KUKA robotok az autóelektronikai gyártásban

Az elektromobilitás viszonylag új üzleti terület az autóiparban, ezért itt szükségszerűen folyamatos újítások zajlanak

2023. november 02., csütörtök, 06:00

Címkék: autóelektronika autógyártás automatizálás ipar robot KR Agilus KR CYBERTECH KUKA KR Agilus KUKA Robotics robot robotika

Az automatizálásra szakosodott SAR vállalat komplett gyártósort fejlesztett ki elektronikai alkatrészcsoportok készítéséhez, amely tizenegy KUKA robot segítségével – teljesen automatikusan – állítja elő az elektromos autók „szívét”.

Az elektromobilitási vezérlőelem automatizált gyártása

Az elektronikai alkatrészcsoport minden elektromos autó lelke. Ez a viszonylag szerény megjelenésű eszköz alig nagyobb, mint egy cipősdoboz, súlya körülbelül tizenkét kilogramm, és a jármű központi vezérlőelemeként az akkumulátorok egyenáramát váltakozó árammá alakítja át. A motor csak ezt követően tud kibocsátásmentes energiával működni, és azt erővé átalakítani.

Az elektromobilitás gyors ütemben fejlődik. Az autóipari ágazatban ez egy viszonylag új technológia, már ami a termelésben és az autómodellek fejlesztésében szerzett tapasztalatokat illeti. Ezért az e-gépkocsik intelligens gyártása és a gyártási eljárásba való integráció megfelelő koncepciókat igényel. E tekintetben nagy jelentősége van a beszállítóknak. Ők ugyanis ebben az esetben nemcsak előre gyártott és precízen kidolgozott alkatrészeket bocsátanak rendelkezésre, ahogy az eddig többnyire történt, hanem a fejlesztési folyamatban is aktívan közreműködnek. Ezt teszi a SAR, a bajorországi Dingolfingben működő automatizálási specialista is. A vállalkozás többek között gyártási megoldásokat fejleszt és állít elő az autóipar és annak beszállítói számára.

A jármű „szíve” KUKA robotok segítségével dobog

Így például az elektromos autókhoz való elektronikai alkatrészcsoport egy első vonalbeli beszállító megbízásából érkezik, és ez – ahogy az a szívműtéteknél lenni szokott – nem egyszerű feladat. „Célunk, hogy a szerszámrobottal intelligens megoldásokat találjunk, amire a hagyományos megközelítés nem alkalmas” – fejtette ki Georg Dullinger, a SAR értékesítési vezetője. Ebben az esetben egy olyan automatizált gyártási eljárás kidolgozásáról van szó, amely nemcsak szerelési alkatrészeket állít össze elektromos autókhoz, hanem valamennyi folyamatlépést irányítja és felügyeli az alkatrészek jelölésétől a csavarozási és ragasztási feladatokon keresztül egészen a részfolyamatok, majd pedig a késztermék teszteléséig és ellenőrzéséig.

Automatizálás: maximális rugalmasság mint alapkövetelmény

„Nem egyszerűen robotcellák egymás mellé helyezéséről van szó – magyarázta Dullinger. – Ezekhez a folyamatokhoz nem létezik sablon, nem létezik legjobb gyakorlat.” A SAR már jóval azelőtt kidolgozta az egyes automatizálási lépésekhez kínált megoldásait – és az általános koncepcióhoz való intelligens hozzáillesztést –, hogy a gyártók autómodelljei sorozatgyártásra kész állapotba kerültek volna. „A kihívást a magas fokú rugalmasság jelenti. A végleges modell a teljes fejlesztési folyamat során állandóan változott. Egyedül a járművek szerkezeti mérete volt adott. A belteret azonban nagymértékben modellezni kellett.”

Még a gyártósorokon is folyamatosan változnak a gépkocsialkatrészek, amire különösen gyorsan kell reagálni. Röviden: a fejlesztés és a gyártás rendkívül dinamikus. Valószínűleg ez az oka annak is, hogy az autógyártó cégek technológiai vezetősége időnként személyesen jelenik meg, hogy közvetlen benyomást szerezzen az automatizálás állapotáról. „Ez a miénkhez hasonló méretű vállalatoknál meglehetősen szokatlan” – mondta mosolyogva Franz Steinbauer, a SAR projektmenedzsere.

Az elektromos autók pontos összeszereléséről ipari robotok gondoskodnak

A hosszú fejlesztési munka eredményéről azonban ma már nemcsak a vezetőség van meggyőződve. A jelenlegi gyártósori konfigurációjában 28 robot működik, amelyek közül 11 KUKA gyártmányú. Ezek az automatizálás valamennyi fontosabb feladatát ellátják: 47 különféle járműalkatrészt csavaroznak össze, ragasztanak egymáshoz, tesztelnek és végül építenek be az autóba.

Az egyes szerelési lépések eleinte nem túl látványosak. Az ipari robotok különféle elektronikus alkatrészeket helyeznek be az elektromos autók vezérlőegységének házába. Tisztítanak és ellenőriznek, válogatnak vagy újra feldolgoznak. A szív azonban nemcsak érzékeny, hanem létfontosságú szerv is a kész elektromosautó-modell számára – így az egyes összeszerelési lépéseket ennek megfelelő körültekintéssel és precizitással kell elvégezni.

Robotika: csavarozás tisztaszobai körülmények között az e-mobilitás érdekében

A gyártási folyamat során először meg kell tisztítani a ragasztási pontokat. Ehhez egy KUKA KR AGILUS egy plazmalándzsával végighalad az érintett pontokon, és 30 000 fokos forró ionizált gázzal megszabadítja azokat az idegen szemcséktől és egyéb szennyeződésektől. Ezután a robot tömítőmasszát visz fel az adott pontra. Egy KR CYBERTECH különböző alkatrészeket helyez be a házba. „Az érzékeny alkatrészekben már a legkisebb elektromos áram is kárt tehet – mondta Franz Steinbauer. – Ezért különösen fontos az elektromágneses összeférhetőség.”

Ezután egy robot összecsavarozza az alkatrészeket. „Összesen 158 csavart használunk nyolc különböző változatban – magyarázta a projektvezető. – A rendszer egy tömlőn keresztül négy másodpercenként adagol egy-egy csavart.” Ez banálisan hangzik, a gyakorlatban azonban lényegesen bonyolultabb. Mivel a csavarokat ömlesztve kapjuk, és ez a fajta csomagolás szükségszerűen ledörzsölődéssel jár az egyes fémrészek érintkezése miatt, egy szortírozó sűrített levegő segítségével elválasztja egymástól a csavarokat és a port. A szerelés gyakorlatilag tisztaszobai körülmények között történik.

A víz és az áram nem viseli el egymást a gyártásban – vagy mégis?

„A teljes összeszerelési folyamat során minden alkatrészhez egy úgynevezett adatfát hozunk létre. Így a legkisebb csavartól az elektromos jármű házfedeléig pontosan nyomon tudjuk követni, hogy azok honnan származnak, és milyen folyamatokon mentek keresztül. Ebből a későbbiekben következtetések vonhatók le abban az esetben, ha az elektromos autó vezetője esetleg meghibásodást tapasztal” – magyarázta Georg Dullinger értékesítési vezető.

Közben a magas kivitelezési minőség biztosítása érdekében tömítettségi és működési vizsgálatokat hajtanak végre a járművön. Különösen izgalmas az utolsó lépés: egy KR CYBERTECH robot leveszi az elektromos autók kész vezérlőegységeit a szalagról, és feltölti őket vízzel. „A víznek, az áramnak és az adatfeldolgozó technológiának tulajdonképpen soha nem lenne szabad találkoznia egymással – mondta Franz Steinbauer, a SAR projektmenedzsere. – Itt azonban mintegy 100 másodperc alatt mindent összehozunk egymással, a víz a hűtésre szolgál a következő lépésekben.”

Milyen automatizálási szintet valósítsunk meg?

A KUKA robot nagy- és kisfeszültségű szigetelésvizsgálatnak veti alá a vezérlőegységeket – végül az elektromos autó „erein” váltóáram folyik keresztül. Ezután az elektromos szívek megkapják az operációs rendszerüket – úgy is mondhatnánk, hogy életet lehelnek beléjük. Ha minden teszt pozitívan zárul, és megtörtént a víz leeresztése, a vezérlőegységek készen állnak arra, hogy a járművekben szolgáljanak.

A gyártósorra jelenleg dolgozók helyezik fel az egyes elemeket, és a kész vezérlőegységeket is ők veszik le onnan. Hosszabb távon azonban ez a folyamatlépés is automatizálható. „A különféle elektronikai alkatrészeket már most vezető nélküli szállítórendszerek segítségével választhatnánk ki egy úgynevezett szupermarketből, majd azok a megfelelő állomásokra kerülhetnének – mondta Georg Dullinger. – A megoldás nagymértékben skálázható és testreszabható.”

Így például lehetőség nyílna a gyártósor szakaszos felépítésére, egyes részei akár a beszállítóknál is működhetnének. „A KUKA robotokkal bármilyen kidolgozottsági szint megvalósítható, beleértve a teljes körű gyártást is – fejtette ki Dullinger. – Az automatizálás szintje teljes mértékben ügyfeleinktől függ.”

www.kuka.com

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
AUTOMATIZÁLÁS

Az elektromos megfogók elejtik a munkadarabot?

Lehet a vákuum is gazdaságos

Média Partnerek