フレキシブルパーツもしっかりとコントロール：KR CYBERTECHがバッテリーパック組立を自動化

静粛性に優れ、ますます多くの再生可能エネルギー源を利用し、CO2排出量を削減し、修理やメンテナンスにかかる費用もより低いことから、電気自動車の未来は明るいと言えます。現在、世界中で2,700万台以上のプラグインハイブリッド車や電気自動車が走っていると推定されています。そして、2030年から2035年にかけて、多くの国が内燃自動車の登録にブレーキをかけることになれば、この数字は大幅に増加すると予想されます。KUKAは、早くからeモビリティの可能性を認識していました。そして2014年以来、アウクスブルクに拠点を構えるオートメーション専門企業であるKUKAは、自動車産業向け電子部品の生産における特殊な要件を満たすために、製品ポートフォリオを最適化してきました。ケンプテンにあるLiebherr-Verzahntechnik GmbHも現在、このトレンドの恩恵を受けています。そこでは、ロボットを活用することで、電気自動車メーカーとそのサプライヤーに、より高い安全性と生産性を提供できるアプリケーションが開発されました。もしも、電気自動車の心臓部とも言えるバッテリーがなければどうなるでしょう？

例えば、サイクルタイム、生産量、品質、製造コストといった自動車業界における要件を満たすため、バッテリー生産におけるほとんどの工程は、今日すでに完全に自動化されています。熟練労働者不足も、自動化への流れを強く後押ししています。このような単調で肉体的負担が大きく、同時に過酷な仕事を引き受けようとする熟練労働者は、ますます少なくなっています。リューデンシャイトのKOSTAL Kontakt Systeme GmbHは、1938年以来、自動車産業用のコネクターを製造・販売しており、この市場におけるギャップを認識していました。そこで、手動での差し込みと自動化の両方に適したコネクタを開発しました。KOSTALの開発グループマネージャー、マーティン・ウォルター氏は、次のように述べています。「このプロセスは高電圧接点であるため、安全性は非常に重要で、特に、接触保護が不可欠でした。これは電源ソケットに相当するもので、ここでも接点が誤って指に触れないように保護されています。ここでの違いは、車内ではコネクターが振動や高低温にさらされることです。」

機械によるフレキシブルパーツの取り扱いは、今日でも組立における大きな課題となっています。例えば、どの方向にも曲がる伸縮性のあるケーブルは、ロボットにとってつかむのが困難です。そこでLiebherr-Verzahntechnikは、KR CYBERTECH nano ARC HWをベースとして、ブリスターからケーブルを取り出す特殊なグリッパを開発しました。ケーブルは、ブリスター内における配置精度は十分ではないため、2Dカメラを使用することになりました。このカメラは、フレキシブルケーブルの正確な把持位置を特定し、ケーブル端にあるモジュールコネクタを、接続先に対し正確に配置するのに役立ちます。

コネクタの取り扱いには注意が必要で、スムーズなプロセスシーケンスのために、差し込みプロセスは独立したものとなっています。スプリング アセンブリは、コネクタに加えられる力とコネクタのロック (コネクタ ポジション アシュアランスまたはCPA) を制御します。その後、空気圧シリンダーがコネクターを接続先のコネクターに押し込みます。このスプリング アセンブリは、70Nmのトルクに達するまで圧縮され、そしてエンドポジションセンサーが作動します。並行して、バネ仕掛けのロックピンがCPAを押し下げます。これによりCPAがロックされ、コネクタは安全な状態で挿入され、グリッパは再び上方に移動できます。他のオートメーションの専門企業とは対照的に、Liebherrは、フレキシブルケーブルの差し込み工程の解決において、意図的に試行錯誤による方法を回避しました。すべての操作が最適に行われる必要があります。その理由は、この技術は、量産に適していなければならず、厳密さが求められるサイクルタイム要件を満たす必要があるのです。この点に関しては、予想以上の成功を達成しました。規定された17秒どころか、システムは11秒のサイクルタイムを達成しました。