Brzina ispitivanja baterije

Inovativna tehnologija automatizacije za e-mobilnost

Električna vozila su u trendu. Međutim, njihov uspeh zavisi od visokoefikasnih i isplativih baterija. U Velikoj Britaniji pilot projekat AMLiFII u kompaniji WMG postavlja temelje za novu generaciju pogonskih baterija. Projekat uključuje inovativnu tehnologiju automatizacije kompanije Horizon Instruments sa rešenjem Pick and Place kompanije Festo.

Razvoj električnih automobila ubrzava. Kina je sebi i proizvođačima automobila postavila ambiciozne ciljeve – do 2020. godine 12% svih vozila treba biti električno. Francuska želi da svi automobili prodati nakon 2040. budu električni. Volvo je najavio prestanak proizvodnje motora sa unutrašnjim sagorevanjem još 2019. godine. I kompanija London Taxi Company objavila je nameru ulaska na tržište električnih vozila promenom imena u London Electric Vehicle Company. Novi taksiji će imati isti klasični izgled kao i prethodnici, ali će biti čišći i tiši. I vlada Ujedinjenog Kraljevstva sledi pomak prema električnim vozilima pa je u julu 2017. godine objavila veliki investicioni program za razvoj tehnologije baterija.

Pilot projekat Automatizovana pilotska linija od modula do pakovanja za industrijske inovacije, ili skraćeno AMPLiFII, pokazuje kako efikasna automatizacija može doprineti konkurentnoj proizvodnji pogonskih baterija u Evropi.

Dizajniran za mali prostor

U okviru pilot projekta linije za montažu baterija AMPLiFII, proizvođač mašina za posebne namene i integrator sistema Horizon Instruments razvio je sistem za brzo biranje ćelija. To je tehničkom direktoru Danielu Boltonu i njegovom timu predstavljalo poseban izazov. Prilikom projektovanja proizvodne linije baterijskih modula suočili su se sa nekoliko tehničkih i praktičnih ograničenja: „Imali smo relativno ograničen prostor u koji smo uklopili opremu i rok isporuke od samo sedam meseci. Osim toga, morali smo pronaći način da svaku ćeliju proverimo električnim putem, rotirati ćelije ako je potrebno i postaviti ih u module sa velikom preciznošću i brzinom.“

Jedan od osnovnih zadataka pilot sistema je istovremeno testiranje grupa od 30 ćelija u pogledu struje i napona, čak i pre nego što se pojedinačno postavi u baterijske module putem funkcije Pick and Place. Visoki troškovi i prostorna ograničenja značili su da nije bilo moguće smestiti 30 pojedinačnih ispitivača baterija. Trebalo je pronaći rešenje. Zajedno sa istraživačkom i obrazovnom grupom WMG na Univerzitetu Warwick, Horizon Instruments razvio je prilagođeni interfejs multipleksora koji je omogućio korišćenje jednog ispitivača baterije. Osim značajne uštede prostora i troškova, zahvaljujući njima moguće je prikupljanje uporednih podataka o statusu testa.

Brza funkcija Pick and Place za baterijske ćelije sa Festo planarnom površinskom portalnom platformom EXCH.

Brza funkcija Pick and Place za baterijske ćelije sa Festo planarnom površinskom portalnom platformom EXCH.

Prilagođeno rešenje za osam nedelja

Nakon testiranja, ćelije baterija se tačno poravnavaju i po potrebi okreću. Zatim koristi sistem Pick and Place u modulu koji se nalazi na transporteru. Sistem se može precizno konfigurisati s obzirom na delimično promenljiv broj baterijskih ćelija. Obično se nakon sastavljanja koristi 100 pojedinačnih ćelija po modulu ukupne težine oko devet kilograma.

Festo je isporučio kompaktno celovito rešenje sa kartezijanskom robotskom tehnologijom za brzo i precizno rukovanje. „Nismo morali koordinisati nekoliko dobavljača niti brinuti o kompatibilnosti proizvoda“, objašnjava Daniel Bolton. „Samo osam nedelja nakon što je narudžbina poslata, dobili smo sistem po meri. Festo nam je bio na raspolaganju u pogledu tehničke podrške tokom cele faze projektovanja, instalacije i puštanja u rad.“ Sa novim rešenjem za automatizaciju, ćelije je moguće izvaditi, rotirati, poravnati i postaviti u module unutar 1,2 sekunde.

EXCH rukovanje za osetljive komponente

Premijera u UK

U centru sistema Pick and Place za podizanje i postavljanje baterija nalazi se Festo EXCH-60. Planarna površinska portalna platforma razvijena je za procese montaže u kojima se mali i lagani predmeti masovne proizvodnje moraju postaviti brzo i fleksibilno. U tu svrhu, EXCH koji pokreću dva stacionarna motora, pruža najviši nivo dinamike. Budući da pojedinačne ose ne zahtevaju odvojene portale, osigurano je precizno poravnanje. Pri brzini do 5 m/s i vrednostima ubrzanja do 50 m/s2, može izvesti 100 zahvata u minuti sa preciznošću ponavljanja od ±0,1 mm.

Steve Sands kompanije Festo smatra korišćenje EXCH-a revolucionarnim korakom: „Ovaj projekat je prvi put da se Festo planarna površinska portalna platforma koristi u Ujedinjenom Kraljevstvu. Tehnologija automatizacije integrisana u pilot liniju za baterije električnih vozila izvorno je razvijena za izgradnju fotonaponskih panela. Idealna je za rukovanje osetljivim komponentama i njihovo postavljanje sa velikom preciznošću.“

Ventilska grupa CPX upravlja 2D planarnom površinskom portalnom platformom. Kombinuje najnoviju elektroniku i pneumatiku na jednoj, nezavisnoj osnovnoj ploči.

Postavljanje temelja za budućnost

Novo rešenje za automatizaciju izazvalo je interes i izvan sektora mašinogradnje i tehnologije automatizacije. Profesor Robert Harrison sa Univerziteta Warwick smatra da pilot projekat dokazuje „da brzi birač ćelija i druge radne stanice omogućavaju automatsku integraciju baterijskih ćelija u module. To utire put ka nadogradnji kompletnog proizvodnog pogona.“ Profesor Harrison smatra da će projekat pomoći u razvoju nove generacije pogonskih baterija za električna i hibridna vozila. „Kombinacija najboljih ručnih i automatizovanih metoda montaže za proizvodnju baterija postaviće temelje novog lanca snabdevanja automobila u Ujedinjenom Kraljevstvu zasnovanog na automatizovanoj tehnologiji“, kaže stručnjak za sisteme automatizacije.

WMG

Coventry CV4 7AL
Univerzitet u Warwicku
Engleska

www.warwick.ac.uk/fac/sci/wmg

Oblast poslovanja: istraživanje i razvoj


Horizon Instruments

Ghyll Industrial Estate
Heathfield, Istočni Sussex
Engleska

www.horizoninstruments.co.uk

Oblast poslovanja: razvoj i izrada integrisanih rešenja za automatizaciju

  1. Ovaj članak je objavljen u časopisu za klijente trends in automation Festo 1.2018
Pregled