Elektromobilitás

Az akkumulátorházak gyártásához biztosított megoldásainkban egy egyedi technológiát, a kavaró dörzshegesztést alkalmazzuk. Ez a technológia egyesíti a pontosságot a gazdaságos működéssel és így megfelel a tömítettségre és a biztonságra vonatkozó legszigorúbb követelményeknek is. A kavaró dörzshegesztés éppen a különböző alumíniumötvözetekkel és más nemvas fémekkel végzett kiváló minőségű illesztési műveletek során használható. Ennek során egy forgó szerszám a rögzített illesztendő elemek között létrejövő súrlódási hő segítségével nagyon stabil kötést hoz létre.

A KUKA megfelelő gyártósort kínál a különálló alkatrészek gyártásától kezdve egészen a gépcsoportok teljes körű szereléséig. Így biztosítható, hogy az egyes összeszerelési lépések professzionális és egyúttal gazdaságos végrehajtása. Ennek során lehetőség szerint szabványosított termékeket használunk, így ügyfeleinknek hatékony és alacsony költségű gyártóberendezéseket tudunk kialakítani.

Az elektromos hajtások energiaellátásához használt üzemanyagcellák előnyei nyilvánvalóak: a belső égésű motorokhoz hasonlóan nagy hatótáv és rövid tankolási idő. Ezért fontos szerepet játszanak abban, hogy a személy- és áruszállítás egyre inkább klímabaráttá váljon. Kutatásunk és fejlesztésünk során intenzíven foglalkozunk az üzemanyagcella-összeszereléshez szükséges berendezések gyártásával. Ennek során gyártóberendezéseinket az aktuálisan felmerülő egyedi igényekhez igazítjuk. Az üzemanyagcella kialakítását már a tervezési szakaszban úgy kell megalkotni, hogy az összeszerelés és a tesztelés egyszerűbbé és gyorsabbá válhasson a gyártási költségek csökkentése érdekében. Az első ötlettől a szimuláción és a projektfázison át a sorozatban való gyárthatóságig: a KUKA sokéves tapasztalatával ügyfeleink biztosak lehetnek abban, hogy mindenre gondoltunk.

A Cell 2 Body vagy más néven Cell 2 Pack technológia integrálja az akkumulátorcellát a járműkarosszériával, az alvázzal, az elektromos hajtással, a hőkezeléssel és különböző nagy -és kisfeszültségű vezérlőmodulokkal, így jelentősen növelhető a hatótáv.

A Digital Factory megoldással egy rugalmas és alkalmazkodóképes rendszer létrehozását célozzuk meg, amely a gyártási üzem során összegyűjtött folyamatértékek segítségével saját magát optimalizálja. A Digital Factory esetén az eljárás központi eleme, hogy már az első lépésektől kezdve digitalizálja a teljes értékteremtési láncot.
A projekt indításakor a kiindulópont egy virtuális berendezésmodell létrehozása, mielőtt a megrendelőnél kialakítanák a tényleges gyártóhelyet. Ebben az első lépésben egy teljes körűen hálózatba kapcsolt termelést érünk el. Ennek során egy digitális ikert, a berendezés virtuális 3D-ábráját használjuk. Ez az eszköz lehetővé teszi az összes rendelkezésre álló adat összegyűjtését és ezek egyszerű és intuitív megjelenítését. Ezáltal már előre elvégezhető a ciklusidők és a hibák lehetséges okainak elemzése, így később biztosítható a gyártás minimális kockázatú és így zökkenőmentes indítása.

Minden termék egy kis darabbal kezdődik. A KUKA szabványosított celláival ezek hatékonyan előállíthatók. Az egyre fontosabbá váló elektromobilitás során egy saját cellamegoldást fejlesztettünk ki.

Az elektromotorok gyártása egy már bevált technológia alkalmazásával történik. Ugyanakkor a gyártók mégis különleges kihívásokkal szembesülnek. A járművekbe való beszerelés a gyártóberendezések nagy automatizálási fokát igényli. Ezen túlmenően a kapcsolódó gyártási folyamatok legnagyobb minőségi követelményeinek is meg kell felelni. Ezért a KUKA az elektromotorokhoz teljesen automatizált, moduláris szerelőberendezéseket fejleszt ki és valósít meg: A méretezéstől kezdve, a tervezésen át egészen a végső megvalósításig és az Ön gyártási környezetébe való beépítésig – kis és nagy sorozatok esetében is megvalósítható a méretezés. Az összeszerelt motorok és hajtásláncok optimális minőségének megállapítására a KUKA minden szükséges ellenőrző és mérőberendezést megtervez és megvalósít.

Az elektromos járművekbe több olyan, részben új elektronikus alkatrészt szerelnek be, amelyeket robotok is képesek előállítani. Robotokat használnak többek között az összeszerelés során (pl. nagyfeszültségű kábelek összeszerelése), a rugalmas kábelek érzékeny csatlakoztatása során (pl. nagyfeszültségű akkumulátormodul-csatlakozók és fényszórók automatikus csatlakoztatása), a ragasztási folyamatok során (pl. inverterek), az alkatrészek ellenőrzésénél (pl. nagyfeszültségű alkatrészek, pl. invertereknél), valamint a hagyományos csavarozási és mozgatási folyamatoknál. A KUKA-robotok ESD tanúsítása fontos szerepet játszik abban, hogy a részben érzékeny alkatrészek ne menjenek tönkre. A ciklusidőre érzékeny folyamatok is megoldhatók a KR SCARA és a AGILUS-2 segítségével. A KUKA az elektronikai gyártás szakértőjeként biztosítja az elektromos járművek elektronikai alkatrészeinek innovatív automatizálási megoldásaihoz szükséges berendezéseket és szakértelmet.

Az autógyártásban az igényes összeszerelési műveletek jelentik az esküvőt, amikor a hajtásláncot beszerelik a karosszériába. Ez azokra az elektromos járművekre is érvényes, amelyeknél az elektromotorok már be vannak építve a tengelymodulokba. Különösen a nehéz akkumulátorok alvázfelületbe való becsavarozása érdemel említést, amely nagy kihívás elé állítja a szakembereket. Az adott alkatrészek a hagyományos emelőasztalokon, szánokkal, robotokkal és vezető nélküli szállítórendszerekkel (AGV) pozicionálhatók. Az ügyfél igényeitől függően a KUKA mindig a megfelelő megoldásokat kínálja, amelyeket részben vagy teljesen automatizált szerelőállványokkal valósít meg.

A KUKA mindent tud a gépkocsi-karosszériák gyártásáról, minden elképzelhető változatban. A legkisebb fedéltől a komplett vázszerkezetekig, teljes körűen és részlegesen automatizált gyártással. Tudjon meg többet a KUKA vázszerkezetekről:

2010 óta a KUKA automatizált szerelési rendszereket fejleszt az elektromos meghajtó kötélzetek alkatrészeinek gyártásához, és ezeket sikeresen alkalmazza az ügyfeleknél. A KUKA szerelősorokat biztosít a különböző elektromotorokhoz, forgórészekhez, hibrid hajtásokhoz, tengelyekhez és integrált tengelyrendszerekhez – minden esetben a megfelelő tesztrendszerekkel kiegészítve. Az elektromobilitás területén az egyre inkább integrált és minél kompaktabb e-modulok felé történik elmozdulás. A KUKA innovatív automatizálással támogatja ezt a rohamos fejlődést. Mi vagyunk az automatizálási berendezések, egyes szerelősorok és komplex szerelőrendszerek tervezésének, kialakításának, gyártásának és üzembe helyezésének valódi szakértője. Az elektromos meghajtó kötélzethez elektromobilitási alkatrészek – pl. elektromotorok, első és hátsó tengelyek, valamint hibrid járművek hajtásai – szerelésére kerül sor. A KUKA tesztelési technológiája és a KUKA magas technológiai színvonalat képviselő tesztrendszerei biztosítják, hogy összeszerelt gépcsoportjai kifogástalanul működjenek. Ezen kívül a szerelőberendezések és a hozzájuk tartozó gépek tervezése modulárisan történik. Ezáltal biztosítható a megfelelő méretezés, és növekvő kereslet esetén a gazdaságos darabszám-emelkedés.

Egy akkumulátor gyártása egy anyagháborúhoz hasonlít. Az ügyféllel együtt fejlesztjük ki a megfelelő logisztikai megoldást, hogy minden a megfelelő időben a megfelelő helyre kerüljön. Szakértőink rendelkezésre állnak, hogy ügyfeleinknek biztosítani tudjuk az átfogó gondtalan csomagot. A teljes portfóliót kínáljuk, a vezető nélküli szállítórendszerektől (AGV) kezdve az alkatrész-adagoló rendszereken át egészen a raktári logisztikáig.

A megvalósíthatósági tanulmányok, a szimuláció és a módszer megtervezése a mérnöki folyamat központi elemei, és a tervezésben a legmagasabb szintű kompetenciát igénylik. Hatékony gyártási stratégiákat fejlesztünk és támogatjuk ügyfeleinket az optimális megvalósításban. Ennek során mélyreható szakértői tudásra támaszkodunk. Az eredmény folyamatbiztos és költségoptimalizált gyártási koncepciók, amelyek tökéletesen igazodnak ügyfeleink igényeihez.

Az akkumulátor-modulban az egyes cellák össze vannak kötve egymással. Ügyfeleinknek rugalmas és megbízható berendezés-technológiát, valamint professzionális projektkezelést kínálunk a modul-összeszereléshez. Prizmás, zsebes vagy hengeres: a KUKA az akkumulátorcella formájától függetlenül folyamatbiztos és megbízható akkumulátormodul-szerelő gépsorokat fejleszt ki a nagyfeszültségű energiatároló rendszerekhez. Az előszereléstől a szigetelésen és feszültség alá helyezésen, elektromos érintkeztetésen, kártyák, szenzorika és zárólemez felszerelésén keresztül egészen az ellenőrző állomásig. Az automatizálás foka és a variabilitás az ügyfelek egyedi igényeihez igazodik.

A korszerű elektromos járművek speciális követelményeket támasztanak a járműkonstrukcióval szemben, amely a karosszériafelépítményt is jelentősen befolyásolja: A nagy méretű akkumulátort legtöbbször az alvázba csavarozzák, és emiatt az akkumulátorház a szerkezeti alkatrész szerepét tölti be. A nagyfeszültségű technológia alkalmazásával különösen felerősödnek a biztonsággal, különösen a töréstesztekkel kapcsolatban megfogalmazott követelmények. A karosszériagyártás szakértőjeként a KUKA a tömeggyártáshoz kapcsolódó innovatív automatizálási megoldásainak kapcsán összegyűlt tapasztalatát bocsátja rendelkezésre, és az ügyfelek autókarosszériával kapcsolatos minden felmerülő egyedi igényét teljesíti, legyen szó bármilyen karosszériafelépítményről.

Ezen felül az autógyártók számára nagy kihívást jelent, hogy a belső égésű motorokkal üzemelő járművek hagyományos modellportfóliója mellett egyre több elektromos járműmodellt gyártsanak. Az egyre sokszínűbb típusválaszték, a gyakoribb modellcserék és a számottevően változó tételnagyságok maximális rugalmasságot és alkalmazkodóképességet igényelnek. A KUKA SmartProduction pontosan ezeket a tényezőket egyesíti, és lehetővé teszi az ügyfelek számára a belső égésű motorral üzemelő, ill. elektromos járművek különféle gépcsoportjainak egyetlen berendezésen való gazdaságos gyártását. A KUKA SmartProduction gyártási folyamatnál a gyártócellák helyenként függetlenek az alkatrészekkel és szerszámokkal való ellátottságtól. Az egyénre szabott gyártás ezzel korábban soha nem tapasztalt méreteket ölt. Emellett az akkumulátor kritikus jelentőségű alkatrész, ezért az igazolási és dokumentációs kötelezettség itt még fontosabb, mint más termékeknél.

Az akkumulátorrendszerek központi és nagyon összetett gépcsoportok az e-járművekben. A csomag-összeszerelés során több modul és további elektronikus elemek (például kábelek és vezérlőeszközök) kerülnek összeszerelésre, amelyek aztán behelyezhetők egy elektromos járműbe. Az akkumulátorcsomag gyártási folyamata a burkolati elemek – pl. tálca és váz – előkészítésével veszi kezdetét. Ezt követően kell felszerelni a hűtési rendszereket és felhordani a hővezető pasztát, ill. a hézagkitöltőt. Az egyes akkumulátormodulokat behelyezik a csomagházba és rögzítik. Ezután az elektromos és termikus szigetelés, a fedél felszerelése, valamint az akkumulátorcsomag minőségi és biztonsági tesztelése következik. Az akkumulátorgyártók és a járműgyártók méretezhető és könnyen bővíthető szerelő gépsorainkkal gyorsan és hatékonyan tudják legyártani az akkumulátor-csomagokat. A csomag-összeszerelés fontos alkotóelemei a tesztelő rendszerek, amelyek biztosítják a nulla-hiba-gyártást. Ennél a lépésnél a tesztelő és vizsgapadokra vonatkozó konszernen belüli szaktudásra támaszkodunk.

A KUKA professzionális projektkezelést biztosít. ezáltal sikeresen eljuttatjuk ügyfeleinket a célig – az ötlettől egészen a termékig. A projektfolyamatokat átláthatóan alakítjuk ki és maximális minőséget garantálunk. A projekttervezés és a megvalósítás során a KUKA projektkezelés csapatának magas szinten képzett és elkötelezett munkatársai állnak rendelkezésre. A legmodernebb kommunikációs és projektirányítási eszközök felhasználásával szakterületeken és kultúrákon átívelő együttműködést valósítunk meg. Profitáljon bel- és külföldön szerzett sokéves tapasztalatunkból.

Mert mindennek tökéletesnek kell lennie: a tervezéstől a kész alkatrészig vezető úton mi vagyunk a megfelelő partnerek a prototípus gyártásában. A KUKA méretezhető és egyedi igényekre szabott megoldásokat kínál a prototípus és a kis szériás összeszereléshez. Ennek során szorosan együttműködünk ügyfeleinkkel, így a módosítási igényeket gyorsan meg tudjuk valósítani, és el tudjuk végezni a tervezés kiigazítását is.

Különösen az e-mobilitás területén élvezhetik ügyfeleink az számos eljárási technológia területén szerzett sokéves tapasztalatunk előnyeit:

• Aluhegesztés

• Védőgázas hegesztés

• Lézersugaras hegesztés

• Lézer-hibrid hegesztés

• Fraesen (Marás)

• Dörzshegesztés bérgyártás

• Kavaró dörzshegesztés

• Forgó dörzshegesztés

• Mágneses ívhegesztés

Használja ki széles körű, globális szolgáltatásaink előnyeit: az üzembe helyezéstől a javításokon át egészen a karbantartásig, állagmegóvásig és bővítésig. A berendezés-üzemeltetőknek a KUKA College keretében vagy a helyszínen történő képzése, a telefonos ügyfélszolgálat és a pótalkatrész-kezelés szintén magától értetődően része a szolgáltatásunknak.

A akkumulátorok és üzemanyagcellák, valamint a teljes hajtáslánc tesztelő rendszerét kínáljuk ügyfeleinknek. Annak érdekében, hogy az energiatároló rendszerek a legszigorúbb minőségi előírásoknak és biztonsági követelményeknek is megfeleljenek, a KUKA a gyártás és a különböző folyamatlépések során következetesen ragaszkodik az egyes vizsgálatokhoz. A számos működési teszt megfelelő szakértelmet és tapasztalatot kíván meg a mérési és ellenőrzési technikában. Különösen az elektromobilitás területén a nagy teljesítményű akkumulátoroknak szigorú biztonsági követelményeknek és minőségi előírásoknak kell megfelelniük. Minden egyes akkumulátor-alkatrészt már a gyártás során többszörös, rendkívül precíz ellenőrzésnek vetnek alá, és az akkumulátornak végül egy sorvégi tesztet is teljesítenie kell. A tömörségi teszt mellett az akkumulátorrendszerek átfogó elektromos teszteken mennek át az elektromos járművel való kommunikáció és a jelfeldolgozás elősegítése céljából. Az akkumulátor elektromos tulajdonságainak tesztelésére is sor kerül, ami megfelelő, nagy kapacitású töltő- és kisütőberendezéseket követel meg. A KUKA hiba esetén az utómunkával kapcsolatos stratégiákat is figyelembe veszi.

Mindegy, hogy klasszikus vagy hibrid: Összeszerelő gépsorainkkal minden motortípus bevonható a gyártásba. Minden egyes motorösszeszerelő-berendezésben a motorok egyedileg készülnek több száz különálló alkatrészből, a vevő igényei szerint. Ennek során a legújabb gyártási technológiák és az egymással összehangolt logisztikai koncepciók egészítik ki a KUKA mérnöki szaktudását.

Az akkumulátorcella alapvető eleme a későbbi modul- és csomaggyártásnak. Alapvetően három különböző cellaformátumot használnak az elektromobilitásban, ezek: prizmás, hengeres és zacskós. Az ilyen akkumulátorcellák gyártása speciális környezeti feltételek mellett történik – a gyártásnak egyrészt nagyon tisztának és részecskéktől mentesnek lennie (tisztatér), másrészt a levegő nem tartalmazhat nedvességet (száraztér). Az akkumulátorgyártásban használt robotjaink megfelelnek ezeknek a követelményeknek, ill. ott is használhatók.

A fenntarthatóság kérdésének egyik szempontja az energiaforrás. Minél több megújuló energiát használnak fel a gyártási folyamatban és az elektromos járművek energiaellátásában, annál fenntarthatóbbak lesznek az elektromos autók. A gyártási eljárástól függetlenül is sor kerül az energiatárolási technológiák folyamatos továbbfejlesztésére, például a felesleges energia hidrogénnel történő tárolásának területén. A körforgásos gazdaság megvalósítása érdekében hatékonyan felhasznált erőforrások tehát a gazdasági és ökológiai fenntarthatóság közötti hidat jelentik.

A fenntarthatóság azonban messze túlmutat ezen. Általánosságban mennyire fenntartható a termelés, mennyire energiahatékonyak a felhasznált termékek, mennyire CO2-semleges az berendezés? A KUKA a megfelelő megoldásokat és koncepciókat kínálja ahhoz, hogy a gyártóhelyek megfelelően fel legyenek készítve a jövőre.

Az elektromobilitás elöl szerepel a klímavédelemben és lehetőséget kínál a kőolajalapú üzemanyagoktól való függőség csökkentésére. Bár az akkumulátorgyártás sok energiát fogyaszt, az elektromos járművek üzemeltetésével jobb lesz a klímaegyensúly, mint a hagyományos belső égésű motorok esetén. Az elektromos autó klímaelőnye tovább növekszik, ha minél többször zöld árammal töltik. A fejlesztésben területén tett további lépésekkel, különösen a hatékonyabb gyártási folyamatokkal, a nagyobb energiasűrűséggel és a jobb cellakémiával az akkumulátor klímamérlege az elkövetkező években még tovább javítható.

Az újrafeldolgozási koncepciókat már az új gyártóberendezés tervezési fázisában ki kell dolgozni – legyen szó a második életciklusú akkumulátorok, azaz a leselejtezett elektromos autók akkumulátorainak további használatáról például magánháztartások energiatároló rendszereként vagy értékes nyersanyagok visszanyeréséről. A járművekben és az iparban keletkező használt akkumulátorok égetéssel vagy hulladéklerakással történő ártalmatlanítása tilos, és biztosítani kell, hogy minden visszavett hulladékot a technika jelenlegi állásának megfelelően kezeljenek és hasznosítsanak újra.

A lítiumion-akkumulátorok és a lítiumion-elemek újrahasznosítása mellett ezek gyártása is meghatározó szerepet játszik. Jelenleg az elektromos autók akkumulátorainak gyártásához még mindig ritka nyersanyagokra (grafit, lítium) van szükség nagy energiafogyasztás mellett. Középtávon azonban a kutatás ezen a területen is még fenntarthatóbb alternatívákat fog találni.

A gyártó szempontjából figyelembe kell venni a berendezésgyártás teljes bekerülési költségét (TCO) is. A gép vagy a berendezés mely differenciált költségeit és szolgáltatásait kell figyelembe venni? Például rendelkezésre tud-e állni a robot későbbi átépítések során is? Éppen az energiatároló rendszerek gyártása változik különösen gyorsan. A berendezés átalakítása esetén a berendezés mely részeit lehet továbbra is használni? Itt a „second life” (második élettartam) kulcsszó játszik fontos szerepet. A projekt részeként végzett TCO-elemzéssel a KUKA hozzá tud járulni ahhoz, hogy a jövőbeni költségek már a tervezési szakaszban felismerhetők és megbecsülhetők legyenek.