Sistema de agarre inteligente para el control integrado de células de baterías.
La pinza inteligente de SCHUNK para células de baterías ofrece una ventaja en términos de eficacia para la producción de baterías de iones de litio.
La pinza inteligente combina la manipulación flexible, la identificación y el control de calidad 100 % de las células de iones de litio en un módulo compacto. Todos los datos de procesos registrados y las levas características en los niveles de geometría, temperatura y carga se procesan a través de un sistema de PC integrado en el nivel del módulo de agarre y se transfieren como información purificada vía Ethernet TCP/IP tanto al controlador de la instalación como a los sistemas de bases de datos superiores.
De este modo, la pinza para células de baterías realiza una importante contribución para crear procesos autónomos en los entornos productivos inteligentes de Industria 4.0.
Las baterías de iones de litio son consideradas componentes tecnológicos esenciales de la electromovilidad y los sistemas de almacenamiento estacionario debido a su elevado nivel de eficiencia y capacidad de almacenamiento. Las actividades con un alto grado de investigación y desarrollo han conseguido recientemente ampliar rápidamente su rendimiento y reducir considerablemente los tiempos de carga.
Sin embargo, al mismo tiempo, los ingresos por unidad también han disminuido en un máximo del 20 % al año. La proporción de centros de trabajo manuales existente en la producción de conjuntos de baterías ha dificultado hasta ahora la producción rentable en grandes cantidades.
Hoy en día, por ejemplo, el estado de cada una de las células de iones de litio, tanto en el envío desde la producción de células como en la recepción en el montaje de conjuntos de baterías, se controla en gran medida manualmente con la ayuda de equipos de medición.
Ello requiere mucho tiempo y a menudo provoca de mediciones erróneas debido a manejos erróneos. Para satisfacer la rápida creciente demanda prevista para los próximos años, este proceso puede ser ya completamente automatizado.
Detección autónoma de todos los parámetros pertinentes
Para este fin, SCHUNK, líder de competencias para sistemas de agarre y tecnología de sujeción, ha desarrollado un sistema de agarre altamente integrado que utiliza de forma activa su posición "junto a las piezas" expuesta estratégicamente para finalizar de forma autónoma todos los pasos procedimentales necesarios para la manipulación y el control de calidad: la pinza recoge con cuidado la célula prismática de iones de litio y la coloca en una posición de prueba determinada dentro de la pinza durante el proceso de manipulación.
Aquí, la célula se identifica automáticamente y se mide geométricamente mediante un código de barras o un código de matriz de datos. Al mismo tiempo, se determinan la temperatura y curvatura de la superficie de la célula y los parámetros eléctricos importantes: tensión en circuito abierto para determinar el nivel de carga (SOC), resistencia del aislamiento, impedancias a dos frecuencias para determinar la capacidad.
Por medio de un sistema de PC integrado al mismo nivel del módulo de agarre, la información preparada puede proporcionarse en tiempo real a través de Ethernet TCP/IP tanto al controlador de la instalación como a los sistemas ERP y a los sistemas de bases de datos superiores.
En este punto, las evaluaciones de los módulos erróneos o desviados pueden ser documentadas de forma automática y, si es necesario, enviadas directamente al proveedor. Las levas de datos pueden visualizarse por separado. Tras el análisis de los datos medidos, puede obtenerse información sobre el producto y su mejora.
Tras finalizar el control de calidad integrado, la pinza introduce la célula en la producción del módulo en la línea derecha o en el depósito de envío del fabricante de células. Las piezas NOK se expulsan automáticamente.
El concepto modular permite adaptar la planificación del proceso.
Por medio de interfaces normalizadas, la pinza de SCHUNK para células de baterías puede conectarse con una amplia variedad de sistemas robóticos o de pórtico. El accionamiento tiene lugar a través de E/S digitales. Gracias al concepto modular y a los circuitos de control de libre configuración, se pueden definir por separado tanto el tipo como el alcance de cada uno de procedimientos de la prueba.
Además, también se pueden integrar mediciones y evaluaciones adicionales bajo petición. El concepto sensorial modular y los circuitos de control configurables garantizan posibilidades de implementación muy flexibles. En el punto álgido, son posibles los tiempos de ciclo inferiores a 2 segundos.
La automatización inteligente facilita la eficiencia en la producción de baterías.
Los sistemas de agarre inteligentes, como la pinza de SCHUNK para células de baterías, ofrecen la oportunidad de llevar a cabo procesos autónomos y realizan una contribución importante a la producción del futuro en muchos sentidos: las soluciones plenamente integradas reducen el coste de todo el sistema, ya que no se necesita otra tecnología de medición, y se reducen tanto los requisitos de espacio como el gasto de la puesta en funcionamiento.
Además, con una reducción considerable del gasto en personal, la velocidad del proceso puede incrementar de forma notable. Para la ingeniería mecánica, los integradores de sistemas y los automatizadores, este concepto de manipulación y medición autónomas abre nuevas posibilidades para la implantación de sistemas con funciones de detección integradas.
Los resultados obtenidos a partir de los informes de mediciones sobre cada una de las células fabricadas ofrecen información valiosa para diseñar sistemas aun más eficientes e intervenir en una temprana etapa en caso de producirse desviaciones en el proceso de fabricación, reduciendo así los costes.
Especialmente en la producción de baterías, las soluciones integrales inteligentes, como la pinza de SCHUNK para células de baterías, son fundamentales para facilitar la producción eficiente de grandes cantidades con una máxima calidad del proceso.
