Eski sürüm Internet Explorer tarayıcısı kullanmaktasınız. En iyi gösterim için lütfen tarayıcınızı güncelleyin
Esnek parçalar bile kontrol altında tutulur: KR CYBERTECH, batarya paketi montajını otomatikleştirir
Elektrikli araçlar için batarya üretmek tehlikeli bir iştir. Bu tehlikenin sebebi batarya modüllerine elektriksel olarak temas ederken ortaya çıkan yüksek gerilimdir. Liebherr-Verzahntechnik GmbH, KOSTAL Kontakt Systeme GmbH ve KUKA ile beraber, KR CYBERTECH nano serisinden iki robotla yüksek voltajlı batarya modüllerinin güvenli ve verimli bir şekilde bağlanabileceği bir teknolojiyi geliştirdi.
Otomasyon, e-mobiliteyi destekler
Bu paketler sessizdir, her geçen gün daha fazla yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalışır, daha az CO2 emisyonuna neden olur ve beraberinde daha düşük onarım ve bakım maliyetleri getirir: Elektrikli araçlar geleceğin araçlarıdır. Tahminlere göre şu anda dünya çapında 27 milyondan fazla hibrit ve elektrikli araç kullanılıyor. Bununla birlikte çok sayıda büyük ülke, 2030 ile 2035 yılları arasında içten yanmalı motorların kullanımına dair onay vermeyi azalttığında, bu sayı önemli ölçüde artacak. KUKA, e-mobilitenin potansiyelini erkenden fark etti. Augsburg’lu otomasyon uzmanı, 2014 yılından bu yana otomotiv endüstrisi için elektronik bileşenler üretirken karşılanması gereken özel talepleri yerine getirme adına ürün portföyünü optimize ediyor. Kempten’de bulunan Liebherr-Verzahntechnik GmbH de artık bu ayrıcalıktan yararlanıyor. Orada robotların yardımıyla, elektrikli araç üreticilerine ve tedarikçilerine daha fazla güvenlik ve daha yüksek üretkenlik sunabilen bir uygulama hayata geçirildi. Neticede bir elektrikli araç kalbi, yani bataryası olmadan neye benzer?
İki KR CYBERTECH nano ARC HW, yüksek voltajlı batarya modüllerini birbirine bağlar ve batarya üretiminin güvenliğine ve verimliliğine yeni bir seviye kazandırır.
Robot tabanlı montaj, yüksek voltajlı batarya üretiminde artırılmış güvenlik sağlar
Yüksek voltajlı batarya yüksek miktarda enerji içerir ve aracın menzili ve şarj süresi için çok önemlidir. HV bataryası, birbiriyle elektriksel olarak bağlantı kuran ve bir batarya paketi oluşturmak üzere bir araya getirilen birkaç modülden oluşur. Bağlantı kurulduktan sonra, bu batarya sistemleri 400 ila 800 volt DC arasında çıkış voltajlarına ulaşır. Ancak, bu amaçla sıklıkla kullanılan ve busbar olarak adlandırılan bara bağlantıları, açıkta kalan temas yüzeyleri nedeniyle çalışanlar için güvenlik riski oluşturur.
Takılabilir modül konnektörlerinin kullanılması bu yönde bir alternatiftir. Allgäu şirketi, KOSTAL Kontakt Systeme GmbH ile beraber ve robotların da yardımıyla, esnek kablolu takılabilir modül konnektörlerinin otomatik montajı için yenilikçi bir sürece imza attı. KOSTAL üretimi geçmeli, yalıtımlı ve esnek modül konnektörleri, gerilim taşıyan parçalarla istenmeyen teması önler ve yüksek esneklikle birlikte, gerekli esneklik ve talep edilen çevrim süresi ile otomatik olarak takılabilir.
Yüksek voltajlı bataryaları büyük miktarlarda ekonomik olarak üretme konusunda otomasyon kilit bir rol oynar.
E-mobilite: oluklu mil robotları ve özel yazılım ile gerçek anlamda bir yenilik
Hücre başına iki KR CYBERTECH nano ARC HW , tıkama işleminin yerine getirilmesinden sorumludur. Bu oluklu mil robotları, bunun dışında esas olarak gazaltı kaynağında kullanılır. Bununla birlikte, kompakt tasarımları ve geniş erişim mesafeleri ile kablo kılavuzu el aksından geçirebilmeleri de onları bu uygulama için mükemmel bir seçim haline getirdi. Liebherr-Verzahntechnik GmbH ekibi seçimini KUKA.RoboTeam yazılım paketi yönünde yaptı. Böylece iki veya daha fazla robotun senkronize işbirliğini sağlandı. Program ve hareket birbiriyle gerçek zamanlı olarak karşılaştırılır, böylece esnek parçaların birleştirilmesi gibi karmaşık süreçler bile başarılı olur. Bu, elektromobilite alanında gerçek bir yenilik.
Vasıflı işçi eksikliği otomasyonu ileri taşıyor
Batarya üretimindeki işlem adımlarının çoğu, örneğin döngü süreleri, miktarlar, kalite ve üretim maliyetleri açısından otomotiv endüstrisinin taleplerini karşılamak için halihazırda tamamen otomatikleştirilmiştir. Vasıflı işçi açığı da otomasyon yönünde hızla değişen tercihi tetikliyor. Böylesi monoton, fiziksel olarak zorlayıcı ve aynı zamanda zahmetli bir görevi üstlenmeye istekli profesyonellerin sayısı giderek azalıyor. 1938’den beri araç endüstrisi için konnektörler üreten ve satan Lüdenscheid merkezli KOSTAL Kontakt Systeme GmbH şirketi bu noktada pazardaki boşluğu fark etti. Hem manuel olarak takmaya hem de otomasyona uygun bir fiş-soket bağlacı geliştirdi. KOSTAL Geliştirme Grup Müdürü Martin Wolter şunları dile getiriyor: “Güvenlik burada çok önemli bir rol oynuyor zira bunlar yüksek voltajlı kontaklar olduğundan, kazara temasa karşı korunmalıdır. Bir elektrik prizine benzer; burada da kontaklar yanlışlıkla parmakla temasa karşı korumalıdır. Aradaki fark, araçtaki konnektörün titreşime ve hem yüksek hem de düşük sıcaklıklara maruz kalıyor olmasıdır.“
Sistemimiz çok sağlam ve tüm kullanım ömrü boyunca değişen yükler altında akımı güvenilir bir şekilde iletir.
Batarya paketi montajında elektromobilite olarak dönüm noktası
KOSTAL sonrasında yeni ürünü seri üretime uygun hale getirmek için bir otomasyon uzmanı aradı. KOSTAL bu arayışının karşılığını Kempten’deki Liebherr-Verzahntechnik GmbH’de buldu. Allgäu merkezli şirket, 1969 yılından bu yana çok sayıda otomotiv üreticisi ve tedarikçisinin yanı sıra tesis mühendisliği, havacılık ve inşaat makineleri sektörlerinden müşterilere yenilikçi çözümler sunuyor.
Otomasyon sistemleri ürün müdürü Viktor Bayrhof şunları dile getiriyor: “Bir kazan-kazan durumu gerçekleşti. Batarya montajı alanında nispeten yeni bir oyuncu olarak biz, benzersiz bir satış noktası bulduk ve KOSTAL, ürünlerinin otomasyonu için bizi buldu.“ Allgäu merkezli şirket, KUKA ile on yıldan fazla bir süredir yakın bir işbirliği içinde. Üç şirket birlikte çalışmaya başladıktan sadece bir buçuk yıl sonra yeni robot hücre Stuttgart’taki Battery Show’da sergilendi.
Montaj: Robotlar esnek kabloları yerleştiriyor
Orada ilgiyi üstlerine topladılar. Çünkü esnek kablolara sahip takılabilir modül konnektörleri, baralı vidalı bağlantılardan daha fazla avantaj sunuyor: Bunların montajı daha kolay zira sadece fiş ve karşı parçanın birbirine bağlanması gerekiyor ve aracın çalışması sırasındaki titreşimler dengelenebiliyor. Böylece aşınmaya bağlı elektrik teması kaybının meydana gelme olasılığı daha düşük oluyor. Yapısı, batarya modülleri daha sonraki bir tarihte değiştirildiğinde, örneğin ikinci kullanım ömrü uygulamaları veya batarya paketindeki modüllerin geri dönüştürülmesi açısından da avantaj sağlıyor. Tek sorun: Esnek olmaları sebepli düşük kuvvet ve moment yükleri altında bile deforme oluyorlar.
Esnek parçaların işlenmesi optimum bir çözüm gerektirir
Esnek parçaların makineler tarafından elleçlenmesi, günümüzde montaj konusunda halen büyük bir zorluk: Örneğin, herhangi bir yönde bükülebilen elastik kabloların robotlar tarafından kavranması zor. Kempten merkezli şirket,KR CYBERTECH nano ARC HW’yi temel alarak kabloları blisterden çıkaran özel bir tutucu geliştirdi. Kablo, blister içinde yeterli doğrulukta önceden konumlandırılmadığından, 2D kamera kullanılır: Bu kamera, esnek kablo üzerindeki tam kavrama pozisyonlarının belirlenmesine ve hat sonundaki modül konnektörünün tam olarak konnektör karşılığının üzerine konumlandırılmasına yardımcı olur.
Tam olarak doğru güç kullanımı için yay paketleri sayesinde
Fişin dikkatle kullanılması gerektiğinden, sorunsuz bir süreç yürütmek için takma işlemi ayrılmıştır. Bir yay paketi, konnektöre iletilen kuvveti ve konnektör kilitleme emniyetini (Connector Position Assurance veya CPA olarak da adlandırılır) kontrol eder. Bir pnömatik silindir daha sonra konnektörü konnektör karşılığına bastırır. Bu yay paketi, 70 Newton metrelik kuvvet momentine ulaşılana ve son konum sensörü tetiklenene kadar sapar. Yaylı kilitleme pimi aynı zamanda CPA’yı aşağı doğru iter. Bu itme hareketi CPA’yı kilitler, fiş güvenli bir şekilde takılır ve kavrayıcı tekrar yukarı hareket edebilir. Diğer otomasyon uzmanlarının aksine Liebherr, esnek kabloların takılma sürecini deneme yanılma yöntemiyle çözmez. Her hareket doğru olmalıdır. Bunun nedeni: Teknoloji, seri üretimi mümkün kılmalı ve gerekli döngü sürelerini kesinlikle karşılayabilmelidir. Bu yaklaşım fazlasıyla işe yaradı: Öngörülen 17 saniye yerine tesis, on bir saniyelik bir çevrim süresine ulaştı.
Doğru robot yazılımı kombinasyonu ile en iyi performans
Otomasyon sürecinde KR CYBERTECH nano ARC HW kullanılır. Esnek ve uygun maliyetli endüstriyel robot, küçük bileşenlerle çalışma konusunda uzmanlaşmıştır ve ayrıca erişilmesi zor geçme konumlarına da ulaşabilir. Kontrolsüz elektrostatik yük veya deşarja (ESD) karşı koruma sağlayan bu ürün, hassas elektronik bileşenlerin taşınması için idealdir. Kompakt robot hücrelerinde de kullanılmak üzere ince tasarımlı robottan küçük alanlardan en iyi şekilde faydalanabilir.
KUKA.RoboTeam yazılımı , Liebherr’in iki kavrayıcının master-slave modunda birlikte işletilerek insan kollarını en iyi şekilde taklit etmesini sağlar. Bu, robotların farklı kablo uzunluklarını ve fiş konumlarını elleçlemesine ve konum paylarını telafi etmesine olanak tanır. Entegre görüntü tanıma, yuvaların gerçek konumlarını belirlemeye yardımcı olur. Sonuç olarak, bu çözüm yalnızca elektrik kontağı için değil, aynı zamanda batarya üretimindeki diğer elastik bileşenler için de kullanılabilir. Battery Management System (BMS) ile Cell Management Controller (CMC) arasındaki veri kablolarının otomatik olarak takılması işlemi buna örnek olarak verilebilir.
Yüksek kalite standartları elektrikli mobilite için hazır
KUKA Elektronik Küresel İş Geliştirme Müdürü Martin Klaus’a göre, otomotiv endüstrisindeki birçok şirket gelecekte ancak otomasyonun yardımıyla rekabetçi olmaya devam edebilecek. Otomotiv Elektroniği bölümünden sorumlu olan Klaus, “Batarya ile çalışan elektrikli araçlara yönelik eğilim ve araçlardaki artan teknik ilerleme nedeniyle, araçlardaki karmaşık elektronik bileşenlerin sayısı ve çeşitliliği önemli ölçüde artıyor” şeklinde vurguluyor. Klaus’a göre invertörler, elektrik motorları, ekranlar, kameralar ve kontrol üniteleri dahil olmak üzere bu bileşenler “ancak yüksek derecede otomasyonla gerekli kalite ve miktarda üretilebilir”.
Elektronik üretiminde gerekli olan süreçlerin büyük bir kısmı robotik ile gerçekleştirilebilir.
Geleceğe dönük batarya paketi montajında yeni ortaklık
Augsburg merkezli robot uzmanı buna hazırlıklı ve portföyünde ESD korumalı robotlar ile temiz odalar ve kuru odalar için sertifikalı robotlar mevcut. Liebherr’den Viktor Bayrhof da benzer şekilde düşünüyor. Bayrhof, “Yüksek voltajlı batarya sistemleri, bir elektrikli aracın en pahalı bileşenidir”. “Bu bataryaları büyük miktarlarda ekonomik bir şekilde üretmek için otomasyon kilit bir rol oynuyor.” Bu şekilde çalışan şirketler tarafından geliştirilen çözüm, zorlu dönemlerde bile rekabet gücü sağlayabilir. Böylece esnek parçalar da dahil olmak üzere üretimlerini sürekli olarak kontrol altında tutarlar.