Tout clé en main, même les pièces souples : KR CYBERTECH automatise l’assemblage de blocs de batteries

Elles sont silencieuses, utilisent de plus en plus d’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables, émettent moins de CO2 et ont des coûts de réparation et d’entretien plus faibles : l’avenir appartient aux véhicules électriques. On estime que plus de 27 millions de voitures hybrides rechargeables et de voitures électriques circulent actuellement dans le monde. Et si, entre 2030 et 2035, de nombreux grands états ralentissent l’immatriculation des voitures à combustion, ce chiffre augmentera considérablement. KUKA a reconnu très tôt le potentiel de l’électromobilité. Depuis 2014, le spécialiste de l’automatisation d’Augsbourg optimise sa gamme de produits pour répondre aux exigences spécifiques qui doivent être remplies lors de la fabrication de composants électroniques pour l’industrie automobile. La société Liebherr-Verzahntechnik GmbH à Kempten en profite désormais aussi. Les robots y ont créé une application qui peut offrir aux constructeurs de véhicules électriques et à leurs fournisseurs une plus grande sécurité et une meilleure productivité. Car que serait une voiture électrique sans sa pièce maîtresse, la batterie ?

La plupart des étapes du processus de production de batteries sont aujourd’hui déjà entièrement automatisées afin de répondre aux exigences de l’industrie automobile en matière de durées de cycle, de nombre de pièces, de qualité et de coûts de production, par exemple. En outre, la pénurie de main-d’œuvre qualifiée fait avancer la forte tendance de l’automatisation. Il y a de moins en moins de professionnels prêts à assumer une tâche aussi monotone, physiquement pénible et exigeante à la fois. La société KOSTAL Kontakt Systeme GmbH de Lüdenscheid, qui produit et commercialise depuis 1938 des connexions enfichables pour l’industrie automobile, avait identifié ici une niche de marché. Elle a développé une connexion enfichable adaptée à la fois à l’insertion manuelle et à l’automatisation. Martin Wolter, chef de groupe du développement chez KOSTAL, rapporte : « La sécurité joue ici un rôle très important - comme il s’agit de contacts à haute tension, ils doivent être protégés contre les contacts. C’est comparable à une prise de courant, ici aussi les contacts sont protégés contre un contact accidentel avec les doigts. La différence réside dans le fait que la connexion enfichable dans le véhicule est exposée à des vibrations et à des températures aussi bien élevées que basses. »

La manipulation de pièces souples par des machines constitue jusqu’à aujourd’hui un défi majeur dans le domaine de l’assemblage. Par exemple, les câbles élastiques, qui peuvent se tordre dans n’importe quelle direction, sont difficiles à saisir par les robots. En se basant sur le KR CYBERTECH nano ARC HW, l’entreprise de Kempten a développé un préhenseur spécial qui retire les câbles d’un blister. Comme le câble n’est pas prépositionné avec suffisamment de précision à l’intérieur du blister, une caméra 2D est utilisée. Celle-ci aide à déterminer les positions de préhension exactes sur le câble flexible et souple et à positionner le connecteur de module à l’extrémité du câble exactement au-dessus de la contre-partie du connecteur.

Le connecteur devant être manipulé avec précaution, le processus d’insertion a été découplé pour permettre un déroulement sans problème. Un bloc-ressort contrôle la force transmise au connecteur et à la sécurité de verrouillage du connecteur (également appelée Connector Position Assurance ou CPA). Ensuite, un vérin pneumatique pousse le connecteur dans la contre-partie du connecteur. Ce bloc-ressort fait ressort jusqu’à ce que le couple de force de 70 newton-mètres soit atteint et que le capteur de fin de course soit déclenché. Parallèlement, la tige de verrouillage montée sur ressort pousse la CPA vers le bas. La CPA est ainsi verrouillée, le connecteur est inséré de manière sûre pour le processus et le préhenseur peut à nouveau se déplacer vers le haut. Contrairement à d’autres experts en automatisation, Liebherr ne résout volontairement pas le processus d’insertion des câbles souples par des processus essai-erreur. Chaque geste doit être précis. Voilà pourquoi : la technologie doit être adaptée à la production en série et doit donc pouvoir respecter des durées de cycle exigées. Cela a très bien fonctionné : au lieu des 17 secondes prescrites, l’installation a atteint une durée de cycle de onze secondes.