Dezvoltarea automobilelor electrice avanseaza rapid. China are obiective inalte, pentru ea si pentru producatorii de automobile cu o cota de 12% pentru vehiculele electrice din 2020. Franta are ca obiectiv pentru 2040 un transport bazat exclusiv pe electricitate. Volvo anunta eliminarea treptata a motorului termic inca din 2019. Compania de taxiuri din Londra doreste, de asemenea, sa introduca pe piata taxiuri electrice si a adoptat un nou nume pentru aceasta: London Electric Vehicle Company. Vehiculele de epoca au un aspect clasic ca in trecut, dar conduc curat si silentios in viitor. Tendinta catre vehiculele electrice a fost urmata si de guvernul britanic, care a anuntat in iulie 2017 un amplu program de investitii pentru a sprijini extinderea tehnologiei bateriilor.
In schimb, proiectul pilot AMPLiFII, Automated Module-to-pack Pilot Line for Industrial Innovation, arata modul in care automatizarea eficienta poate contribui la productia competitiva de baterii de tractiune in Europa.
Proiectat pentru spatiu limitat
Pentru proiectul pilot al liniei de asamblare a bateriilor AMPLiFII, producatorul de masini speciale si integratorul de sisteme Horizon Instruments a dezvoltat in mod special un picker de celule de mare viteza. O provocare speciala pentru directorul tehnic Daniel Bolton si echipa sa. Acest lucru s-a datorat faptului ca au trebuit sa depaseasca o serie de provocari tehnice si practice atunci cand au proiectat linia de productie pentru modulele de baterii: "Am avut la dispozitie doar un spatiu relativ limitat pentru echipamentul de operare si un buget strict, precum si un termen de executie de numai sapte luni. De asemenea, a trebuit sa gasim o modalitate de a testa electric fiecare celula, de a roti celulele dupa cum este necesar si de a le plasa in module cu mare precizie si rapiditate."
Una dintre sarcinile de baza ale instalatiei pilot este testarea simultana a grupurilor de 30 de celule pentru curent si tensiune, inainte ca acestea sa fie plasate individual in modulele de baterii prin metoda pick and place. Utilizarea a 30 de testere de baterii individuale nu a fost posibila din cauza costurilor ridicate si a spatiului excesiv necesar. Trebuia gasita o solutie. In colaborare cu grupul de cercetare si educatie WMG al Universitatii din Warwick, Horizon Instruments a reusit sa dezvolte o interfata multiplexor personalizata care permite utilizarea unui singur tester de baterii. Pe langa faptul ca economisesc spatiu si costuri, acestea pot fi utilizate si pentru a colecta date comparative privind starea testului.
Confectionat la comanda in opt saptamani
Dupa testul propriu-zis, celulele bateriei sunt aliniate cu precizie si, daca este necesar, sunt rotite. Apoi introduce sistemul pick-and-place in modulul aflat pe o banda transportoare. In ceea ce priveste numarul uneori variabil de celule de baterii, instalatia poate fi configurata pentru a se potrivi cu precizie. In mod obisnuit, dupa asamblare, se utilizeaza 100 de celule individuale pe modul, cu o greutate totala de aproximativ noua kilograme.
Festo a furnizat o solutie completa compacta cu tehnologie de robot cartezian pentru o manipulare rapida si precisa. "In acest fel, nu a trebuit sa coordonam mai multi furnizori sau sa ne facem griji cu privire la compatibilitatea produsului", explica Daniel Bolton. "La un interval de timp de numai opt saptamani dupa ce comanda a fost plasata, detineam un sistem personalizat pentru cerintele noastre. Pe toata durata fazei de proiectare, instalare si punere in functiune, Festo ne-a oferit asistenta tehnica." Cu ajutorul noii solutii de automatizare, celulele pot fi indepartate, rotite, aliniate si plasate in module in 1,2 secunde.
Premiera in Marea Britanie
In centrul sistemului pick-and-place al bateriei se afla Festo EXCH-60. Dispozitivul de tip gantry a fost dezvoltat pentru operatiunile de asamblare in care articolele mici si usoare produse in serie trebuie pozitionate rapid si flexibil. Pentru aceasta, EXCH, actionat de doua motoare stationare, ofera cea mai mare dinamica. Deoarece axele individuale nu necesita suporturi separate, se asigura o aliniere precisa. Cu o viteza de pana la 5 m/s si valori ale acceleratiei de pana la 50 m/s2 , poate efectua 100 de actionari pe minut cu o repetabilitate de ±0,1 mm.
Pentru Steve Sands de la Festo, utilizarea EXCH reprezinta un pas revolutionar: "Portalul de suprafata Festo este utilizat in acest proiect pentru prima data in Marea Britanie. Tehnologia de automatizare integrata in linia pilot pentru baterii de vehicule electrice a fost initial dezvoltata pentru constructia de panouri solare. Este ideal pentru transportul componentelor sensibile si pentru plasarea acestora cu o precizie ridicata."
Portalul planar este controlat de o insula de ventile CPX. Acesta combina electronica si pneumatica de ultima generatie pe o singura placa de baza autonoma.
Deschiderea drumului spre viitor
Noua solutie de automatizare nu ii inspira doar pe reprezentantii ingineriei mecanice si ai tehnologiei de automatizare. In opinia profesorului Robert Harrison de la Universitatea din Warwick, proiectul pilot dovedeste, de asemenea, "ca dispozitivul de selectare a celulelor de mare viteza si alte statii de lucru permit integrarea automata a celulelor de baterii in module. Aceasta deschide calea pentru o modernizare corespunzatoare a unei instalatii de productie complete." Profesorul Harrison considera ca aceasta va contribui la dezvoltarea unei noi generatii de baterii de tractiune pentru vehiculele electrice si hibride. "Combinate, cele mai bune metode de asamblare manuala si automatizata pentru fabricarea bateriilor pun bazele unui nou lant de aprovizionare automatizat pentru automobile in Marea Britanie", spune expertul in sisteme de automatizare.
WMG
Coventry CV4 7AL
University of Warwick
Anglia
Domeniu de activitate: Cercetare si dezvoltare
Horizon Instruments
Ghyll Industrial Estate
Heathfield, East Sussex
Anglia
Domeniu de activitate: Dezvoltarea si productia de solutii integrate de automatizare
- Acest articol a aparut in revista pentru clienti Festo Tendinte in domeniul automatizarii 1.2018