Hiệu suất cao, lượng khí thải thấp và không bị mài mòn cơ học - pin nhiên liệu mang lại nhiều lợi thế với tư cách là nhà cung cấp năng lượng bền vững. Chúng thích hợp truyền động cho xe, cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động, như những bộ phận mang năng suất hiệu quả trong các nhà máy điện tĩnh và nhiều hơn thế nữa. Các thành phần quan trọng nhất của chúng bao gồm cái gọi là các tấm lưỡng cực. Các tấm điện cực làm bằng kim loại, nhựa hoặc ống nano cacbon được phủ một lớp xúc tác như bạch kim hoặc palladium. Chúng tách khí phản ứng và môi trường làm mát khỏi nhau và phân phối chúng đến các khu vực phản ứng tương ứng của pin nhiên liệu. Để có thể dẫn điện và nhiệt tốt cũng như mạnh mẽ chống lại các ảnh hưởng hóa học và áp suất cơ học cao, các tấm lưỡng cực phải có chất lượng rất cao. Một hệ thống thử nghiệm mới của P + K Maschinen- und Anlagenbau GmbH kiểm tra chất lượng bề mặt của các tấm lưỡng cực và đo độ dày của chúng. Xy lanh điện EPCO với động cơ bước EMMS-ST và bộ điều khiển động cơ CMMO-ST của Festo đảm bảo vận chuyển không rung của các tấm lưỡng cực trong hệ thống thử nghiệm. Hệ thống được phát triển trong khuôn khổ của dự án hợp tác ZIM của Trung tâm Công nghệ Tế bào Nhiên liệu ZBT GmbH, Duisburg, Hiệp hội Xúc tiến Khoa học Máy tính Ứng dụng eV GFaI Berlin, và phân chia các giải pháp thông minh GmbH, Dortmund.
Năng lượng không đi đường vòng
Được phát hiện cách đây hơn 170 năm, sự phát triển của pin nhiên liệu đã bị lu mờ bởi động cơ đốt trong trong nhiều năm. Mặc dù họ đã biến việc hạ cánh lên mặt trăng như nhà cung cấp năng lượng không phát thải vào đầu những năm 1960, nhưng tiềm năng của họ chỉ được công chúng biết đến thông qua các cuộc tranh luận ngày càng tăng về khí hậu. Không giống như động cơ nhiệt, pin nhiên liệu tạo ra năng lượng điện trực tiếp từ năng lượng hóa học. Bạn không cần phải trải qua quá trình nhiệt và công việc cơ học. Không bị biến đổi phức tạp thành nhiệt và năng lượng, pin nhiên liệu đạt được mức hiệu quả cao. Các pin riêng lẻ bao gồm hai điện cực và một màng bán thấm, còn được gọi là tấm lưỡng cực. Năng lượng điện được tạo ra bởi sự trao đổi của nước và oxy electron và proton giữa hai điện cực.
Theo yêu cầu: năng lượng tái tạo
Chuyên gia Michael Karcher của Festo trong cuộc trò chuyện với tạp chí khách hàng "xu hướng tự động hóa".
xu hướng tự động hóa: Festo hỗ trợ sự phát triển của năng lượng tái tạo như thế nào?
Michael Karcher, Trưởng Bộ phận Công nghiệp DE ELA và Solar, Festo: Từ năm 2006, chúng tôi tại Festo đã nghiên cứu lĩnh vực công nghệ sản xuất để tạo ra năng lượng tái tạo. Chúng tôi xác định các quy trình của công nghệ mới và phát triển các kỹ thuật thực tế. Điều này bao gồm, ví dụ, việc thiết kế các dụng cụ kẹp và xử lý mới không ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của các sản phẩm nhạy cảm.
xu hướng tự động hóa: Điều này mang lại lợi thế gì trong lĩnh vực pin nhiên liệu?
Michael Karcher: Trong sản xuất pin nhiên liệu, việc xử lý với độ rung thấp và sốc thấp có thể làm tăng thời gian chu kỳ và do đó góp phần vào sản xuất hiệu quả. Nếu chi phí sản xuất giảm, khả năng các năng lượng tái tạo như pin nhiên liệu thiết lập trên thị trường sẽ tăng lên.
Xử lý không tiếp xúc
Hệ thống thử nghiệm sáng tạo của P + K được sử dụng cho mục đích nghiên cứu và được sử dụng để phát triển các kỹ thuật sản xuất pin nhiên liệu mới cho ngành công nghiệp cung cấp. Quá trình thử nghiệm diễn ra tại tổng cộng 12 trạm riêng lẻ. Tại và giữa chúng, xy lanh điện EPCO đảm bảo vận chuyển với độ rung thấp. Tại trạm đầu tiên, một bộ kẹp Bernoulli gắp các tấm lưỡng cực từ băng tải và đặt chúng lên giá đỡ phôi. Để có thể đặt các tấm điện cực lên đó, một góc được mở bằng khí nén, tấm lưỡng cực được đưa vào giá đỡ và sau đó đóng lại bằng khí nén sử dụng cơ cấu lò xo.
Thả nhẹ nhàng
Trong một bước làm việc tiếp theo, mặt làm mát tấm lưỡng cực được kiểm tra trực quan bằng camera công nghiệp hiệu suất cao. Nó được hỗ trợ bởi sự chiếu sáng của trường sáng và trường tối. Với sự trợ giúp của điều kiện ánh sáng thay đổi, các khuyết tật bề mặt của tất cả các loại có thể được xác định. Được quay 180 độ trong trạm quay tiếp theo, việc kiểm tra bề mặt tiếp theo ở mặt dưới, còn được gọi là mặt trường dòng chảy. Trạm thử nghiệm tiếp theo xác định độ dày của các tấm lưỡng cực với tổng số chín điểm. Màn hình đặt phía trên trạm hiển thị hình ảnh hiện tại của tấm lưỡng cực và cho phép người dùng truy cập trực quan vào dữ liệu đo độ dày. Việc so sánh với dữ liệu hình ảnh cho thấy liệu các tấm lưỡng cực có ở trong điều kiện chất lượng đủ tốt hay không. Các bộ phận bị lỗi được đẩy ra khỏi quá trình tiếp theo, hệ thống sẽ vận chuyển các bộ phận tốt đến trạm đẩy. Tại đây, trục Zcủa một hệ thống Handling trong một băng đạn. Xy lanh điện EPCO đảm bảo việc di chuyển vào vị trí lưu trữ được thông suốt. Nhờ công nghệ tiên tiến của đệm cuối hành trình, ổ trục vít bi và ty pít tông dẫn hướng trượt, không quay, chúng ngăn ngừa thiệt hại dù là nhỏ nhất đối với các tấm lưỡng cực trong ổ đạn.
Vận chuyển liên tục
Sự chuyển động hài hòa bằng cách sử dụng xy lanh điện EPCO cho phép lưu thông liên tục toàn bộ 16 bộ phận mang phôi trong hệ thống. Đây là cách duy nhất để đạt được thời gian chu kỳ ngắn khoảng 4 giây. Vì không có thời gian dừng hệ thống để hoàn thành việc chụp ảnh trong các trạm đo. Song song với các phép đo, các nhiệm vụ định vị được thực hiện có thể dẫn đến chấn động và rung khi sử dụng các xy lanh thông thường, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến kết quả đo của máy ảnh. Sự cố này không xảy ra với các xy lanh điện EPCO chạy êm. Các xy lanh cũng mang lại lợi thế là cực kỳ chỉ dẫn và giảm nỗ lực cho việc vận hành và thay đổi sản phẩm.
IO-Link được sử dụng nhất quán từ thiết bị chính đến tất cả các cảm biến và truyền động. Là một hệ thống bus toàn nhà máy, Bằng cách này, toàn bộ phần ngoại vi hệ thống có thể được kết nối dễ dàng và tiết kiệm thời gian, đồng thời thời gian cần thiết cho việc lập trình đã giảm đáng kể. Hệ thống thử nghiệm mới của P + K cho thấy sự phát triển liên tục của các thành phần tự động hóa quy trình trong nhiều bước nhỏ có thể đóng góp lớn như thế nào cho các công nghệ tiên phong.
Xoay các tấm 90 hoặc 180 độ - bên trong hệ ba chiều ở trạm 1, được đảm nhiệm bởi một truyền động quay khí nén DRQD gắn với trục Z .
Một van cụm VTUG điều khiển tất cả các thiết bị truyền động khí nén trong hệ thống, được kết nối với bộ điều khiển chính thông qua IO-Link.
P+K Maschinen- và Anlagenbau GmbH
Schlagbaumer Strasse 92a
42653 Solingen
Nước Đức
Lĩnh vực hoạt động: Thiết kế, phát triển và sản xuất trong các lĩnh vực cơ khí và điện tử, chế tạo máy đặc biệt, thiết bị vận hành, chế tạo đồ gá, công nghệ lắp ráp, trạm kiểm tra và máy dò rò rỉ
- Bài báo này đã xuất hiện trên tạp chí khách hàng Festo về xu hướng tự động hóa tháng 1.2014