Anche le parti flessibili sono saldamente sotto controllo: KR CYBERTECH automatizza l’assemblaggio dei pacchi batterie

Sono silenziosi, alimentati da energia elettrica proveniente sempre più da fonti rinnovabili, generano meno emissioni di CO2 e comportano minori costi di riparazione e manutenzione: il futuro è nelle mani dei veicoli elettrici. Si stima che attualmente circolino nel mondo più di 27 milioni di auto ibride ed elettriche plug-in. E se tra il 2030 e il 2035 molti grandi Stati freneranno l’immatricolazione di veicoli a combustione interna, questa cifra è destinata ad aumentare notevolmente. KUKA ha riconosciuto ben presto il potenziale della mobilità elettrica. Dal 2014, lo specialista dell’automazione di Augusta ha ottimizzato il suo portafoglio prodotti per soddisfare i requisiti speciali che devono essere soddisfatti nella produzione di componenti elettronici per l’industria automobilistica. Ora ne beneficia anche Liebherr-Verzahntechnik GmbH di Kempten. Con l’aiuto di robot, è stata sviluppata un’applicazione in grado di offrire ai produttori di veicoli elettrici e ai loro fornitori maggiore sicurezza e produttività. Dopo tutto, cosa sarebbe un’auto elettrica senza il suo cuore, la batteria?

La maggior parte delle fasi del processo di produzione delle batterie è già oggi completamente automatizzata per soddisfare i requisiti dell’industria automobilistica in termini, ad esempio, di tempi di ciclo, quantità, qualità e costi di produzione. La carenza di manodopera qualificata sta inoltre dando impulso alla forte tendenza all’automazione. Si trovano sempre meno lavoratori disposti ad assumersi un compito così monotono, fisicamente gravoso e allo stesso tempo impegnativo. L’azienda KOSTAL Kontakt Systeme GmbH di Lüdenscheid, che produce e distribuisce connettori a innesto per l’industria automobilistica dal 1938, aveva individuato qui un gap di mercato. Essa ha sviluppato un connettore adatto sia all’accoppiamento manuale sia all’automazione. Martin Wolter, responsabile di gruppo Sviluppo di KOSTAL, riferisce: “La sicurezza riveste un ruolo molto importante: trattandosi di contatti ad alta tensione, devono essere protetti dal contatto. Ciò è paragonabile a una presa di corrente: anche in questo caso, i contatti sono protetti dal contatto accidentale con le dita. La differenza è che il connettore nel veicolo è esposto a vibrazioni e a temperature alte e basse”.

La manipolazione di pezzi flessibili da parte delle macchine rappresenta ancora oggi un’importante sfida nell’assemblaggio: ad esempio, i cavi elastici, che possono torcersi in qualsiasi direzione, sono difficili da afferrare per i robot. Basandosi sul KR CYBERTECH nano ARC HW, l’azienda di Kempten ha sviluppato una pinza speciale che preleva i cavi da un blister. Non essendo la linea preposizionata con sufficiente precisione all’interno del blister, viene utilizzata una telecamera 2D, che aiuta a determinare le esatte posizioni di presa sul cavo flessibile e a posizionare il connettore per modulo all’estremità del cavo esattamente sopra il pendant del connettore.

Poiché il connettore deve essere maneggiato con cura, il processo di innesto è stato disaccoppiato per garantire un funzionamento senza problemi. Un pacco di molle controlla la forza applicata al connettore e al meccanismo di ritenuta del connettore (anche denominata Connector Position Assurance o CPA). Un cilindro pneumatico preme, quindi, il connettore nella sua controparte. Questo pacco di molle si comprime finché non viene raggiunto il momento di forza di 70 Newton metri e il sensore di posizione finale non viene attivato. Parallelamente, il perno di bloccaggio a molla spinge il CPA verso il basso. In questo modo si blocca il CPA, il connettore viene inserito con sicurezza di processo e la pinza può tornare a muoversi verso l’alto. A differenza di altri esperti di automazione, Liebherr deliberatamente non risolve il processo di innesto delle linee flessibili attraverso processi del tipo “trial and error”. Ogni manovra deve essere perfetta. Il motivo: la tecnologia deve essere adatta alla produzione in serie e in grado di soddisfare i tempi di ciclo rigorosamente richiesti. Ciò ha funzionato più che bene: invece dei 17 secondi prescritti, l’impianto ha raggiunto un tempo di ciclo di undici secondi.