Alegeți locația:

Štát

De asemenea, dispunem de tehnologia necesară și pentru piesele flexibile: KR CYBERTECH montează automat pachetul de baterii

Producerea bateriilor pentru vehiculele electrice este o chestiune periculoasă. Motivul pentru aceasta: tensiunea enormă la contactul electric al modulelor de baterie. Împreună cu KOSTAL Kontakt Systeme GmbH și KUKA, Liebherr-Verzahntechnik GmbH a dezvoltat acum o tehnologie cu doi roboți din seria KR CYBERTECH nano, care permit conectarea sigură și eficientă a modulelor de baterii de înaltă tensiune.


Automatizarea oferă vânt din spate electromobilității

Ele sunt silențioase, alimentează din ce în ce mai mult energie electrică din surse regenerabile, produc mai puține emisii de CO2 și duc la costuri mai mici de reparații și întreținere: Vehiculele electrice aparțin viitorului. În prezent, se estimează că peste 27 de milioane de mașini hibride și electrice circulă în întreaga lume. Iar dacă între 2030 si 2035 numeroase state mari vor autoriza și mai puține motoare cu ardere internă, acest număr va crește semnificativ. KUKA a recunoscut timpuriu potențialul electromobilității. Din 2014, specialistul în automatizare din Augsburg și-a optimizat portofoliul de produse la cerințele speciale care trebuie îndeplinite la fabricarea componentelor electronice pentru industria auto. De aici profită acum şi Liebherr-Verzahntechnik GmbH din Kempten. Roboții au creat o aplicație care poate oferi mai multă siguranță și productivitate producătorilor de vehicule electronice și furnizorilor acestora. Pentru că ce ar fi o maşină electronică fără inima lui, bateria?
Două KR CYBERTECH nano ARC HW conectează modulele bateriei de înaltă tensiune și ridică siguranța și eficiența producției bateriei la un nou nivel.

Montarea bazată pe roboți asigură mai multă siguranță în producția de baterii de înaltă tensiune

Bateria de înaltă tensiune conține o cantitate enormă de energie și este esențială pentru autonomia și timpul de încărcare al vehiculului. Bateria HV este alcătuită din mai multe module care sunt contactate electric între ele, iar acestea formează un pachet de baterii. După contact, aceste sisteme de baterii ating tensiuni de ieșire între 400 și 800 volți de curent continuu. Cu toate acestea, conexiunile utilizate frecvent cu șine electrice, mai exact cu așa-numitele bare de magistrală, reprezintă un risc de siguranță pentru angajați, din cauza suprafețelor de contact libere. 
În același timp, roboții se deplasează în jos cu conectorii modulului fișabili la modulele bateriei.
Utilizarea de conectori de module fișabile este o alternativă. Compania din Allgäu a dezvoltat împreună cu KOSTAL Contact Systems GmbH și cu ajutorul roboților un proces inovator de montare automată pentru conectorii modulului fișabil cu cabluri flexibile. Conectorii modulului fișabili, izolați și flexibili de la firma KOSTAL împiedică contactul neintenționat cu părțile conductoare de curent și aceștia pot fi conectați automat în ciuda elasticității lor ridicate – menținând în același timp flexibilitatea necesară și în timpul ciclului necesar.

Pentru a produce baterii de înaltă tensiune în cantități mari, automatizarea joacă un rol-cheie.

Viktor Bayrhof, manager de produse pentru sisteme de automatizare la Liebherr-Verzahntechnik GmbH

Electromobilitate: o adevărată inovație cu roboți cu arbori tubulari și software special

Pentru procesul de conectare în sine sunt responsabile două KR CYBERTECH nano ARC HW per celulă . Acești roboți cu arbori tubulari sunt utilizați înainte de toate la sudarea cu gaz de protecție. Designul lor compact și autonomia mare, precum și posibilitatea de a conduce cablurile prin axa manuală au făcut, de asemenea, o alegere perfectă pentru această aplicație. De asemenea, echipa Liebherr-Verzahntechnik GmbH a ales pachetul software KUKA.RoboTeam. Permite cooperarea sincronizată a doi sau mai mulți roboți. În acest caz, programul și mișcarea sunt adaptate unul la celălalt în timp real, astfel încât chiar și procesele complexe – cum ar fi îmbinarea pieselor flexibile – să reușească. O adevărată inovaţie în domeniul electromobilității.
Într-o celulă, două KR CYBERTECH nano ARC HW conectează conexiunile electronice.
Cele două brațe ale robotului lucrează sincron la fabricarea bateriilor de înaltă tensiune, controlate de pachetul software KUKA.RoboTeam.

Deficitul de forță de muncă accelerează automatizarea

Majoritatea etapelor de proces în producția de baterii se desfășoară deja în mod complet automat, pentru a satisface cerințele industriei automobilelor, de exemplu în ceea ce privește timpii de ciclu, numărul de piese, calitatea și costurile de producție. Deficitul de personal specializat determină, de asemenea, tendința puternică de automatizare. Există din ce în ce mai puțini specialiști care sunt dispuși să-și asume o astfel de sarcină monotonă, solicitantă fizic și, în același timp, exigentă. Compania KOSTAL Kontakt Systeme GmbH din Lüdenscheid, care produce și comercializează conectori pentru industria autovehiculelor din 1938, a identificat aici o nișă de piață. Ea a dezvoltat un conector adecvat atât pentru conectare manuală, cât și pentru automatizare. Martin Wolter, director de grup de Dezvoltare la KOSTAL, a declarat: „Securitatea joacă un rol foarte important în acest domeniu, deoarece este vorba de contacte de înaltă tensiune, acestea trebuie să fie protejate la atingere. Acest lucru este similar cu o priză, chiar și aici contactele sunt protejate împotriva contactului accidental cu degetele. Diferența constă în faptul că conectorul din vehicul este expus la solicitări în urma vibrațiilor, dar și la temperaturi ridicate și scăzute.”

Sistemul nostru este foarte robust și transmite energie electrică fiabilă pe întreaga durată de viață sub sarcini schimbătoare.

Martin Wolter, director de grup de Dezvoltare la KOSTAL Kontakt Systeme GmbH
Designul subțire al KR CYBERTECH nano ARC HW permite ca doi roboți să se potrivească într-o celulă compactă.

Piatră de hotar pentru electromobilitate în montajul bateriilor

Ulterior, KOSTAL a căutat un specialist în automatizare pentru a putea produce noul produs în serie. În cadrul companiei Liebherr-Verzahntechnik GmbH din Kempten, KOSTAL și-a adus un aport important. Compania din Allgäu asigură soluții inovatoare încă din 1969 numeroșilor producători și furnizori de automobile, dar și clienților din domeniul construcțiilor de instalații, aerospațial și al mașinilor de construcții. 
Viktor Bayrhof înaintea celulei inovatoare, care a putut fi prezentată la Show-ul de baterii deja după un an și jumătate.
Viktor Bayrhof, manager de produse pentru sisteme de automatizare, a declarat: „A fost o situație Win-Win. Noi, în calitate de jucător relativ nou în domeniul de activitate al montării bateriilor, am găsit un punct unic de vânzare, iar compania KOSTAL este o entitate care își automatizează produsul.” Compania din Allgäu colaborează strâns cu KUKA de peste zece ani. Împreună, cele trei companii au început să lucreze și, deja după un an și jumătate noua celulă de robot a putut fi expusă la Battery Show din Stuttgart.

Montare: Roboții conectează cabluri flexibile

Acolo erau în mijlocul atenției. Deoarece conectorii modulului fișabili cu cabluri flexibile oferă și alte avantaje, spre deosebire de conexiunile cu șuruburi cu bare de magistrală: Aceștia pot fi montați mai ușor, deoarece există conexiune doar între conector și contrapiesă, iar în timpul funcționării autovehiculului se pot compensa vibrațiile și astfel contactul electric nu se întrerupe ca urmare a uzurii. Structura sa aduce beneficii și în cazul înlocuirii ulterioare a modulelor de baterie, de exemplu pentru aplicațiile second-life sau pentru reciclarea modulelor din pachetul de baterii. Există doar o mică problemă: Ele sunt flexibile și, prin urmare, se deformează deja la solicitări de forță și de moment reduse.
Și conexiunea este stabilă – un pas extrem de important pentru dezvoltarea electromobilității.

Prelucrarea pieselor flexibile necesită o soluție optimă

Folosirea pieselor flexibile în mașini este chiar și astăzi o mare provocare pentru montaj: De exemplu, cablurile elastice care se pot suci în orice direcție sunt greu de prins pentru roboți. Pe baza KR CYBERTECH nano ARC HW, compania cu sediul în Kempten a dezvoltat un graifăr special care scoate cablurile dintr-un blister. Deoarece cablul din interiorul blisterului nu este poziționat suficient de precis, se utilizează o cameră foto 2D: Aceasta ajută la determinarea pozițiilor exacte ale graifărului de la cablul flexibil și la poziționarea exactă a conectorului modulului la capătul cablului peste contrapiesa conectorului.
Cu ajutorul unei camere 2D, roboții pot prinde și conecta cu precizie părțile flexibile ale bateriei de înaltă tensiune.

Cu pachete cu arc pentru aplicarea corectă a forței necesare

Deoarece conectorul trebuie manipulat cu atenție, procesul de conectare a fost îmbunătățit. Un pachet de arcuri controlează forța care este transferată la conector și la siguranța de blocare a conectorului (numită și Conector Position Assurance sau CPA). De asemenea, un cilindru pneumatic împinge conectorul în contrapiesa conectorului. Acest pachet de arcuri acționează până când se atinge cuplul de putere de 70 de Newtonmetri și se declanșează senzorul de poziție finală. De asemenea, știftul de blocare cu arc împinge CPA în jos. Astfel, CPA este blocată, conectorul este conectat în siguranță în timpul procesului, iar graifărul se poate deplasa din nou în sus. Spre deosebire de alți experți în automatizare, Liebherr nu soluționează în mod conștient procesul de conectare a cablurilor flexibile prin procese de „încercare și eroare”. Fiecare conexiune trebuie să fie stabilă. Motivul pentru asta: Tehnologia trebuie să potrivită pentru producția în serie și trebuie să se respecte timpii de ciclu strict necesari. Asta a funcționat mai mult decât bine: În locul celor 17 secunde prescrise, instalația a atins un timp de ciclu de unsprezece secunde.

Cea mai bună performanță datorită combinației corecte de roboți-software

În procesul de automatizare este utilizat KR CYBERTECH nano ARC HW. Robotul industrial flexibil și ieftin este specializat în lucrul cu componente mici și poate ajunge și la poziții de conectare greu accesibile. Prin protecția împotriva încărcării sau descărcării electrostatice necontrolate (ESD), acesta este ideal pentru manipularea componentelor electronice sensibile. Pentru a fi utilizat și în celule robotizate compacte, robotul proiectat subțire poate utiliza în mod optim spațiile mici. 
Prin intermediul dispozitivului de comandă manuală KUKA smartPAD se poate urmări și controla fiecare pas din producția de baterii.
Software-ul KUKA.RoboTeam îi permite lui Liebherr să exploateze cele două graifăre în mod sincron în regim Master-Slave, imitând în mod optim brațele umane. Astfel, roboții pot manipula diferite lungimi de cabluri și poziții de conectare, dar pot compensa în același timp și toleranțele de poziție. Identificarea integrată a imaginii ajută la determinarea pozițiilor reale ale sloturilor. În cele din urmă, această soluție poate fi utilizată nu numai pentru contactul electric, ci și pentru alte componente elastice din producția de baterii - de exemplu, în procesul automat de conectare a cablurilor de date între Battery Management System (BMS) și Cell Management Controller (CMC).

Standarde înalte de calitate: înarmat pentru electromobilitate

Potrivit lui Martin Klaus, Global Business Development Manager Electronics la KUKA, multe companii din industria auto pot rămâne competitive în viitor doar cu ajutorul automatizării. „Tendinţa automobilelor electrice acţionate de baterii şi progresul tehnic în creştere în industria auto vor mări semnificativ cantitatea şi diversitatea componentelor electronice complexe din autovehicule", a subliniat Klaus, responsabil pentru domeniul Automotive Electronics. Potrivit lui Klaus, aceste componente, inclusiv invertoarele, motoarele electrice, afișajele, camere și aparate de comandă, pot fi fabricate „numai cu un grad ridicat de automatizare în calitatea și cantitatea cerute”.
Prin combinarea hardware-ului și a software-ului, componentele individuale sunt foarte controlabile.

Robotica permite executarea unei varietăți de procese necesare în producția electronică.

Martin Klaus, Global Business Development Manager Electronics la KUKA

Noul parteneriat pentru montarea pachetelor de baterii privește către viitor

Specialistul în roboți din Augsburg este pregătit pentru acest lucru și are în portofoliu roboți protejați ESD și certificați pentru spațiu curat și spațiu uscat. Viktor Bayrhof de la Liebherr vede acest aspect la fel. „Sistemele de baterii de înaltă tensiune sunt cea mai scumpă componentă a unui vehicul electric”, spune Bayrhof. „Pentru a produce aceste baterii în mod rentabil și în cantități mari, automatizarea joacă un rol-cheie.” Soluția elaborată de întreprinderile implicate poate asigura competitivitatea întreprinderilor și în perioadele aflate în schimbare. Acest lucru le permite să-și mențină producția sub control – inclusiv producția pieselor flexibile.

Găsiți un partener de sistem KUKA în apropierea dvs.

Găsiți aici partenerul potrivit pentru industria sau pentru problema dvs.