Sự phát triển của ô tô điện đang tăng tốc. Trung Quốc đã đặt mục tiêu cao cho chính họ và các nhà sản xuất ô tô với hạn ngạch 12% cho xe điện từ năm 2020. Pháp đang đặt mục tiêu đến năm 2040 cho phương tiện giao thông hoàn toàn chạy bằng điện. Volvo tuyên bố sẽ loại bỏ dần động cơ đốt trong năm 2019. Công ty Taxi London cũng muốn đưa taxi điện vào thị trường và đã đặt cho mình một cái tên mới: Công ty Xe điện London. Những chiếc xe đình đám trông vẫn cổ điển như trước đây, nhưng sẽ lái sạch sẽ và êm ái trong tương lai. Chính phủ Anh cũng đã đi theo xu hướng đối với xe điện tử và vào tháng 7 năm 2017 đã công bố một chương trình đầu tư sâu rộng để hỗ trợ việc mở rộng công nghệ pin.
Dự án thí điểm Automated Module-to-pack Pilot Line for Industrial Innovation, viết tắt là AMPLiFII, cho thấy tự động hóa hiệu quả có thể đóng góp như thế nào vào việc sản xuất pin truyền động ở Châu Âu có tính cạnh tranh.
Phát triển cho không gian nhỏ
Nhà sản xuất máy đặc biệt và nhà tích hợp hệ thống Horizon Instruments đã phát triển một Hệ thống chọn tế bào tốc độ cao cho dự án thử nghiệm dây chuyền lắp ráp pin AMPLiFII. Một thử thách đặc biệt dành cho Giám đốc kỹ thuật Daniel Bolton và nhóm của ông. Bởi vì khi lập kế hoạch dây chuyền sản xuất các mô-đun pin, họ phải vượt qua một số thách thức về kỹ thuật và thực tế: “Chúng tôi chỉ có không gian tương đối hạn chế cho thiết bị vận hành và kinh phí chặt chẽ cũng như thời gian thực hiện chỉ có bảy tháng. Chúng tôi cũng phải tìm cách kiểm tra điện từng tế bào, xoay các tế bào nếu cần và đặt chúng vào các mô đun với độ chính xác và tốc độ cao ”.
Một trong những nhiệm vụ cốt lõi của nhà máy thí điểm là kiểm tra đồng thời các nhóm gồm 30 tế bào về dòng điện và điện áp trước khi chúng được đặt riêng lẻ vào các mô đun pin bằng cách sử dụng hệ gắp và thả. Chi phí cao và yêu cầu về không gian quá lớn đã không cho phép sử dụng 30 máy kiểm tra pin riêng lẻ. Một giải pháp phải được tìm thấy. Cùng với nhóm nghiên cứu và giáo dục WMG của Đại học Warwick, Horizon Instruments đã có thể phát triển giao diện bộ ghép kênh riêng cho phép sử dụng một máy kiểm tra pin duy nhất. Ngoài việc tiết kiệm không gian và chi phí đáng kể, chúng cũng có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu so sánh về trạng thái thử nghiệm.
Một giải pháp thiết kế riêng trong tám tuần
Sau quá trình kiểm tra, các tế bào pin được căn chỉnh chính xác và quay lại nếu cần. Sau đó, nó chèn hệ thống hệ gắp thả vào mô đun nằm trên băng tải. Hệ thống có thể được cấu hình để xử lý số lượng tế bào pin chính xác, đôi khi có thể thay đổi Thông thường, 100 tế bào riêng lẻ trên mỗi mô đun với tổng trọng lượng khoảng 9 kg được sử dụng sau khi lắp ráp.
Festo đã cung cấp một giải pháp hoàn chỉnh nhỏ gọn với công nghệ robot Descartes để xử lý nhanh chóng và chính xác. Daniel Bolton giải thích: “Chúng tôi không phải điều phối nhiều nhà cung cấp hoặc lo lắng về khả năng tương thích của sản phẩm. “Chúng tôi đã có một hệ thống thiết kế riêng chỉ tám tuần sau khi đặt hàng. Festo đã cung cấp cho chúng tôi hỗ trợ kỹ thuật trong toàn bộ giai đoạn thiết kế, cài đặt và vận hành. ”Với sự trợ giúp của giải pháp tự động hóa mới, các tế bào có thể được tháo, xoay, căn chỉnh và đặt vào các mô đun trong vòng 1,2 giây.
Ra mắt ở Anh
Trung tâm của hệ thống gắp và đặt pin là Festo EXCH-60 Hệ mặt phẳng gantry được phát triển cho các quy trình lắp ráp trong đó các mặt hàng sản xuất hàng loạt nhỏ và nhẹ phải được định vị một cách nhanh chóng và linh hoạt. Với mục đích này, EXCH, được truyền động bởi hai động cơ cố định, mang lại động lực học tối đa. Vì các trục riêng lẻ không yêu cầu các cổng riêng biệt, nó đảm bảo căn chỉnh chính xác. Với tốc độ lên đến 5 m/s và giá trị gia tốc lên đến 50 m/s2, nó có thể thực hiện 100 lần chọn mỗi phút với độ chính xác lặp lại ± 0,1 mm.
Theo Steve Sands - Festo, việc sử dụng EXCH là một bước đột phá: "Dự án này là lần đầu tiên hệ mặt phẳng gantry của Festo được sử dụng ở Anh Công nghệ tự động hóa được tích hợp vào dây chuyền thí điểm cho pin xe điện ban đầu được phát triển để thiết kế các tấm pin mặt trời. Nó rất lý tưởng để di chuyển các thành phần nhạy cảm và đặt chúng với độ chính xác cao. ”
Một van cụm CPX tiếp nhận việc điều khiển hệ mặt phẳng 2D. Nó kết hợp thiết bị điện tử và khí nén hiện đại nhất trên một tấm đế độc lập duy nhất.
Mở đường cho tương lai
Giải pháp tự động hóa mới không chỉ truyền cảm hứng cho các đại diện của chế tạo máy và công nghệ tự động hóa. Dưới con mắt của Giáo sư Robert Harrison từ Đại học Warwick, dự án thử nghiệm chứng minh “bộ chọn tế bào tốc độ cao và các máy trạm làm việc khác cho phép tích hợp tự động các tế bào pin vào các mô đun. Nó mở đường cho toàn bộ cơ sở sản xuất được nâng cấp cho phù hợp. ”Giáo sư Harrison coi đây là sự hỗ trợ trong việc phát triển thế hệ pin truyền động mới cho xe điện và xe hybrid. Chuyên gia hệ thống tự động hóa cho biết: “Kết hợp lại, các phương pháp lắp ráp thủ công và tự động tốt nhất để sản xuất pin đang đặt nền móng cho chuỗi cung ứng ô tô tự động mới ở Anh."
WMG
Coventry CV4 7AL
University of Warwick
Nước Anh
Lĩnh vực hoạt động: nghiên cứu và phát triển
Horizon Instruments
Ghyll Industrial Estate
Heathfield, East Sussex
Nước Anh
Lĩnh vực hoạt động: Phát triển và sản xuất các giải pháp tự động hóa tích hợp
- Bài báo này đã xuất hiện trên tạp chí khách hàng Festo về xu hướng tự động hóa tháng 1.2018