汽车行业的干洗电动机

高度自动化的解决方案可确保出色的清洁效果和较短的循环时间

在组装复杂的电气装置时，不可能避免污染。在一家知名的汽车供应商那里，Ecoclean 为其量身定制的干洗解决方案可防止颗粒在动力转向系统的后期使用中造成故障。高度自动化的工艺还可缩短周期时间。

随着高能效驱动系统（混合动力、纯电动或优化内燃机）的应用日益广泛，越来越多的汽车开始配备驾驶辅助系统，如泊车辅助、车道偏离警告、高速公路驾驶和自动避让，直至自动驾驶。控制和执行这些功能的部件必须保证最大的安全性和可靠性。这些部件包括用于动力转向的电动马达，系统制造商不断对其进行进一步开发，使其适应新的要求。

作为再污染源的装配过程

更严格的规范不仅适用于部件的技术清洁度，也适用于装配线。这是因为装配过程中经常会产生微粒。重点不仅在于金属微粒，因为金属微粒会损害电机的性能，并在以后的运行中造成短路。非金属污染和纤维也会带来风险，因为它们吸湿后会导电。

在一家知名的汽车供应商，最终检查结果表明，集成到装配线上的现有气动干洗系统不符合清洁度规范。因此，这家一级供应商的项目经理向 Ecoclean GmbH 寻求帮助。该公司在蒙绍（Monschau）基地拥有丰富的压缩空气干洗和真空技术经验，并针对电动汽车领域的各种任务进行了进一步开发。

通过模拟和测试进行工艺和机器设计

由于这项清洗任务并非 “现成 ”的应用，因此在设计工艺时使用了特殊的测试装置。必要的工具是借助流动模拟来开发的。这不仅能确保清洗过程尽可能高效地使用介质，还能可靠地将脱落的颗粒清除出处理室。此外，还必须考虑到一个事实，即较小的颗粒在与清洗介质接触时，不太可能自发地从表面脱离。通过模拟，可以根据七种不同电机和变体的各自几何形状调整喷嘴开口。这确保了最佳的介质应用，从而以最低的运行成本实现最高的清洗效率。喷嘴系统是通过 3D 打印制造的。

在清洗试验中，将标准颗粒与乳液一起涂抹在复杂的电气单元上，然后在烘箱中干燥约一小时，以确保污染物牢固地附着在表面上。在第一次试验中，清洁过程就取得了明显优于清洁度规范要求的结果。

可靠的自动清洗工艺，周期时间短

将所开发的工艺整合到系统概念中的另一个要求是，每个部件的清洗过程必须在 7.8 秒内完成。为满足这一要求，Ecoclean 设计了一套高度自动化的系统，配备两个加工站和两个机械手，每个机械手都有双夹具。与各自电机相匹配的喷嘴系统位于一个工具架上。每个电机上都安装有 RFID 芯片，在电机进入清洁系统时进行扫描，为机械手提供必要的工具信息。工具通过快速更换系统进行更换。

第一台机械手每次从用于将部件运送到机器的部件运输车上取下两台电机，并将其放置在第一工位。在这里，深螺纹孔被永久监控的针形喷嘴吹扫干净。在规定的清洁时间后，机械手 1 将零件放入加工站 2，然后返回并取回两个新零件。

在 2 号工位（设计为吹气箱）上，电动机通过经过调整的喷嘴系统按照其几何形状被吹扫干净。在此过程中，吹风叶片会旋转，以防止形成气流不畅的区域（死区）。该过程使用尽可能低的电源压力。在规定的清洗时间后，机械手 2 将工件取出，并将其放回清洗过的工件托架上。

防止再次污染

为了获得始终如一的良好清洗效果，不仅必须可靠地清除部件上的污染物，还必须找到防止污染物扩散到周围环境的方法。为此，我们采用了封闭式吹气箱。由于箱壁的特殊设计，脱落的微粒会被抽吸系统持续清除。用于这一步骤的空气在排入生产区之前经过过滤。

由于部件载体上也可能存在有再污染风险的颗粒，因此在 1 号和 2 号工位处理部件的同时，这些颗粒也会在单独的吹扫工序中得到清理。必须满足与电机相同的颗粒尺寸规格。

与 MES 连接并传输过程数据

机器配备了新开发的兼容工业 4.0 的控制器，该控制器已集成到一级供应商的制造执行系统 (MES)。为确保客户要求的清洗过程的可追溯性，对两个工位的工艺压力等工艺参数进行持续监控，并将数据传输到 MES。

通过根据特定部件优化清洗工艺，试验中取得的出色清洗效果在批量生产中也得以持续实现。目前，该公司在两个不同的生产基地运行着三台这样的设备。

作者：Doris Schulz