Fokus: Giga-Odlewy Obudów Silników i Podstawek Baterii do Pojazdów Elektrycznych

Przejście na pojazdy nowej generacji (NEV) zmusiło przemysł motoryzacyjny do przyjęcia "Giga-Odlewania"—zintegrowanych aluminiowych części konstrukcyjnych na dużą skalę. Te komponenty stanowią bezprecedensowe wyzwania w zakresie wykańczania ze względu na ich rozmiar, zmienność wymiarową i niebezpieczny charakter pyłu aluminiowego. Niniejszy dokument szczegółowo opisuje wdrożenie przez firmę Kingstone zrobotyzowanego systemu gratowania z kompensacją laserową, który zwiększył przepustowość o 350%, zapewniając jednocześnie 100% bezpieczeństwo w miejscu pracy.

Aby zmaksymalizować zasięg pojazdów elektrycznych, kluczowa jest redukcja masy. Aluminiowe komponenty odlewane pod wysokim ciśnieniem (HPDC) pozwalają na złożone geometrie, które zastępują dziesiątki tłoczonych stalowych części. Jednak HPDC tworzy znaczące "nadlewki"—nadmiar metalu na liniach podziału formy—które muszą zostać usunięte bez naruszania uszczelnienia próżniowego lub punktów mocowania konstrukcyjnego.

Pył aluminiowy jest wysoce łatwopalny i potencjalnie wybuchowy. Tradycyjne ręczne gratowanie tworzy środowisko wymagające ekstremalnego ŚOI i stanowi stałe ryzyko pożaru dla fabryki.

Odlew obudowy silnika o szerokości 800 mm może doświadczyć do 4 mm wypaczenia podczas stygnięcia. Stała ścieżka robota albo ominie zadziory, albo przetnie ściankę części, prowadząc do awarii strukturalnej.

Kanały chłodzące i wewnętrzne wnęki wymagają narzędzi do gratowania, które sięgają głęboko do wnętrza części, co wymaga robotów o wysokim udźwigu, dużym zasięgu i precyzyjnej kontroli ścieżki.

Kingstone zaprojektował wielostanowiskową komórkę wyposażoną w robota o udźwigu 60 kg i zestaw adaptacyjnych narzędzi.

Każda część wchodząca do komórki jest najpierw skanowana przez zintegrowany System Wizji Laserowej 3D.

• Dokładność Pomiaru: ±0.02mm.
• Kompensacja w Czasie Rzeczywistym: System wizyjny porównuje zeskanowane chmury punktów z głównym modelem CAD. Jeśli linia podziału przesunęła się z powodu zużycia formy lub wypaczenia części, cała ścieżka narzędzia robota jest przesuwana w 6 stopniach swobody (X, Y, Z, Obrót, Pochylenie, Odchylenie) zanim narzędzie zetknie się z powierzchnią.

Robot wykorzystuje automatyczny zmieniacz narzędzi (ATC) do przełączania między trzema specjalistycznymi głowicami:

1. Głowica Frezująca o Wysokim Momencie Obrotowym (2.2kW): Do usuwania grubych nadlewek (do 3 mm grubości) z głównych zasypów.
2. Elastyczne Narzędzie Zgodności: Narzędzie pneumatyczne, które utrzymuje stałą siłę, aby "łamać" krawędzie i usuwać drobne zadziory bez zmiany geometrii fazowania części.
3. Narzędzie do Wewnętrznych Promieni: Specjalistyczne narzędzie o wąskiej szyjce do wlotów kanałów chłodzących.

Komórka KS-RoboDeburr jest w pełni zamkniętą jednostką z Zintegrowanym Mokrym Odkurzacza Pyłu.

• Zasada Działania: Pył aluminiowy jest natychmiast zasysany do systemu filtracji z kurtyną wodną, zamieniając suchy proszek w niepalną zawiesinę.
• Klasa Bezpieczeństwa: Spełnia standardy bezpieczeństwa ATEX/NFPA dotyczące materiałów wybuchowych, pozwalając fabryce działać bez ciągłego strachu przed incydentami związanymi z pyłem.

Dzięki eliminacji urazów przeciążeniowych (RSI) i redukcji poprawek o 95%, system zapewnił redukcję TCO o 38% w ciągu trzech lat w porównaniu do alternatywy ręcznej. Początkowa inwestycja zwróciła się w ciągu 14 miesięcy wyłącznie dzięki oszczędnościom na pracy i poprawie wydajności.

W miarę jak producenci samochodów przechodzą na jeszcze większe odlewy, wymóg "inteligentnego" gratowania—systemów, które potrafią widzieć i adaptować się do zmienności metalu—stanie się standardem dla dostawców Tier-1. Podejście Kingstone oparte na wizji zapewnia skalowalność potrzebną dla rynku NEV o wysokim wolumenie.