Vyberte si svoje miesto:

Štát

Třecí svařování promíšením s roboty posouvá výrobu elektrických vozidel na zcela novou úroveň

Elektromobily v budoucnu nahradí vozidla se spalovacím motorem – tím jsou si odborníci jisti. Velká a těžká bateriová pouzdra podléhají zvláštním požadavkům. Společnost KUKA vyvinula tři zařízení pro globálního dodavatele automobilového průmyslu. Robotické třecí svařování promíšením (anglicky friction stir welding, krátce FSW) s aplikačním modulem KUKA FSW a KUKA cell4_FSW posouvá výrobu na zcela novou úroveň nejen z hlediska kvality, ale také ekonomicky a ekologicky.


Třecí svařování promíšením: Vysoce kvalitní, ekonomické a udržitelné

Osm robotů od společnosti KUKA, včetně tří aplikačních modulů pro třecí svařování promíšením s KR FORTEC ve třech buňkách cell4_FSW pracuje u významného dodavatele pro automobilový průmysl v Portugalsku od roku 2022. Starají se o to, co bude s vysokou pravděpodobností budoucností dopravy: bateriová pouzdra pro elektromobil, která jsou vyrobena z různých hliníkových slitin, aby bylo vozidlo co nejlehčí. V této souvislosti je zvláště důležitý proces FSW. Robotický proces totiž poskytuje nejen nejvyšší kvalitu svařování při dobré hospodárnosti, ale je také považován za zelenou technologii díky nízké spotřebě energie. Výroba držáku baterie do elektromobilů se posouvá na zcela novou úroveň. Podle zákazníka jsou náklady na jeden metr třecího svařování promíšením dnes levnější než ekvivalentní spotřeba drátu pro svařování v ochranné atmosféře.

Robotické třecí svařování promíšením: Výrobní linka bateriových nosičů

Zejména v oblasti e-mobility se u mnoha výrobců a dodavatelů v automobilovém průmyslu prosadilo třecí svařování promíšením bateriových nosičů.

Plně automatické svařování pro e-mobilitu

Elektromobilita je na vzestupu po celém světě. Srdce elektromobilu, baterie, je připevněna k podlaze vozidla v pouzdru, které tvoří v ochranné atmosféře svařovaný rám z extrudovaných profilů, které jsou uzavřeny plechem nebo dvoustěnnými extrudovanými profily. Společnost KUKA podporuje zákazníka ve výrobě těchto pouzder již několik let a dodala již tři různá zařízení. „Rostli jsme společně s požadavky zákazníků – od individuálního svařovacího úkolu až po plně automatizovanou výrobní linku,“ říká Patxi Blanco, Global Key Account Manager ve společnosti KUKA, který provází proces odlehčeného bateriového pouzdra od samého začátku.

Vysoké nároky na svary bateriového boxu

Vše začalo v roce 2019, kdy zákazník stále ještě používal typ zařízení od jiného výrobce a nebyl spokojen s kvalitou svařování. Důvodem bylo, že požadavky na svary v bateriových pouzdrech elektromobilů jsou velmi specifické. Oproti hybridním vozidlům je čistě elektromobilová baterie větší a těžší a je integrována přímo do podlahy vozu. „To vyžaduje vysoký stupeň tuhosti a díky integraci do podlahy vozu jsou pouzdra vysoce odolná proti nárazům. To znamená, že musí odolat obrovským silám,“ vysvětluje Stefan Fröhlke, Senior Manager Process Solution ve společnosti KUKA.

Více baterií, více zařízení

Ideální pro takové požadavky na bateriový box je třecí svařování promíšením (Friction Stir Welding). Za účelem zlepšení kvality svařování u globálního dodavatele pro automobilový průmysl vyvinula společnost KUKA nejprve zařízení se dvěma buňkami, každá s robotem KR FORTEC. Díky flexibilitě možnosti svařovat různé bateriové boxy na jednom zařízení byl zákazník natolik spokojen, že si v témže roce objednal od KUKA další zařízení. Tentokrát se jednalo o buňku s robotem, který nyní mohl obsluhovat hned tři zařízení namísto jednoho, jak tomu bylo dříve. To umožňuje provádět tři různé svařovací úkoly, které by jinak vyžadovaly tři zařízení, která nejsou založena na robotech. 

Robotické třecí svařování promíšením pro bateriová pouzdra ve dvou buňkách cell4_FSW od společnosti KUKA.

Ekonomický a dynamický: Tak vzniká bateriový box pro elektromobil

„Toto řešení šetří dvě zařízení a související náklady na personál a výrobní prostor při stejném výstupním množství,“ říká Patxi Blanco. Řešení od společnosti KUKA je mimořádně ekonomické: Robot pro třecí svařování promíšením lze využít až z 95 %, protože zařízení lze již během procesu svařování nakládat a vykládat v oddělené bezpečnostní zóně. Další výhoda: Proces je díky robotu nejen dynamičtější, ale také vyžaduje menší půdorys.


Konstrukci a uvedení do provozu jsme zrealizovali v našem závodě v Augsburgu. Zákazník tam zařízení převzal, a proto instalace na místě proběhla rychle a hladce.

Patxi Blanco, Global Key Account Manager ve společnosti KUKA

Výhoda: Rychlá a hladká instalace

Proto nezůstalo jen u dvou zařízení. O tři roky později probíhá nejen jednoduchý proces svařování pomocí robotů, ale celá výroba je automatizována. Ve třech buňkách cell4_FSW od společnosti KUKA pracuje nyní osm robotů ve čtyřech krocích na výrobě bateriových pouzder z různých hliníkových slitin v souladu s vysokými požadavky. Nejprve se svaří podlahová deska a ve druhém kroku se odstraní otřepy. Jakmile je deska hotová, roboty přivaří rám k podlahové desce a nakonec ve čtvrtém kroku odstraní otřepy z celého bateriového boxu. „Konstrukci a uvedení do provozu jsme zrealizovali v našem závodě v Augsburgu. Zákazník tam zařízení převzal, a proto instalace na místě proběhla rychle a hladce,“ říká Patxi Blanco o dlouhodobém projektu v oblasti elektromobility.

První krok zahrnuje výběr jednotlivých dílů pro podlahové desky.

Třecí svařování promíšením pro maximální přesnost

Buňka pro třecí svařování promíšením KUKA cell4_FSW byla vyvinuta speciálně pro stále rostoucí trh elektromobility a kromě vynikající ekonomické efektivity nabízí maximální všestrannost a možnosti konfigurace. „Díky přesnosti dráhy menší než 0,5 mm jsou možné vysoce přesné a dokonalé svary,“ vysvětluje Stefan Fröhlke. Přesné vedení dráhy je založeno na jedné straně na použití robota KR FORTEC 500 R2830 MT, který přesvědčí svou vysokou tuhostí a dlouhou životností. Na druhé straně hraje laserem podporovaná přesná kalibrace dráhy pro kompenzaci odchylek dráhy významnou roli při zajišťování toho, že svar při třecím svařování promíšením splňuje vysoké požadavky na těsnost a nárazové procesy.

Odolný nástroj zajišťuje vysokou produktivitu

Životnost nástroje při třecím svařování promíšením se v průběhu vývoje ukázala jako zvláštní výzva. Neustálým zlepšováním ramene a čepu na robotu pomocí nových materiálů a povlaků se výrazně prodloužila životnost nástroje. „To umožnilo zákazníkovi zdvojnásobit produktivitu. Vytvořením dalších zásob můžeme v případě potřeby zajistit dodávku během několika dnů,“ říká Patxi Blanco.

KR FORTEC 500 R2830 MT přivařuje podlahovou desku k rámu.

E-mobilita – téma budoucnosti

Dlouhodobý projekt vyústil v dobré partnerství mezi společností KUKA a dodavatelem pro automobilový průmysl a stále probíhají jednání o nových bateriových platformách. KUKA tak dodává nejen zařízení a inženýrství, ale také potřebné procesní know-how k aktivní podpoře nového vývoje. Jedno je totiž jisté: Poptávka po elektromobilech a odpovídajícím držáku baterií bude v budoucnu dále narůstat. Odborníci předpokládají, že v roce 2032 bude v Německu poprvé registrováno více elektromobilů než vozidel se spalovacím motorem. V neposlední řadě kvůli úspoře emisí CO2. A tím se také zvýší potřeba bateriových pouzder, která jsou nejen lehká, ale mají i odpovídající pevnost.

Vyhledat systémového partnera KUKA

Zde si můžete vyhledat vhodného partnera pro své odvětví či řešení problému.

Používame súbory cookies

Na tejto internetovej stránke sa používajú súbory cookie (viac o tejto téme), aby vám mohli byť aj online ponúknuté tie najlepšie služby. Ak budete pokračovať v návšteve našej internetovej stránky, tak budú použité len technicky potrebné súbory cookie. Ak kliknete na „OK a objaviť svet KUKA“, tak navyše vyjadríte súhlas s používaním marketingových súborov cookie. Kliknutím na „Nastavenia súborov cookie“ môžete zvoliť, ktoré súbory cookie budú použité.

Nastavenia súborov cookies