Korzystasz ze starszej wersji przeglądarki Internet Explorer. Aby zapewnić optymalnie działanie, zaktualizuj przeglądarkę
Prekursor elektromobilności
Elektromobilność jest stosunkowo nowym obszarem działalności dla przemysłu motoryzacyjnego, dlatego ważne jest wyznaczanie nowych standardów. W tym celu firma SAR, specjalizująca się w automatyzacji, stworzyła kompletną linię produkcyjną do montażu podzespołów elektronicznych, przy której jedenaście robotów KUKA produkuje „serca” samochodów elektrycznych – i to całkowicie automatycznie.
Zautomatyzowana produkcja sterowników do samochodów elektrycznych
Podzespół elektroniczny, który jest sercem każdego samochodu elektrycznego. To stosunkowo niepozorne urządzenie jest nieco większe od pudełka na buty, waży około dwunastu kilogramów i jako centralny element sterujący w pojeździe przetwarza prąd stały z akumulatorów na prąd przemienny. Dopiero wówczas silnik może korzystać z bezemisyjnej energii i przekształcać ją na energię kinetyczną. Nawet jeśli elektromobilność przeżywa rozkwit: To ta technologia jest stosunkowo nowa dla przemysłu motoryzacyjnego, jeśli chodzi o doświadczenia w zakresie produkcji i rozwoju modeli samochodów.
Dlatego też poszukuje się odpowiednich koncepcji dla inteligentnej produkcji samochodów elektrycznych i ich integracji w procesie produkcyjnym. Dużą rolę odgrywają tu dostawcy. W tym przypadku nie dostarczają oni jedynie wstępnie zmontowanych i dokładnie dopasowanych pojedynczych części, jak to miało miejsce do tej pory, lecz aktywnie uczestniczą w procesie rozwoju. Podobnie jak specjalista ds. automatyzacji SAR z miejscowości Dingolfing w Bawarii. Firma ta zajmuje się między innymi opracowywaniem i wdrażaniem rozwiązań produkcyjnych dla przemysłu motoryzacyjnego i swoich partnerów.
Precyzyjny montaż: Robot KR CYBERTECH umieszcza elektroniczne elementy wewnętrzne w obudowie sterownika samochodu elektrycznego.
Serce pojazdu jest produkowane przy pomocy robotów KUKA
Podobnie jak linia produkcyjna do montażu podzespołów elektronicznych w samochodach elektrycznych, działająca na zlecenie dostawcy Tier 1. A to – jak w przypadku operacji na otwartym sercu – nie jest łatwe zadanie. „Naszym celem jest wykorzystanie robotów do poszukiwania inteligentnych rozwiązań, których nie może zapewnić konwencjonalne podejście” – wyjaśnia Georg Dullinger, kierownik działu sprzedaży w firmie SAR. W tym przypadku oznacza to stworzenie zautomatyzowanej produkcji, która nie tylko montuje części do samochodów elektrycznych, lecz również kontroluje i monitoruje wszystkie etapy procesu, począwszy od oznakowania poszczególnych części, poprzez zadania związane ze skręcaniem i klejeniem, aż po testy i kontrole etapów pośrednich i gotowego produktu.
Prawie gotowe: Po automatycznym zamontowaniu pokrywy sterownik do samochodu elektrycznego jest praktycznie gotowy.
Automatyzacja: Podstawowym wymogiem jest maksymalna elastyczność
„Nie wystarczy ustawić w szeregu kilka modułów robotów” – wyjaśnia Dullinger. „Dla tych procesów nie ma opracowanego planu ani najlepszych praktyk.” Zamiast tego firma SAR stworzyła rozwiązania dla poszczególnych etapów automatyzacji – i ich inteligentnego połączenia z ogólną koncepcją – na długo przed tym, zanim modele samochodów trafiły do produkcji seryjnej. „Wyzwaniem jest duża elastyczność: W trakcie całej fazy rozwojowej wielokrotnie dokonywano zmian w ostatecznej wersji modelu. Ustalone zostały jedynie wymiary montażowe pojazdów. Ale wewnętrzne procesy zostały mocno uogólnione.”
Zautomatyzowana produkcja i montaż z wykorzystaniem różnych modułów robotów podczas przebiegu próbnego w zakładzie firmy SAR w Dingolfing.
Na liniach produkcyjnych wciąż zachodzą zmiany w podzespołach samochodowych, na które trzeba szybko reagować. Krótko mówiąc: Rozwój i produkcja przebiegają niezwykle sprawnie. Prawdopodobnie jest to również powód, dla którego dyrektor ds. technologii, pracujący w jednym z koncernów samochodowych, przychodzi czasem do nas, aby sprawdzić poziom automatyzacji. „Jest to dość niezwykłe dla tej wielkości przedsiębiorstw” – mówi z uśmiechem Franz Steinbauer, kierownik ds. projektu w firmie SAR.
Automatyzacja montażu pojazdów: Robot KR QUANTEC sprawdza działanie i szczelność zmontowanych sterowników do samochodów elektrycznych.
Roboty przemysłowe zapewniają precyzyjny montaż samochodów elektrycznych
W końcu jednak nie tylko zarząd jest zadowolony z wyników długiej pracy rozwojowej: W obecnej konfiguracji na linii produkcyjnej wykorzystywanych jest 28 robotów, z których 11 pochodzi z firmy KUKA. Wykonują one wszystkie istotne zadania z zakresu automatyzacji, aby przykręcić, skleić, sprawdzić i w końcu połączyć 47 pojedynczych podzespołów z samochodem. Automatyzacja na najwyższym poziomie.
Roboty KUKA umożliwiają dowolny stopień rozbudowy aż do kompletnej produkcji.
Poszczególne kroki montażowe wydają się początkowo mało spektakularnie: Roboty przemysłowe umieszczają różne podzespoły elektroniczne w obudowie sterownika do samochodów elektrycznych. Czyszczą je i sprawdzają, sortują lub obrabiają. To tyle, jeśli chodzi o podstawową koncepcję. Serce jest jednak równie delikatne, co niezbędne do prawidłowego funkcjonowania gotowego modelu samochodu elektrycznego – dlatego poszczególne etapy montażu muszą być wykonywane z odpowiednią starannością i precyzją.
Robotyka: Wkręcanie śrub w warunkach sterylnych dla e-mobilności
Oznacza to na przykład, że spoiny klejowe zostają najpierw oczyszczone w procesie produkcji. W tym celu robot KR AGILUS firmy KUKA namierza odpowiednią spoinę za pomocą lancy plazmowej i oczyszcza ją z cząsteczek brudu i innych zanieczyszczeń przy użyciu gazu zjonizowanego w temperaturze 30 000 stopni. Następnie robot nanosi masę uszczelniającą. A potem KR CYBERTECH wkłada różne podzespoły do obudowy. „Nawet najmniejsze prądy elektryczne mogą zniszczyć wrażliwe komponenty” – mówi Franz Steinbauer, „dlatego tak ważna jest kompatybilność elektromagnetyczna.”
KR AGILUS usuwa cząsteczki zanieczyszczeń ze spoin klejowych za pomocą lancy plazmowej.
Następnie inny robot skleja oba komponenty w całość. „Potrzebujemy w sumie 158 śrub w ośmiu różnych wariantach” – wyjaśnia kierownik projektu. „System podaje śrubę co cztery sekundy za pomocą węża.” To, co brzmi tak banalnie, w praktyce jest bardziej skomplikowane: Śruby są dostarczane luzem, a taki sposób pakowania powoduje automatyczne ścieranie się poszczególnych części metalowych, dlatego rozdzielacz rozdziela śruby i pył za pomocą sprężonego powietrza. Montaż odbywa się praktycznie w warunkach sterylnych.
Automatyzacja montażu dzięki robotom: Robot KUKA nanosi masę uszczelniającą na połówki obudowy.
Najpierw montaż, potem kontrola: Robot KR QUANTEC firmy KUKA kontroluje sterowniki montowane w samochodach elektrycznych.
Wody i prądu nie należy łączyć w produkcji – a może jednak?
„W trakcie całego procesu montażu dla każdego podzespołu zapisujemy tzw. drzewo danych. Oznacza to, że możemy dokładnie prześledzić, skąd pochodzą i jak zostały wyprodukowane wszystkie części – od najmniejszej śrubki aż po pokrywę obudowy do pojazdu elektrycznego. Na tej podstawie można później wyciągnąć ewentualne wnioski, gdyby kierowca samochodu elektrycznego miał wypadek” – wyjaśnia kierownik ds. sprzedaży Georg Dullinger.
W międzyczasie zawsze przeprowadzane są próby szczelności i testy działania, aby zapewnić wysoką jakość wykonania pojazdu. Ostatni krok jest szczególnie ekscytujący: Robot KR CYBERTECH zdejmuje z przenośnika taśmowego gotowe sterowniki do samochodów elektrycznych i napełnia je wodą. „W zasadzie woda, prąd i technologia danych mają ze sobą niewiele wspólnego” – mówi kierownik ds. projektu SAR Franz Steinbauer. „Ale w tym przypadku wszystko trwa około 100 sekund, a woda jest używana do chłodzenia w następnych krokach.”
Jaki zatem jest to poziom automatyzacji?
Robot KUKA przygotowuje sterowniki do próby izolacji wysokonapięciowej i niskonapięciowej – właśnie wtedy prąd przemienny przepływa przez przewody samochodu elektrycznego. Następnie serce samochodu elektrycznego otrzymuje swój system operacyjny i w ten sposób zostaje pobudzone do życia. Jeśli wszystkie testy wypadną pozytywnie i woda zostanie spuszczona, sterowniki są gotowe do pracy w roli rozruszników samochodowych.
Niby mały, ale jak istotny! Sterowniki do samochodów elektrycznych, wyprodukowane przy pomocy robotów KUKA.
Obecnie pracownicy umieszczają na linii produkcyjnej poszczególne elementy, a wyjmują gotowe sterowniki do samochodów elektrycznych. W dłuższej perspektywie ten etap procesu również będzie można zautomatyzować. „Dzięki autonomicznym systemom transportowym moglibyśmy już teraz zabierać różne podzespoły elektroniczne z tzw. „supermarketu” i przywozić je na odpowiednie stacje” – mówi Georg Dullinger. „Rozwiązanie jest wysoce skalowalne i można je dostosować do potrzeb klienta”
Na przykład możliwe byłoby stworzenie wieloetapowej linii produkcyjnej, której fragmenty mogłyby być nawet wykorzystywane przez dostawców. „Roboty KUKA umożliwiają dowolny stopień rozbudowy aż do kompletnej produkcji” – mówi Dullinger. „Poziom automatyzacji zależy wyłącznie od naszych klientów.”
