Nella produzione di motori elettrici e batterie, le prestazioni non dipendono dai singoli componenti, bensì dall'architettura produttiva complessiva. La fabbricazione di gruppi propulsori richiede quindi sistemi che rimangano stabili e siano scalabili man mano che i volumi di produzione crescono e le varianti di prodotto aumentano.
Per supportare i produttori nella transizione ad architetture di sistema complete, Festo fornisce soluzioni di automazione modulari e competenze ingegneristiche allo scopo di progettare sistemi di produzione efficienti e scalabili destinati alla produzione di gruppi propulsori.
Parli della sua architettura di produzione con un esperto Festo per valutare le soluzioni più adatte e ridurre la complessità dell'integrazione.
L'automazione passa quindi da un approccio basato sui componenti a un sistema di produzione strutturato.
L'automazione nella produzione di batterie e nell'assemblaggio dei motori elettrici richiede processi altamente riproducibili con un'eccezionale ripetibilità. Le operazioni di unione, posizionamento e fissaggio, così come l'integrazione di componenti ad alta tensione, devono essere coordinate con precisione per garantire un'automazione affidabile della linea di produzione dei veicoli elettrici.
Supporto per soluzioni di automazione:
L'obiettivo è una produzione stabile e standardizzata per la realizzazione di gruppi propulsori su larga scala.
Le celle delle batterie, i rotori e l'elettronica di potenza sono estremamente sensibili alle variazioni di movimento, forza o dinamica. Il posizionamento accurato e i profili di movimento controllati rappresentano quindi fattori chiave per la qualità nell'automazione di gruppi propulsori e nelle linee di produzione di veicoli elettrici.
Sistemi ad assi elettrici, attuatori intelligenti e sistemi di automazione combinata garantiscono un'elevata precisione di posizionamento, consentendo al contempo un adattamento flessibile alle varianti di prodotto. Il risultato sono sistemi di produzione che combinano prestazioni dinamiche e precisione senza aggiungere complessità ai sistemi di produzione nel settore della mobilità elettrica.
Le seguenti fasi di assemblaggio dimostrano che ciascun processo richiede soluzioni di movimentazione e attrezzaggio progettate su misura per ottenere una produzione ottimizzata in termini di costi e prestazioni:
I robot a sei assi sono spesso utilizzati nell'automazione della produzione di veicoli elettrici. Garantiscono la massima libertà di movimento, indipendentemente dal fatto che nel processo siano necessari tutti i gradi di libertà.
Un confronto con i sistemi a portale cartesiani evidenzia chiare differenze:
poiché vengono integrati solo gli assi necessari al processo, le linee di assemblaggio automatizzate dei pacchi batteria possono avere un ingombro ridotto fino al 20 % e richiedere circa il 50 % in meno di attuatori.
Il numero ridotto di assi diminuisce la complessità, il consumo energetico e i lavori di integrazione.
Combinando l'automazione elettrica e quella pneumatica è possibile creare un'architettura di movimento ibrida chiaramente strutturata, in grado di migliorare in modo sostenibile la stabilità, l'efficienza e le prestazioni della linea.
Disporre di dati di produzione trasparenti è fondamentale per una produzione di gruppi propulsori efficiente in termini di costi. I parametri di processo devono essere raccolti, analizzati e documentati di continuo per poter valutare in modo affidabile la qualità, la tracciabilità e l'OEE.
Le piattaforme di controllo modulari costituiscono la base tecnica per raggiungere tale obiettivo. Consentono:
Soluzioni digitali e analisi basate sull'intelligenza artificiale, ad esempio con Festo AX, ottimizzano ulteriormente e in modo continuo le prestazioni e la disponibilità degli impianti nei processi di produzione nel settore della mobilità elettrica.
La lavorazione di componenti ad alta tensione richiede architetture di sicurezza integrate in modo coerente. La sicurezza funzionale non è un elemento aggiuntivo, ma deve essere considerata parte integrante della progettazione dell'impianto sin dalle prime fasi.
I sistemi di sicurezza conformi alle norme garantiscono una protezione affidabile per persone e macchine senza limitare la produttività. Allo stesso tempo, la disponibilità del sistema rimane elevata, poiché le funzioni di sicurezza sono integrate a livello strutturale nell'architettura complessiva.
Il seguente esempio di un sistema di sicurezza per l'assemblaggio di moduli batteria illustra come tali requisiti possano essere applicati nella pratica. A seconda della valutazione specifica dei rischi e dell'applicazione, potrebbero essere necessarie ulteriori misure di sicurezza, che possono essere adattate ad altre stazioni di produzione.
L'automazione nei sistemi di produzione per la mobilità elettrica riguarda i processi di produzione e assemblaggio del gruppo propulsore, compresa la produzione di batterie e motori. Include inoltre processi di movimentazione affidabili, servizi digitali per una produzione stabile e soluzioni che garantiscono la sicurezza funzionale e un'elevata disponibilità dei sistemi nelle linee di produzione di veicoli elettrici.
L'automazione della produzione di batterie comprende diverse fasi, dalla fabbricazione di elettrodi e celle all'assemblaggio automatizzato di pacchi batteria.
La produzione di elettrodi e celle richiede componenti di automazione in grado di funzionare in condizioni ambientali controllate. Durante l'assemblaggio di moduli e pacchi, processi di presa, posizionamento e movimentazione precisi e riproducibili sono essenziali per garantire un'elevata qualità e volumi di produzione scalabili.
L'automazione migliora l'OEE nei gruppi propulsori grazie al monitoraggio continuo delle apparecchiature principali e delle condizioni di processo.
Il monitoraggio delle condizioni e sistemi di automazione affidabili consentono di individuare tempestivamente i colli di bottiglia, riducendo così i tempi di fermo non programmati e garantendo prestazioni di produzione stabili nell'automazione delle linee di produzione di veicoli elettrici.
La sicurezza funzionale è fondamentale nell'automazione della produzione di veicoli elettrici. I sistemi certificati per la sicurezza proteggono persone, macchine e prodotti durante l'intero processo produttivo.
A seconda della valutazione dei rischi, vengono adottate diverse misure di sicurezza mediante componenti di automazione specializzati, affinché il funzionamento durante la produzione, l'avvio e la manutenzione sia sempre sicuro.
L'automazione dell'assemblaggio di motori elettrici su larga scala richiede architetture di macchine modulari, processi di progettazione efficienti e soluzioni di movimentazione flessibili.
Questi modelli di automazione scalabili consentono ai produttori di adattarsi alle diverse varianti di prodotto e ai cicli di innovazione più brevi, garantendo al contempo prestazioni costanti nella produzione di gruppi propulsori.