유연한 부품도 문제가 되지 않습니다: KR CYBERTECH, 배터리 팩 조립 자동화

소음이 적고 재생 가능 에너지원을 점점 더 많이 사용하여 CO2 배출량을 줄이고 수리 및 유지보수 비용을 낮춥니다: 전기 자동차는 미래의 사업에 해당합니다. 추산에 따르면 현재 전 세계적으로 2,700만 대 이상의 플러그인 하이브리드 및 전기 자동차가 운행되고 있습니다. 그리고 2030년에서 2035년 사이에 수많은 국가에서 내연 기관의 승인에 제동을 걸 것으로 예상되며 그 숫자는 크게 증가할 것입니다. KUKA는 일찌감치 e-모빌리티의 잠재력을 인식했습니다. 아우크스부르크의 이 자동화 전문기업은 2014년부터 자동차 산업용 전자 부품을 제조할 때 충족해야 하는 특수 요구 사항을 만족하기 위해 제품 포트폴리오를 최적화해 왔습니다. 켐프텐에 소재한 Liebherr-Verzahntechnik GmbH에서도 이제 이런 선견지명의 이익을 누리기 시작했습니다. 여기에서는 로봇의 도움으로 전기 자동차 제조업체와 공급업체에게 더 많은 안전과 더 높은 생산성을 제공할 수 있는 어플리케이션이 만들어졌습니다. 결국 전기 자동차에 심장인 배터리가 없다면 어떻게 될까요?

예를 들어 사이클 타임, 수량, 품질 및 생산 비용과 같은 자동차 산업의 요구 사항을 충족하기 위해 배터리 생산의 대부분의 공정 단계는 이미 완전히 자동화되어 있습니다. 숙련된 근로자의 부족도 자동화를 향한 강력한 추세를 주도하는 요인으로 작용하고 있습니다. 이러한 단조롭고 육체적으로 힘들며 동시에 까다로운 작업을 기꺼이 수행하려는 전문가의 수는 점점 더 적어지고 있습니다. 1938년부터 자동차 산업용 커넥터를 생산 및 판매해 온 뤼덴샤이트 지역의 KOSTAL Kontakt Systeme GmbH는 이 시장의 격차를 인식했습니다. 이 회사는 수동 연결과 자동화 모두에 적합한 커넥터를 개발했습니다. KOSTAL의 개발 그룹 관리자인 Martin Wolter는 다음과 같이 보고합니다: “여기서 안전은 매우 중요한 역할을 합니다. 접점은 고전압이므로 의도치 않은 접촉으로부터 보호해야 합니다. 이것은 소켓과 비슷하며 여기서도 접점이 손가락으로 의도치 않게 접촉하지 않도록 보호됩니다. 차이점은 차량의 커넥터가 진동과 고온 및 저온 모두에 노출된다는 것입니다.”

기계로 유연한 부품을 핸들링하는 것은 오늘날에도 조립에서 여전히 중요한 과제입니다: 예를 들어 임의의 방향으로 꼬일 수 있는 탄성 케이블은 로봇이 파지하기 어렵습니다. KR CYBERTECH nano ARC HW를 기반으로 이 켐프텐 소재 기업은 블리스터에서 케이블을 파지할 수 있는 특수 그리퍼를 개발했습니다. 블리스터 내부에서 케이블의 위치가 충분히 정밀하게 결정되지 않기 때문에 2D 카메라가 사용됩니다: 이것은 늘어나는 유연한 케이블의 정확한 파지 위치를 결정하고 케이블 끝에 있는 모듈 커넥터를 플러그의 해당 위치 위에 정확히 배치하는 데 도움이 됩니다.

플러그는 주의해서 핸들링해야 하므로 원활한 공정 진행을 위해 플러그 연결 프로세스는 분리되어 개별적으로 진행됩니다. 스프링 팩은 커넥터 및 커넥터 잠금 보장(Connector Position Assurance 또는 CPA로도 불림)으로 전달되는 힘을 제어합니다. 이어서 공압 실린더가 커넥터를 해당 커넥터 대응 피스에 밀어 넣습니다. 이 스프링 어셈블리는 70뉴턴미터의 힘에 순간적으로 도달하고 끝 위치 센서가 작동될 때까지 압축됩니다. 이와 동시에 탄성으로 지지되는 잠금 핀이 CPA를 아래로 밀어냅니다. 이를 통해 CPA가 잠기고 플러그가 단단히 꽂히고 그리퍼가 다시 위로 움직일 수 있습니다. 다른 자동화 전문기업과 달리 Liebherr는 유연한 케이블의 연결 프로세스를 해결하기 위한 시행착오 과정을 의도적으로 회피할 수 있었습니다. 모든 핸들은 정확하게 안착되어야 합니다. 그 이유: 이 기술은 양산 과정에 적합해야 하며 엄격하게 요구되는 사이클 타임을 만족시킬 수 있어야 합니다. 이것은 계획보다 더 잘 작동했습니다: 설비에서 계획한 17초가 아니라 11초의 사이클 타임이 달성되었기 때문입니다.