Розвиток електромобілів набирає обертів. Китай ставить перед собою та виробниками автомобілів високі цілі, і прагне до 2020 року зробити 12 відсотків усіх транспортних засобів електричними. Франція хоче, щоб усі автомобілі, продані після 2040 року, були електричними. Компанія Volvo оголосила про намір припинити виробництво автомобілів з двигуном внутрішнього згоряння в 2019 році. Компанія London Taxi Company також оголосила про свій намір вивести на ринок електромобілі, змінивши назву на London Electric Vehicle Company. Нові таксі матимуть такий самий класичний вигляд, як і в минулому, але будуть тихішими і значно меньше забруднюватимуть повітря. Уряд Великобританії визнав перехід до електромобілів і в липні 2017 року оголосив про широку інвестиційну програму для підтримки розвитку акумуляторних технологій.
Експериментальний проект "Автоматизована експериментальна лінія від модуля до упаковки для промислових інновацій", скорочено AMPLiFII, показує, як ефективна автоматизація може сприяти конкурентоспроможному виробництву тягових акумуляторних батарей у Європі.
Розроблено для обмеженого простору
В рамках експерименталього проекту лінії збирання акумуляторів AMPLiFII, виробник машин спеціального призначення та системний інтегратор Horizon Instruments розробив систему високошвидкісного вибору елементів. Це стало унікальним завданням для технічного директора Деніеля Болтона та його команди. При проектуванні лінії виробництва акумуляторних модулів їм довелося подолати низку технічних і практичних проблем: "У нас був відносно обмежений простір для розміщення обладнання та суворі бюджетні параметри, а також термін виконання всього сім місяців. Нам також довелося знайти спосіб електричного тестування кожного елемента, чергувати елементи, якщо необхідно, і розміщувати їх у модулях з великою точністю та швидкістю".
Одним із основних завдань експериментальної установки є одночасне тестування груп із 30 елементами на струм і напругу, перед тим, як вони будуть підібрані та розміщені в модулях батареї за допомогою "Pick&Place". Високі витрати та обмеженість простору не дозволяли вмістити 30 окремих тестерів батарей. Треба було знайти рішення. Спільно з дослідницькою та освітньою групою WMG з Університету Уоріка Horizon Instruments змогла розробити індивідуальний інтерфейс мультиплексора, який дає змогу використовувати один тестер акумулятора. Це не тільки дозволило заощадити простір та капітальні витрати, але й дозволило зіставити порівняльні дані щодо статусу тестування.
Індивідуальне рішення за вісім тижнів
Після тестування акумуляторні елементи точно вирівнюються і при необхідності перевертаються. Потім система "Pick&Place" вставляє їх у модуль, розташований на конвеєрній стрічці. истему можна налаштувати на обробку точної кількості елементів акумуляторної батареї, яка іноді може змінюватися. Зазвичай після складання використовується 100 окремих елементів на модуль загальною вагою близько дев’яти кілограмів.
Festo представила компактне комплексне рішення з технологією декартових роботів для швидкого та точного керування. "Нам не потрібно було координувати роботу кількох постачальників або турбуватися про сумісність продуктів", — пояснює Деніел Болтон. "Всього за вісім тижнів з моменту виставлення замовлення у нас була індивідуальна система. Компанія Festo також надала нам технічну підтримку протягом усього етапу проектування, монтажу та введення в експлуатацію". За допомогою нового рішення для автоматизації кожен елемент можна вибирати, повертати, вирівнювати та розміщувати в модулях за 1,2 секунди.
Прем'єра відбулася у Великобританії
EXCH-60 від Festo є основою системи підбору акумулятора. Плоский портал був розроблений для високошвидкісних процесів складання, в яких дрібні та легкі вироби масового виробництва повинні розміщуватися швидко та гнучко. Для цього EXCH, що працює від двох стаціонарних двигунів, забезпечує максимальну динаміку. Оскільки окремі осі не потребують окремих порталів, це забезпечує точне вирівнювання. При швидкості до 5 м/с і значенні прискорення до 50 м/с2 він здатний здійснювати 100 пікселів за хвилину з точністю повторення ±0,1 мм.
Для Стіва Сендса з Festo використання EXCH є значущим кроком: "У цьому проекті плоский портал від Festo був вперше використаний у Великобританії. Технологія автоматизації, інтегрована в експериментальну лінію для акумуляторних батарей електромобіля, спочатку була розроблена для конструювання сонячних панелей. Вона ідеально підходить для переміщення чутливих компонентів і розміщення їх з великою точністю".
Плоский двовимірний портал керується пневмоостровом CPX. Це дозволяє найсучаснішій електроніці та пневматиці розміщуватися на одній автономній базі.
Прокладаючи шлях у майбутнє
Нове рішення для автоматизації викликало інтерес і за межами секторів машинобудування та технологій автоматизації. На думку професора Роберта Гаррісона з Університету Уоріка, експериментальний проект є доказом того, "що високошвидкісний підбір елементів та інші робочі станції дозволяють автоматизувати інтеграцію елементів акумулятора в модулі. Це відкриває шлях до відповідної модернізації всього виробництва". Професор Гаррісон вважає, що проект допоможе розробити нове покоління тягових акумуляторних батарей для електричних і гібридних транспортних засобів. "У поєднанні найкращі ручні та автоматизовані методи складання для виробництва акумуляторних батарей закладають основу для нового автоматизованого ланцюга поставок для автомобілів у Великобританії", – каже експерт з систем автоматизації.
WMG
Ковентрі CV4 7AL
Університет Уоріка
Англія
Сфера діяльності: дослідження та розробка
Horizon Instruments
Ghyll Industrial Estate
Хітфілд, Східний Сассекс
Англія
Сфера діяльності: Розробка та створення комплексних рішень автоматизації
- Ця стаття про тенденції в автоматизації 1.2018 з’явилася в журналі Festo для клієнтів.