Marca-passo para a mobilidade elétrica

A mobilidade elétrica é uma área de negócios relativamente jovem para a indústria automotiva, por conseguinte, aqui vale trilhar novos caminhos. Por isso, o especialista em automação SAR desenvolveu uma linha de produção completa para o módulo eletrônico, que com a ajuda de onze robôs da KUKA produz o componente principal de veículos elétricos – de forma totalmente automática.

Fabrica??o automatizada do elemento de comando da mobilidade elétrica

O módulo eletr?nico é o componente central de cada veículo elétrico. O dispositivo relativamente discreto é um pouco maior que uma caixa de sapatos, pesa cerca de doze quilogramas e, como elemento de comando central no veículo, converte a corrente contínua das baterias em corrente alternada. Somente ent?o o motor pode trabalhar com a energia livre de emiss?es e convertê-la em for?a. Mesmo com a mobilidade elétrica em expans?o: para o ramo automotivo, a tecnologia é relativamente nova no que se refere à experiência na produ??o e ao desenvolvimento de modelos de automóveis.

Por isso, s?o necessários conceitos apropriados para a fabrica??o inteligente de veículos elétricos e a integra??o no processo de produ??o. Aos fornecedores é agregada uma grande importancia. Pois neste caso, eles n?o apenas disponibilizam pe?as individuais pré-confeccionadas e personalizadas, como até ent?o geralmente era o caso, mas participam ativamente no processo de desenvolvimento. Assim como o especialista em automa??o SAR de Dingolfing na Baviera. A empresa desenvolve e produz, entre outros, solu??es de fabrica??o para a indústria automotiva e seus parceiros.

Montar com precisão: um KR CYBERTECH insere a vida interna eletrônica na caixa da unidade de comando do veículo elétrico.

O cora??o do veículo surge com a ajuda de rob?s KUKA

Assim também uma linha de produ??o para o módulo eletr?nico de veículos elétricos a pedido de um fornecedor Tier 1. E isso, como é usual nas cirurgias cardíacas, n?o é uma tarefa fácil. "A nossa meta é, com a ferramenta Rob? encontrar solu??es inteligentes que a abordagem convencional n?o consegue cumprir", explica Georg Dullinger, Gerente de Vendas na SAR.?Nesse caso, isso significa estabelecer uma produ??o automatizada, que n?o apenas monta pe?as de montagem para veículos elétricos, mas também controla e monitora todos os passos de processo, desde a identifica??o das pe?as individuais, passando pelas tarefas de parafusamento e colagem, até testes e controles dos passos intermediários e, finalmente, o produto pronto.

Quase pronto: após a montagem automática da tampa, a unidade de comando para o veículo elétrico está completa.

Automa??o: Máxima flexibilidade como pré-requisito básico

?"N?o basta uma justaposi??o de células de rob?", explica Dullinger. "Para esses processos n?o existe um modelo, n?o existem melhores práticas." Em vez disso, a SAR desenvolveu solu??es para todos os passos individuais da automa??o – e a combina??o inteligente a um conceito geral – muito antes dos modelos de automóveis dos fabricantes estarem prontos para a produ??o em série. "O desafio é a alta flexibilidade: durante toda a fase de desenvolvimento constantemente houveram altera??es no modelo final. Estava definida apenas a medida de montagem dos veículos. Contudo, a vida interna foi amplamente modelada."

A fabricação e montagem automatizada com diversas células de robô na execução de teste na planta da SAR em Dingolfing.

Também nas linhas produtivas continuam existindo altera??es nos componentes de automóveis, às quais é necessário reagir rapidamente. Em poucas palavras: o desenvolvimento e a fabrica??o s?o extremamente ágeis. Essa é provavelmente a raz?o pela qual a dire??o responsável pela tecnologia de um grupo automotivo está à porta, para obter uma impress?o própria da automa??o. "Isso é muito incomum para empresas do nosso porte", diz Franz Steinbauer, Gerente de Projeto na SAR, e sorri.

Automatizar a montagem de veículos: um robô KR QUANTEC controla a funcionalidade e a estanqueidade das unidades de comando montadas para o veículo elétrico.

Rob?s industriais proporcionam a montagem precisa de veículos elétricos

Em última análise, o resultado do longo trabalho de desenvolvimento n?o convence apenas a diretoria: na configura??o atual da linha de produ??o est?o em uso 28 rob?s, 11 deles originam da KUKA. Eles assumem todas as tarefas relevantes da automa??o, para parafusar, colar e testar 47 componentes individuais de veículo e, finalmente, uni-los ao carro. Automa??o em nível máximo.

Com a ajuda dos robôs da KUKA podemos representar qualquer grau de expansão até a produção completa.

Georg Dullinger, Gerente de Vendas na SAR

Os respectivos passos da montagem inicialmente soam pouco espetaculares: os rob?s industriais inserem diversos componentes eletr?nicos na caixa da unidade de comando para os veículos elétricos. Eles limpam e controlam, classificam ou retrabalham. Até aqui o conceito básico. No entanto, a pe?a central é t?o sensível quanto necessária para a vida útil do modelo de veículo elétrico pronto – e, por conseguinte, os passos individuais da montagem devem ocorrer da forma t?o cuidadosa e precisa quanto.

Robótica: Parafusar sob condi??es de sala controlada para a mobilidade elétrica

Isso significa, por exemplo, que os pontos de colagem primeiro s?o limpos no processo de produ??o. Para isso, um KR AGILUS da KUKA?percorre os pontos com uma lan?a de plasma e, com gás ionizado aquecido a 30.000 graus, os libera de partículas de sujeira e outras contamina??es. Em seguida, o rob? aplica massa de veda??o. Um KR CYBERTECH?insere diversos componentes na caixa. "Até mesmo as menores correntes elétricas podem danificar os componentes sensíveis", diz Franz Steinbauer, "por isso, a compatibilidade eletromagnética aqui é especialmente importante."

Um KR AGILUS libera os pontos de colagem de partículas de sujeira com uma lança de plasma.

Em seguida, um rob? parafusa os componentes. "No total, usamos 158 parafusos em oito diferentes variantes", explica o gerente de projeto. "O sistema encaminha um parafuso a cada quatro segundos através de uma mangueira." O que soa banal, é mais complicado na prática: visto que os parafusos s?o fornecidos como produtos a granel e esse tipo de embalagem gera desgaste automático entre as respectivas pe?as metálicas, um desvio separa parafusos e pó por meio de ar comprimido. A montagem ocorre praticamente sob condi??es de sala controlada.

Automatizar a montagem com robôs: um robô KUKA aplica massa de vedação nas metades das caixas.

Primeiro montar, depois controlar: um robô KR QUANTEC da KUKA controla as unidades de comando para o veículo elétrico.

A água e a energia elétrica n?o s?o compatíveis entre si na produ??o – ou s?o?

"Durante todos os processos de montagem registramos uma chamada árvore de dados para cada componente. Isto é, desde o menor parafuso até a tampa da caixa do veículo elétrico podemos rastrear com precis?o de onde eles vêm e como foram processados. Isso permite mais tarde tirar possíveis conclus?es, caso ocorra uma falha na condu??o do veículo elétrico", explica o Gerente de Vendas Georg Dullinger.

Por vezes s?o realizados repetidamente testes de estanqueidade e testes funcionais para o veículo, para assegurar a alta qualidade do processamento. Especialmente emocionante é o último passo: um rob? KR CYBERTECH apanha as unidades de comando prontas para os veículos elétricos da esteira e as enche com água. "Na verdade a água, a energia elétrica e a tecnologia de dados nunca deveriam se encontrar" diz o Gerente de Projeto da SAR Franz Steinbauer. "Mas neste caso unimos tudo dentro de cerca de 100 segundos, a água serve para a refrigera??o nos passos subsequentes."

Qual deve ser o grau de automa??o?

O rob? da KUKA coloca as unidades de comando no teste de isolamento de alta e baixa tens?o – por fim aqui flui corrente alternada pelas "veias" do veículo elétrico. Em seguida, os cora??es elétricos recebem a grava??o do seu sistema operacional, por assim dizer, o sopro da vida. Se todos os testes forem positivos e a água drenada novamente, as unidades de comando est?o prontas para a sua vida como marca-passo de veículo.

Pequeno, mas eficaz! As unidades de comando de um veículo elétrico, produzidas com a ajuda de robôs KUKA.

Atualmente os trabalhadores carregam a linha de produ??o e retiram no final as unidades de comando prontas para os veículos elétricos. Contudo, a longo prazo também será possível automatizar este passo de processo. "Com a ajuda de sistemas de transporte sem condutor já poderíamos buscar os diversos componentes eletr?nicos do chamado supermercado e levá-los às esta??es", diz Georg Dullinger. "A solu??o é altamente escalonável e adaptável individualmente."

Assim, por exemplo, seria possível estruturar a linha de produ??o em diversos níveis, partes dela até poderiam ser usadas em fornecedores. "Com a ajuda dos rob?s da KUKA podemos representar qualquer grau de expans?o, até a produ??o completa", diz Dullinger. "Qual grau de automa??o realizamos depende totalmente dos nossos clientes."