Sistema di presa intelligente per l'ispezione integrata della cella della batteria.
La pinza intelligente di SCHUNK per le celle di batterie offre un vantaggio efficace per la produzione di batterie agli ioni di litio.
La pinza smart combina manipolazione flessibile, identificazione e un'ispezione di qualità al 100% delle celle agli ioni di litio in un modulo compatto. Tutti i dati registrati di processo e le curve caratteristiche relative alla geometria, alla temperatura e ai livelli di carica vengono processati tramite un sistema PC integrato al livello del modulo di presa e trasferiti sotto forma di informazioni purificate via Ethernet TCP/IP sia al sistema di controllo dell'impianto sia ai sistemi di database sovraordinati.
Così facendo, la pinza per celle di batterie presta un contributo importante alla definizione di processi autonomi all'interno degli ambienti di produzione intelligenti di Industria 4.0.
Le batterie agli ioni di litio sono considerate componenti essenziali dal punto di vista tecnologico dell'elettromobilità e dei sistemi di immagazzinamento di energia stazionaria grazie al loro elevato livello di efficienza e capacità di immagazzinamento. Intense attività di R&S hanno di recente comportato un rapido aumento delle loro prestazioni e una significativa riduzione dei tempi di carica.
Allo stesso tempo, però, il loro utile per unità è sceso del 20% all'anno. Le stazioni di lavoro manuali nella produzione di pacchi batterie hanno finora reso difficile una produzione di grandi quantitativi attraente sul piano dei costi. Oggi, ad esempio, le condizioni delle singole batterie agli ioni di litio inviate dalla produzione di celle e ricevute nell'assemblaggio dei pacchi batterie sono state ampiamente monitorate a mano, con l'aiuto della strumentazione di misura.
Si tratta, questa, di un'operazione molto dispendiosa in termini di tempo e spesso associata a risultati di misura errati dovuti a errori operativi. Al fine di superare la domanda in rapida crescita prevista per gli anni a venire, questo processo può ora essere completamente automatizzato.
Monitoraggio autonomo di tutti i parametri rilevanti
A tal fine, SCHUNK, il leader di competenza nel settore dei sistemi di presa e della tecnica di serraggio, ha sviluppato un sistema di presa altamente integrato che utilizza attivamente la sua posizione strategicamente esposta "il più possibile vicino alla parte" al fine di completare autonomamente tutte le fasi procedurali richieste per la manipolazione e l'ispezione della qualità: la pinza afferra con cautela la cella agli ioni di litio e la sposta in una posizione di prova definita all'interno della pinza durante il processo di manipolazione.
Qui, la cella è automaticamente identificata e geometricamente misurata utilizzando un codice a barre o un codice a matrice di dati. Allo stesso tempo vengono determinati la temperatura e la curvatura della superficie della cella e i parametri elettrici importanti: tensione a circuito aperto per la determinazione del livello di carica (SOC), resistenza d'isolamento e impedenza a due frequenze per determinare la capacità.
Mediante un sistema PC integrato allo stesso livello del modulo di presa, le informazioni preparate possono essere fornite in tempo reale via Ethernet TCP/IP al sistema di controllo dell'impianto, ai sistemi ERP e ai sistemi di database sovraordinati. Qui, le valutazioni sui moduli erronei o devianti possono essere automaticamente documentate e, se necessario, inviate direttamente al fornitore.
Le curve di dati possono essere visualizzate separatamente nella visualizzazione. Dall'analisi dei dati di misurazione è possibile ottenere informazioni sui prodotti e sul loro miglioramento. Dopo il completamento dell'ispezione integrata sulla qualità, la pinza inserisce la cella nella produzione del modulo nella linea a destra o nel carrello di consegna del produttore della cella. Le parti non conformi vengono automaticamente scaricate.
Il concept modulare facilita la pianificazione su misura dei processi
Mediante interfacce standardizzate, la pinza per le celle di batterie di SCHUNK può essere connessa con un'ampia gamma di robot o portali. L'attuazione viene effettuata tramite I/O digitale. Considerato il concept modulare e visti i circuiti di controllo liberamente configurabili, il tipo e la portata delle procedure di prova possono essere definiti individualmente.
Inoltre, ulteriori misure e valutazioni possono essere integrate su richiesta. Il concept sensorico modulare e i circuiti di controllo configurabili assicurano possibilità di implementazione altamente flessibili. Nel momento di picco sono possibili tempi di ciclo inferiori a 2 secondi.
L'automazione intelligente facilita la produzione efficiente della batteria
Sistemi di presa intelligenti come la pinza per celle di batterie SCHUNK offrono l'opportunità di processi autonomi e prestano un importante contributo alla produzione di domani sotto diversi punti di vista: soluzioni pienamente integrate riducono il costo dell'intero sistema, non essendo richiesta ulteriore tecnologia di misura, ed essendo ridotti i requisiti di spazio e le spese di messa in funzione.
Inoltre, con una riduzione significativa delle spese del personale, la velocità di processo può essere notevolmente aumentata. Per l'ingegneria meccanica, gli integratori di sistema e gli automatori un simile concept autonomo di manipolazione e misurazione apre nuove possibilità per la implementazione di sistemi con funzioni di monitoraggio integrate.
I risultati ottenuti dai report di misurazione su ogni cella prodotta forniscono preziose informazioni per la progettazione di sistemi ancora più efficienti, e per intervenire in una fase iniziale in caso di deviazioni nel processo di produzione, così riducendo i costi. Specie nella produzione di batterie, soluzioni all-in-one intelligenti quali la pinza per celle di batterie sono la chiave per facilitare una produzione efficiente di grandi quantitativi con la massima qualità del processo.
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