Tempo při testech baterií

Vývoj elektromobilů nabírá na rychlosti. Čína má pro sebe a výrobce automobilů vysoké cíle s 12% kvótou pro e-vozidla od roku 2020. Francie se do roku 2040 zaměří na dopravu poháněnou výhradně elektřinou. Volvo oznámilo odstoupení od spalovacího motoru již v roce 2019. Také společnost London Taxi Company chce na trh uvést elektrické taxíky a dokonce změnila svůj název: London Electric Vehicle Company. Kultovní vozidla vypadají klasicky jako v minulosti, ale v budoucnu budou jezdit čistě a tiše. Britská vláda rovněž postupuje v souladu s trendem směrem k elektrickým vozidlům a v červenci 2017 oznámila rozsáhlý investiční program na podporu rozšiřování technologie baterií.

Automatizovaná pilotní linka typu module-to-pack pro průmyslové inovace nebo zkráceně AMPLiFII ukazuje, jak může efektivní automatizace přispět ke konkurenceschopné výrobě trakčních baterií v Evropě.

Vyvinuto pro omezený prostor

Pro pilotní projekt montážní linky baterie AMPLiFII vyvinul speciální výrobce strojů a systémový integrátor Horizon Instruments vysokorychlostní zařízení pro přípravu článků baterií. Zvláštní výzva pro technického ředitele Daniela Boltona a jeho tým. Při projektování linky na výrobu bateriových modulů museli překonat řadu technických a praktických výzev: „Měli jsme jen relativně omezený prostor pro vybavení a přísný rozpočet, stejně jako dodací lhůtu pouhých sedmi měsíců. Také jsme museli najít způsob, jak každý článek elektricky zkontrolovat, v případě potřeby články otočit a umístit je do modulů s vysokou přesností a rychlostí.“

Jedním z hlavních úkolů pilotního zařízení je současné testování skupin s 30 články na proud a napětí, ještě předtím, než jsou jednotlivě umístěny zařízením Pick-and-Place do bateriových modulů. Třicet použitých testerů jednotlivých baterií se muselo vejít do nákladů a požadovaného prostoru. Bylo nutné najít řešení. Spolu s výzkumnou a vzdělávací skupinou WMG na University of Warwick dokázala společnost Horizon Instruments vyvinout multiplexní rozhraní na míru, které umožňuje použití jediného testeru baterií. Kromě znatelné úspory místa a nákladů je lze použít také ke shromažďování srovnávacích údajů o stavu testu.

Na míru za osm týdnů

Po samotném testu jsou články baterie přesně vyrovnány a v případě potřeby otočeny. Poté systém Pick-and-Place použije modul umístěný na dopravním pásu. Zařízení lze přesně nakonfigurovat s ohledem na částečně se měnící počet článků baterie. Typicky se po sestavení použije 100 jednotlivých článků na modul s celkovou hmotností kolem devíti kilogramů.

Společnost Festo dodala kompaktní kompletní řešení s kartézskou robotickou technikou pro rychlou a přesnou manipulaci. „Nemuseli jsme koordinovat několik dodavatelů nebo se starat o kompatibilitu výrobku,“ vysvětluje Daniel Bolton. „Pouhých osm týdnů po zadání objednávky jsme měli systém šitý na míru. Festo nám bylo k dispozici s technickou podporou během celé fáze návrhu, instalace a uvedení do provozu.“ Pomocí nového automatizačního řešení lze články vyjmout, otočit, vyrovnat a umístit do modulů do 1,2 sekundy.

Premiéra v Británii

Výrobek Festo EXCH-60 je ústředním bodem systému Pick-and-Place pro baterie. Plochý portál byl vyvinut pro montážní procesy, ve kterých musí být rychle a přizpůsobivě umístěny malé a lehké hromadně vyráběné předměty. EXCH je poháněn dvěma stacionárními motory, proto je jeho dynamika velmi vysoká. Protože pohony v jednotlivých osách pohybu nejsou oddělené, dosahuje se přesného uspořádání. Při rychlosti až 5 m/s a zrychlení až 50 m/s2 dokáže až 100 akcí Pick za minutu a s opakovatelnou přesností ±0,1 mm.

Pan Steve Sands z Festo považuje použití EXCH za průkopnický krok: „Tento projekt je vůbec prvním, kdy se plochý portál Festo používá ve Velké Británii. Automatizační technika integrovaná do pilotní linky na výrobu baterií pro elektrická vozidla byla původně vyvinuta pro konstrukci solárních panelů. Je ideální pro dopravu citlivých komponentů a jejich umístění s vysokou přesností.“

Plochý portál 2D je řízen ventilovým terminálem CPX. Kombinuje nejnovější elektroniku a pneumatiku na jediné samostatné základní desce.

Vydláždil cestu pro budoucnost

Nové řešení automatizace inspiruje nejen zástupce strojírenství a automatizační techniky. I v očích profesora Roberta Harrisona z University of Warwick je pilotní projekt důkazem, že „vysokorychlostní odebírání článků a další pracovní stanice umožňují automatickou integraci článků do modulů. Připravuje půdu pro odpovídající modernizaci kompletního výrobního závodu.“ Profesor Harrison to považuje za pomoc při vývoji nové generace pohonných baterií pro elektrická a hybridní vozidla. „Dohromady tyto nejlepší ruční a automatizované montážní metody pro výrobu baterií tvoří základ nového automatizovaného dodavatelského řetězce ve Velké Británii,“ uvedl expert na automatizační systémy.