Robotok használata az elektromobilitás el?mozdítására és az akkumulátorokhoz való biztonsági szelepek építésére

Az elektromobilitás fellendülése az akkumulátorok és az akkumulátoralkatrészek iránti keresletet is az egekbe szökteti. A Stuttgart melletti Korntal-Münchingenben található Hugo Benzing autóipari beszállító, amely többek között akkumulátor hasadólemezeket gyárt, érzi ennek hatásait. Termikus túlmelegedés esetén a szelepek csökkentik a nyomást az akkumulátorban, így jelent?sen hozzájárulnak az elektromos autók biztonságához. A szelepgyártás nagy kihívást jelent és rendkívül szinkronizált folyamat – ezért ideális az automatizálási megoldásokhoz.

Az elektromobilitás felt?rekv?ben van. Az elektromos autók megújuló energiaforrásokból el?állított villamos energiával m?k?dnek, így cs?kkentve a CO2-kibocsátást, amely fontos lépés a klímavédelem felé. A Korntal-Münchingenben m?k?d? Hugo Benzing GmbH & Co. KG k?zépvállalat d?ntéshozói hamar felismerték, hogy az elektromos járm?vek irányába mutató tendencia tartós lesz. A világ vezet? biztonsági elem gyártója is felismerte, hogy szakértelmük hasznos lehet az elektromos autók gyártásában. így a biztonsági szakért?k hasadó membránokat és hasadó lemezeket kezdtek kifejleszteni az elektromos autók akkumulátoraihoz. A szabadalmaztatott biztonsági szelepek az akkumulátor termikus túlmelegedése esetén nyomást engednek a k?rnyezeti leveg?be. Ezek biztosítják az akkumulátor és így az elektromos autó biztonságát azáltal, hogy megakadályozzák az akkumulátor nyomásának n?vekedését.

Fókuszban a gyártási folyamat biztonsága

Az elektromos autó akkumulátorához való légtelenít? szelep gyártásához a gyártási folyamat során állandó min?ségellen?rzésre van szükség a biztonsági k?vetelmények teljesítése érdekében. A szelep három részb?l áll, amelyeket a Benzing automatizált gyártócellájában szerelnek ?ssze. ?Kezdetben kézzel állítottuk ?ssze a szelepeket” - emlékszik vissza Christian Benzing ügyvezet? igazgató. Azonban hamarosan világossá vált, hogy az autóipar részér?l az elektromos autók légtelenít? szelepei iránti kereslet jelent?sen n?vekedni fog.

A Korntal-Münchingen-i Hugo Benzing autóipari beszállítónál az elektromos autók lítium akkumulátorainak biztonsági szelepeit automatizált eljárással állítják el?.

"Tehát nagy mennyiségekre volt szükségünk" - mondja Benzing. A hatalmas kapacitásn?vekedést csak automatizálással lehetett elérni. Ráadásul a biztonsági ellen?rzéseket most meghatározott, programozott folyamatok szerint és a legmodernebb technológia alkalmazásával lehet szabványosítani. Itt került a képbe a WAFIOS Tube Automation GmbH gépészmérn?ki és automatizálási vállalat szakértelme, amelynek székhelye Simonswaldban, a Fekete-erd?ben található.

Kétmillió szelep évente

?Az els? automatizált cellára vonatkozó megrendelést 2019 októberében kaptuk meg. A k?vetkez? évben Korntalban indítottuk el üzemünket” - meséli Boris Kühn, a WAFIOS Tube Automation ügyvezet? igazgatója, visszatekintve az automatizált cella korai napjaira. 2023 óta két nagyrészt azonos cellát használnak, amelyek évente ?sszesen kétmillió szelepet termelnek. Mindegyik egységben hat KUKA robot dolgozik együtt. A KR AGILUS?robotok három kül?nálló részb?l szereli ?ssze a légtelenít? szelepet – egy hordozó részb?l, egy rugóból és egy lezáró elemb?l.

Hat KR AGILUS robot szereli össze az akkumulátorok hasadólemezeit egy automatizált cellában.

A robotok 360 fokban is forognak. Pontos számításokat végeztek annak biztosítására, hogy a munkafolyamatok során ne ütk?zzenek egymásnak, és ezt meghatározott szekvenciák szerint programozzák. Ennek kulcsa az átadóállomások megléte, ahol az egyes robotok leteszik és felveszik az egyes alkatrészeket. A pick-and-place feladatok egymást k?vet? végrehajtása garantálja a folyamatos munkát a cellában.

Az egyes alkatrészek megfogásához maximális pontosság szükséges.

Moduláris felépítésének k?sz?nhet?en a cella mobil

Az automatizálási szakember két okból választotta a KUKA robotokat a Benzing megrendeléshez: el?sz?r is, a WAFIOS Tube Automation 2013 óta rendszerpartnere az augsburgi székhely? robot specialistának, másodszor pedig, a Benzing korábban más automatizálási folyamatokban is a KUKA-ra támaszkodott, és igen pozitív tapasztalatokat szerzett velük kapcsolatban. A hét-?t méteres cellában t?bb kül?nb?z? folyamatot hajtanak végre nagy sebességgel. Ehhez gyors, precíz és kompakt robotra volt szükség. Az a d?ntés született, hogy mindegyik cellához hat-hat rendkívül pontos KR AGILUS robotot választanak, amelyeket rendkívül nagy munkasebességre terveztek. Amellett, hogy a robot sokoldalú, az egész rendszer m?k?dési szempontból is mobil. A gyárban nincs r?gzített helyhez k?tve, hanem három acéllemezre szerelték, így teljes egészében, pillanatok alatt áthelyezhet?. ?Ez fontos tényez? volt számunkra, mert a termelési folyamatokat mindig adaptálni kell. Ez a mobil megoldás azt jelenti, hogy nincs gyártási leállási id?” - mondja Christian Benzing.

Robotok mozgatják az egyes alkatrészeket a cellán keresztül

Az elektromos autók akkumulátorainak szelepeit Benzingben három m?szakos rendszerben gyártják. Az egyik munkavállaló az automatizált gyártási folyamatot úgy indítja el, hogy a hordozó alkatrészeket raklapozó rendszerrel bevezeti a rendszerbe. Ott a KR AGILUS felvesz egy hordozó alkatrészt, és átadja egy fényellen?rzési pontnak, ahol képfeldolgozó kamerával ellen?rzést végeznek. Ezek a kamerák az ellen?rzési folyamat fontos részét képezik. A hordozórész után bevezetik a rugót, amelyet használat el?tt szintén lemérnek. Végül érkezik a záró alkatrész, amelyet szintén ellen?riznek. Ha egy alkatrész hibás, a KR AGILUS leválasztja egy erre a célra szolgáló dobozba.

Az egyes alkatrészeket pontosan az átadóállomásokon veszik fel és rakják le.

A gépkezel? bármikor beavatkozhat

Az ?sszes alkatrész megvizsgálását k?vet?en a robotok átviszik ?ket a szerel?állomásra. ?Ott ultrahanggal hegesztik ?ket - nagy frekvencián” - magyarázza Dietmar Dengler, a WAFIOS Tube Automation ügyvezet? igazgatója. A keletkez? g?z?ket a munkavállalók védelme érdekében elszívjuk. Ezután egy robot átadja a hegesztett alkatrészeket a sorjázó állomásnak, amely eltávolítja a hegesztési maradványokat. Ezen a ponton egy másik tesztállomás van integrálva. Ha a kész alkatrész megfelel a k?vetelményeknek, akkor szivárgástesztnek vetik alá, amelyet héliumkamrában végeznek el. "Ha mindent rendben találnak, az alkatrészt lézerrel feliratozzák, és készen is van" - mondja Dengler. A gépkezel?k a folyamat során is kérhetik az egyes alkatrészek ellen?rzését, ha szükségesnek tartják. Miután az ?sszes automatizált gyártási lépés befejez?d?tt, a gépkezel? eltávolítja az elkészült biztonsági szelepeket.

A gépkezel? a biztonsági szelepek gyártása során bármikor beavatkozhat.

A megfogók maximális pontosságot igényelnek

A robotok által a kényes egyedi alkatrészek felszedésére és lerakására használt fogószerkezetek valódi kihívásnak bizonyultak. "A rugók hat karral rendelkeznek, amelyek meghajlanak, ha túl szorosan tartjuk ?ket" - magyarázza Dengler. A WAFIOS Tube Automation munkatársai azonban ismerik ezeket a fogószerszámokra vonatkozó k?vetelményeket, és ezért maguk fejlesztették ki ?ket az ?sszeszerel? cellához. A berendezés és a hat KR AGILUS robot egyetlen panelen keresztül t?rtén? m?k?dtetésére használt átfogó vezérl?rendszert szintén házon belül fejlesztették ki, és az ügyfelek már évek óta használják. ?A kezel?knek csak be kell programozniuk a vezérl?rendszert, nem kell, hogy ismerjék a robotokat” - hangsúlyozza Kühn.

Christian Benzing (középen) a WAFIOS Tube Automation-t választotta az automatizálási megoldás megvalósításához - Dietmar Dengler (balra) és Boris Kühn (jobbra) ügyvezet? igazgatókkal együtt

Ahhoz, hogy a legjobb beszállítók legyünk ezen a területen, teljes mértékben ellen?riznünk kell a folyamatot. Ezt csak automatizálással érhetjük el.

Christian Benzing, a Hugo Benzing GmbH & Co. KG ügyvezet? igazgatója

A Hugo Benzing GmbH & Co. KG munkavállalói elégedettek az automatizálási rendszerrel."Robot kollégáiknak" k?sz?nhet?en nekik t?bb er?forrásuk jut más termelési tevékenységekre.Ráadásul nem is lenne értelme kézzel gyártani a biztonsági szelepeket az ?sszeszerelési folyamat ?sszetettsége, a számos tesztelési folyamat és a teljesítmény hirtelen n?vekedése miatt. A vállalat ezért jelent?s mértékben hozzájárul az elektromos autók folyamatos elterjedéséhez.