Gazdaságos és fenntartható: KR FORTEC robotok hegesztik a plugin-hibrid autók akkumulátorházát

Legmagasabb hegesztési min?ség zöld technológiával kombinálva: Az alacsony olvadási h?mérséklet? nemvas fémek ill. a fémes szerkezeti anyagok esetén a kavaró dörzshegesztés (angol nevén friction stir welding - FSW) az optimális folyamat. A KUKA egy nagy autógyártó számára hasznosította a területen szerzett szaktudását és eddig három kavaró dörzshegeszt? cellát helyezett sikeresen üzembe a gyártásban.

K?rülményes helyzet: plugin-hibrid járm?vek akkumulátorháza

Bels? égés? motorral szerelt autó helyett ma már sokan vezetnek szívesebben elektromos járm?vet. Azonban amit sokan nem tudnak: Egy elektromos autónak ?kellemes h?mérsékletre” van szüksége ? legalábbis az akkumulátoroknak. Csak megfelel? h?mérséklet esetén képesek maximális élettartam mellett optimális teljesítményre. Ezért a lítiumion-akkumulátorokat üzemeltetés k?zben h?teni, illetve alacsony k?rnyezeti h?mérséklet esetén melegíteni kell. Egy plugin-hibrid típusú járm? esetén ezt a speciális feladatot az akkumulátortartók padlójába épített h?t?rendszerek végzik. Az ilyen házak gyártása rendkívül k?rülményes, ezért lehet?ség nyílik a robotalapú FSW-ejjárások optimális használatára.

Kavaró d?rzshegesztés plugin-hibrid elektromos autókhoz

Ezt egy nagy autógyártó is felismerte, amely az akkumulátorházak gyártását addig ragasztással és csavarokkal végezte. Amikor ez az eljárás nem járt a kívánt sikerrel, új megoldást kerestek a piacon. Az akkumulátorházra azonban szigorú k?vetelmények vonatkoznak: teljesíteni kell a modulszerelési felületek egyenességét, a zárólyukak t?mítettségét és a nyomástesztek k?vetelményeinek való megfelelést. A robotalapú kavaró d?rzshegesztéssel a KUKA az autógyártónak a plugin-hibrid elektromos autók gyártásához folyamatbiztos és gazdaságos módszert kínált, amely biztosítja az akkumulátorház biztonságát és funkcionalitását.

Megvalósíthatósági tanulmányok az akkumulátorház hegesztéséhez

A KUKA az els? ?tlett?l kezdve a teszteken át egészen a szállításig támogatta az ügyfelet. ?Már prototípusokat fejlesztettünk és azokkal kül?nb?z? teszteket végeztünk. Megvalósíthatósági tanulmányokban vizsgáltuk a hegesztés megfelel?ségét, megvalósíthatósági elemzéseket és folyamatszimulációkat végeztünk. Amikor valamennyi vizsgálat megfelel? eredménnyel zárult, csak akkor telepítettük a berendezést az ügyfélnél”, meséli Stefan Fr?hlke, a KUKA Process Solution FSW vezet? menedzsere. A?KUKA cell4_FSW kavaró d?rzshegeszt? cellát speciálisan a n?vekv? elektromobilitási piacra fejlesztették és moduláris koncepciójuknak k?sz?nhet?en kiemelked? gazdasági hatékonyságuk mellett kimagaslóan sokoldalúak és számos konfigurációs lehet?séggel rendelkeznek.

A KUKA cell4_FSW kavaró dörzshegeszt? cella a két munkaállomás révén maximális folyamatkihasználtságot kínál.

Megvalósíthatósági tanulmányokban vizsgáltuk a hegesztés megfelel?ségét, megvalósíthatósági elemzéseket és folyamatszimulációkat végeztünk. Amikor valamennyi vizsgálat megfelel? eredménnyel zárult, csak akkor telepítettük a berendezést az ügyfélnél.

Stefan Fröhlke, a KUKA Process Solution FSW vezet? menedzsere

A kavaró d?rzshegesztés el?nyei megfelel? FSW-szerszámmal

A plugin-hibrid modellek h?t?rendszerének zárása során a padlólemezt kavaró d?rzshegesztéssel pontosan ?sszekapcsoljuk a h?t?csatornák mentén az ?nt?tt házzal. A változó nyomásnak ellenálló, nyomást?m?r k?r kialakításához nagy csatlakoztatási átmér?re és egy jól kevert és t?mített varratra van szükség. ?A kavaró d?rzshegesztés bizonyult a megfelel? illesztési technológiának, mivel a komponensek a h?bevitel miatt a lehet? legkevésbé torzulnak”, magyarázza Stefan Fr?hlke az eljárás lényegét. Ezen kívül a KUKA a r?gzített alátámasztással t?rtén? kavaró d?rzshegesztést (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW) alkalmazza. Tehát: A klasszikus kavaró d?rzshegesztést?l eltér?en ennél az eljárásnál csak a hegeszt?pálca forog egy r?gzített tartón. Ily módon az el?tolási mozgás k?zben a hegesztési varrat mentén egyenes, sima varratfelület j?n létre. így cs?kken az utómegmunkálással kapcsolatos ráfordítás.

A kavaró dörzshegesztés optimális a plugin-hibrid típusú, elektromos hajtású járm?vek akkumulátorházaihoz.

Ipar 4.0: min?ségügyi adatok átlátható r?gzítése

A KUKA cell4_FSW hegeszt?cella által nyújtott további el?ny?k az ügyfél számára: A KR FORTEC sorozat nagy teherbírású robotjai a nagy merevség és a hosszú élettartam révén jobb pályapontosságog tudnak biztosítani nagy alkatrészek esetén is. ?Egyúttal az ügyfél a folyamatellen?rzési és dokumentációs rendszerünkkel (PCD) k?vetni tud minden lényeges folyamatparamétert és a min?ségügyi adatokat átlátható módon tudja r?gzíteni”, hangsúlyozza Till Maier portfóliómenedzser. Ezáltal a KUKA megvalósította az Ipar 4.0 integrációjának alapját. Ezen kívül a KUKA Remote Service-szel t?rtén? egyszer? adatcsere lehet?vé teszi a gyors segítségnyújtást problémák esetén, ezáltal megakadályozva a hosszabb leállási id?ket.

K?rnyezettudatos mozgás: z?ld technológia az elektromos autókhoz

Az eljárás nem csak gazdaságos és kiemelked? min?ség?, hanem z?ld technológiának is min?sül.??Az alacsony energiafogyasztásnak k?sz?nhet?en a kavaró d?rzshegesztés k?rnyezetbarát, ezen kívül nincsen szükség füstgázelszívásra vagy vakítás elleni védelemre sem”, mondja Stefan Fr?hlke. A min?ség, a gazdaságosság és a fenntarthatóság fenti kombinációja meggy?zte az ügyfeleket.

Az FSW-eljárás kevés energiát fogyaszt, ezért fenntartható is.

Kavaró d?rzshegesztés: az elektromos autók sikert?rténete folytatódik

Az els? berendezést a prototípus- és tesztfázis után már 2016-ban üzembe helyezték els?ként Németországban és azóta k?vetend? példaként szolgál a konszernben az elektromos hajtású járm?vek akkumulátorházainak gyártásában. A kavaró d?rzshegesztési kapacitás b?vítésének keretében a járm?gyártó a folyamat illetékességét újraszervezte és svédországi leányvállalatához rendelte, amely kül?n erre a célre egy új csarnokot épített. Ennek során további két kavaró d?rzshegeszt? cellát rendeltek a KUKA-tól.

Az új automatizálási koncepció 25%-kal cs?kkenti az ütemid?t

Az els? cella 2020 szeptemberében k?lt?z?tt át Svédországba, 2021 májusában került sor a két új KUKA cell4_FSW cella el?zetes átvételére Augsburgban. Már két hónappal kés?bb, 2021 júliusában üzembe tudták helyezni mindkét berendezést az ügyfélnél. Az els? cellához képest elvégzett javítások minden szerepl?t leny?g?ztek: A komplex hidraulikus r?gzít?rendszer automatizálásával az alkatrész-mozgatást is magában foglaló teljes ütemid?t a korábbi 20 percr?l 15 percre tudták cs?kkenteni, míg a r?gzít?rendszer optimalizálásával egyidej?leg javult a termék (például a hegesztési varrat) min?sége is.

Példa: harántvarrat a h?túcsatornák lezárásához. A hegesztési varrat az elektromos autó esetén fontos szerepet játszik.

Az alumínium-?tv?zetek hegesztésére vonatkozó szigorú k?vetelmények

Az autó-akkumulátorház biztonsági szempontból kritikus alkatrészeire vonatkozó k?vetelmények kül?nlegesen szigorúak voltak: A hegesztési varratnak nagyon er?s repesztési nyomásnak kellett ellenállnia, amit szilárdsági vizsgálattal kellett igazolni. Speciális r?gzítési berendezéseket és megfelel? szerszámot kellett újonnan fejleszteni a hegesztési paraméterekkel együtt. Ezt kizárólag az FSW-technológiával lehetett megvalósítani, mivel kül?nb?z? alumínium-?tv?zeteket (alakítható ?tv?zetet alumínium nyomásos ?ntvényhez) kellett hegeszteni.

A kavaró dörzshegesztés egy plugin-technológiás autó esetén gazdaságos és környezetbarát eljárás.

Az együttm?ködés nagyon nyitott, bizalomra épül? és célirányos volt és az ügyfél meglep?dött, mennyire gyorsan sor került a megvalósításra.

Adel Ben Hassine projektvezet?, KUKA Sales & Proposal Engineering részleg

A gyors megvalósítás nagyfokú ügyfél-elégedettséggel járt

Ezen kívül a hat hónapon belüli gyors szállítás volt a megbízás elnyerésének feltétele. A KUKA iparági szakértelmének k?sz?nhet?en minden k?vetelmény teljesíthet? volt. Ennek megfelel?en az ügyfél telejs elégedettségének adott hangot: ?Az együttm?k?dés nagyon nyitott, bizalomra épül? és célirányos volt”, hangsúlyozta Adel Ben Hassine projektvezet? a KUKA Sales & Proposal Engineering részlegér?l, ?és az ügyfél meglep?d?tt, mennyire gyorsan sor került a megvalósításra.”Ezen kívül a fenntarthatóság területén egy további el?nyt sikerült elérni: ?A szerszámokat az ügyféllel együttm?k?dve új fejlesztettük tovább, hogy a tüskék élettartama megduplázódott.”