Разработването на електрически автомобили се ускорява. Китай поставя на себе си и на производителите на автомобили високи цели с квота от 12 процента за електрически автомобили от 2020 г. нататък. Франция си е поставила за цел, до 2040 г. транспортът да се задвижва изцяло от електричество. Volvo обявява постепенното премахване на двигателя с вътрешно горене още през 2019 г. Лондонската компания за таксиметрови услуги също иска да пусне на пазара електрически таксита и за тази цел е приела ново име: London Electric Vehicle Company. Култовите автомобили изглеждат класически като в миналото, но се движат чисто и безшумно в бъдещето. Тенденцията към електрически автомобили бе последвана и от британското правителство, което през юли 2017 г. обяви мащабна инвестиционна програма в подкрепа на развитието на технологиите за акумулатори.
За разлика от тях пилотният проект "Автоматизирана пилотна линия за индустриални иновации от модул до опаковка", накратко AMPLiFII, показва как ефективната автоматизация може да допринесе за конкурентоспособното производство на задвижващи акумулатори в Европа.
Проектирани за ограничено пространство
За пилотния проект на линията за сглобяване на акумулатори AMPLiFII производителят на специални машини и системен интегратор Horizon Instruments специално разработи високоскоростна машина за събиране на клетки. Специално предизвикателство за техническия директор Даниел Болтън и неговия екип. Това се дължи на факта, че при проектирането на производствената линия за акумулаторни модули е трябвало да се преодолеят редица технически и практически предизвикателства: "Разполагахме със сравнително ограничено пространство за технологичното оборудване и строг бюджет, както и с време за изпълнение от само седем месеца. Трябваше също така да намерим начин за електрическо тестване на всяка клетка, да завъртаме клетките според нуждите и да ги поставяме в модулите с висока точност и скорост."
Една от основните задачи на пилотната система е едновременното тестване на групи от 30 клетки за ток и напрежение, още преди те да бъдат поставени в акумулаторните модули посредством Pick and Place. Използването на 30 отделни тестера за акумулатори не беше възможно поради високите разходи и прекомерните изисквания за пространство. Трябваше да се намери решение. В сътрудничество с изследователската и образователна група WMG на Университета в Уоруик, Horizon Instruments успя да разработи персонализиран интерфейс за мултиплексор, който позволява използването на един единствен тестер за акумулатори. Освен че спестяват значително място и средства, с тяхна помощ могат да бъдат събрани и сравнителни данни за статуса на теста.
Персонализирано решение за осем седмици
След самата проверка акумулаторните клетки се подравняват прецизно и се завъртат при нужда. След това системата Pick-and-Place поставя модула разположен върху транспортна лента. По отношение на отчасти променящия се брой акумулаторни клетки системата може да бъде конфигурирана свръхточно. Обикновено след монтажа се използват 100 отделни клетки на модул с общо тегло около девет килограма.
Festo достави компактно цялостно решение с картезианска роботизирана техника за бързо и прецизно манипулиране. "По този начин не се налагаше да координираме множество доставчици или да се притесняваме за съвместимостта на продукта", обяснява Даниел Болтън. "Само осем седмици след възлагате на поръчката разполагахме с персонализирана система. По време на етапа на проектиране, инсталиране и въвеждане в експлоатация Festo ни предостави техническа поддръжка." С помощта на новото решение за автоматизация клетките могат да бъдат извадени, завъртени, подравнени и поставени в модулите в рамките на 1,2 секунди.
Премиера във Великобритания
В центъра на системата Pick-and-Place на акумулатори е Festo EXCH-60. Зоновият портал е разработен за монтажни операции, при които малки и леки масово произвеждани изделия трябва да бъдат позиционирани бързо и гъвкаво. За тази цел EXCH, задвижван от два стационарни двигателя, осигурява най-висока динамика. Тъй като отделните оси не се нуждаят от отделни портали, това гарантира прецизно подравняване. Със скорост от до 5 m/s и стойности на ускорението от до 50 m/s2 той може да извършва 100 избора в минута с повторяемост ±0,1 mm.
За Стив Сандс от Festo използването на EXCH е революционна стъпка: "Зоновият портал на Festo се използва в този проект за първи път във Великобритания. Техниката за автоматизация интегрирана в пилотната линия за акумулатори за електрически превозни средства първоначално е разработена за конструкцията на слънчеви панели. Тя е идеална за транспортиране на чувствителни компоненти и за разполагането им с висока прецизност."
Управлението на 2D зоновия портал се поема от вентилен остров CPX. То съчетава най-съвременна електроника и пневматика в една единствена самостоятелна основна плоча.
Проправяне на път към бъдещето
Новото решение за автоматизация вдъхновява не само представителите на машиностроенето и техниката за автоматизация. Според професор Робърт Харисън от университета в Уоруик пилотният проект доказва, че "високоскоростният уред за събиране на клетки и други работни станции позволява автоматизирано интегриране на акумулаторни клетки в модули. Той проправя пътя за съответното екипиране на цялата производствена база." Професор Харисън смята, че той ще помогне за разработването на ново поколение задвижващи акумулатори за електрически и хибридни превозни средства. "Комбинирането на най-добрите ръчни и автоматизирани методи за монтаж при производството на акумулатори полага основите на нова автоматизирана верига за доставки за автомобилната индустрия във Великобритания", разказва експертът по системи за автоматизация.
WMG
Coventry CV4 7AL
University of Warwick
Англия
Сфера на дейност: Изследвания и разработки
Horizon Instruments
Ghyll Industrial Estate
Heathfield, East Sussex
Англия
Сфера на дейност: Разработване и производство на интегрирани решения за автоматизация
- Тази статия е публикувана в списанието за клиенти на фирма Festo Тенденции в автоматизацията 1.2018