıştır. Gerekli araçlar akış simülasyonu yardımıyla geliştirilmiştir. Bu sadece temizleme prosesinin medyayı mümkün olduğunca verimli kullanmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ayrılan partiküllerin güvenilir bir şekilde arıtma odasından çıkarılmasını da sağlar. Daha küçük partiküllerin temizleme ortamıyla temas ettiğinde yüzeyden kendiliğinden ayrılma olasılığının daha düşük olduğu gerçeğinin de dikkate alınması gerekiyordu. Simülasyonlar, nozül açıklıklarının yedi farklı motor ve varyantın ilgili geometrilerine uyarlanmasını mümkün kılmıştır. Bu sayede optimum medya uygulaması ve dolayısıyla mümkün olan en düşük işletme maliyetleriyle maksimum temizlik verimliliği sağlanmıştır. Nozul sistemleri 3D baskı ile üretilmiştir.

Temizlik testleri için, emülsiyonlu standart partiküller karmaşık elektrik ünitelerine uygulandı ve ardından kontaminasyonun yüzeye güçlü bir şekilde yapıştığından emin olmak için yaklaşık bir saat boyunca bir fırında kurutuldu. Daha ilk denemelerde temizleme işlemi, temizlik spesifikasyonlarında talep edilenlerden önemli ölçüde daha iyi sonuçlar elde etti.

Kısa döngü süreleri ile güvenilir, otomatik temizleme işlemi

Geliştirilen prosesi bir sistem konseptine entegre ederken bir diğer gereklilik de temizleme işleminin parça başına 7,8 saniye içinde tamamlanması gerektiğiydi. Bu talebi karşılamak için Ecoclean, iki işleme istasyonu ve her biri çift tutuculu iki manipülatör ile donatılmış son derece otomatik bir sistem tasarladı. İlgili elektrik motorlarına uyarlanmış nozul sistemleri bir alet rafında yer almaktadır. Her bir elektrik motoruna takılan ve motor temizleme sistemine beslendiğinde taranan bir RFID çipi, manipülatörlere hangi aletlerin kullanılacağı hakkında gerekli bilgileri sağlar. Aletler bir hızlı değiştirme sistemi aracılığıyla değiştirilir.

İlk manipülatör, parçaları makineye taşımak için kullanılan parça taşıyıcılardan her seferinde iki motor alır ve bunları ilk istasyona yerleştirir. Burada derin dişli delikler, sürekli olarak izlenen iğne nozulları tarafından üflenerek temizlenir. Belirlenen temizleme süresinin ardından manipülatör 1 parçaları işlem istasyonu 2'ye yerleştirir, geri hareket eder ve iki yeni parça alır.

Üfleme kutusu olarak tasarlanan istasyon 2'de elektrik motorları, uyarlanmış nozul sistemi tarafından geometrilerine uygun olarak üflenerek temizlenir. İşlem sırasında üfleme bıçağı dönerek hava akışının zayıf olduğu alanların (ölü bölgeler) oluşmasını engeller. İşlemde mümkün olan en düşük şebeke basıncı kullanılır. Ayrılan temizleme süresinden sonra parçalar, temizlenmiş parça taşıyıcılarına geri yerleştiren manipülatör 2 tarafından çıkarılır.

Yeniden kontaminasyonun önlenmesi

Sürekli olarak iyi bir temizlik sonucu elde etmek için, yalnızca bileşenlerden kontaminasyonun güvenilir bir şekilde uzaklaştırılması değil, aynı zamanda çevreye yayılmasını önlemek için de bir yöntem bulunması gerekir. Bunu başarmak için kapalı bir üfleme kutusu kullanılmıştır. Duvarların özel tasarımı sayesinde, ayrılan partiküller ekstraksiyon sistemi tarafından sürekli olarak uzaklaştırılır. Bu adım için kullanılan hava, üretim alanına boşaltılmadan önce filtrelenir.

Parça taşıyıcılarda da yeniden kontaminasyon riski oluşturan partiküller bulunabileceğinden, bileşenler 1. ve 2. istasyonlarda işlenirken bunlar ayrı bir üflemeli temizleme işleminde temizlenir. Elektrik motorları için olanlarla aynı partikül boyutu spesifikasyonları karşılanmalıdır.

Süreç veri aktarımı ile MES'e bağlantı

Makine, Tier 1 tedarikçisinin Üretim Yürütme Sistemine (MES) entegre edilen yeni geliştirilmiş, Endüstri 4.0 uyumlu bir kontrolör ile donatılmıştır. Müşterinin talep ettiği şekilde temizleme sürecinin izlenebilirliğini sağlamak için, iki istasyondaki proses basıncı gibi proses parametreleri sürekli olarak izlenir ve veriler MES'e iletilir.

Temizleme süreçlerinin belirli parçalara en iyi şekilde uyarlanmasıyla, denemelerde elde edilen mükemmel temizleme sonuçları seri üretimde de tutarlı bir şekilde elde edilmektedir. Şirket şu anda bu makinelerden üçünü iki farklı üretim tesisinde işletiyor.

Yazar: Doris Schulz