Τροφοδοσία χωρίς να ξεφύγει μπουλόνι!

Οι μπαταρίες για ηλεκτρικά και υβριδικά οχήματα πρέπει να σφίγγονται υπό ρεύμα. Επειδή τα σφάλματα συναρμολόγησης θέτουν σε κίνδυνο την υγεία των εργαζομένων, τη σωστή λειτουργία του οχήματος και το σύστημα ασφαλείας του, υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την υποχρεωτική παρακολούθηση και τεκμηρίωση. Ποιες λύσεις παρέχει η Βιομηχανία 4.0 για τη σύσφιξη των συνδέσεων στην παραγωγή και τις υπηρεσίες ώστε και τα δύο να συμμορφώνονται με τα πρότυπα και να είναι οικονομικές;

Αργά αλλά σίγουρα, το e-mobility συγκεντρώνει ορμή. Εκτιμάται ότι σχεδόν 20 εκατομμύρια υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα θα παραχθούν το έτος 2025. Οι διευθυντές παραγωγής και υπηρεσιών καλούνται να προετοιμάσουν ανάλογα τις γραμμές παραγωγής και τα εργαστήρια. Τα επόμενα χρόνια, θα υπάρχουν πολλά πακέτα μπαταριών που, ανάλογα με το μοντέλο, θα συναρμολογούνται με αρκετές εκατοντάδες κοχλίες και θα επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την ισχύ, το εύρος, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια του οχήματος ειδικότερα. Εάν τα μεμονωμένα εξαρτήματα αποτύχουν κατά το σύστημα οδήγησης, υπάρχει κίνδυνος για τη ζωή, το μέλος και το περιβάλλον. Κατά συνέπεια, σύμφωνα με το πρότυπο VDI/VDE 2862, οι προμηθευτές και οι OEMs πρέπει να παρακολουθούν με ακρίβεια κάθε κρίσιμη για την ασφάλεια σύσφιξη και να αρχειοθετούν τα τεκμηριωμένα δεδομένα για δέκα χρόνια. Πολλοί διευθυντές θέλουν να γνωρίζουν πώς μπορούν να υλοποιήσουν τη μετάβαση στην παραγωγή και τις υπηρεσίες οικονομικά και αποδοτικά και ταυτόχρονα να διασφαλίσουν την ποιότητα της διαδικασίας.

Ένα πακέτο μπαταριών είναι ένα πολύπλοκο σύστημα που περιλαμβάνει έναν ελεγκτή, μέρη καλύμματος και πολυάριθμες μονάδες μπαταρίας από κυψέλες ιόντων λιθίου, οι οποίες παραλαμβάνονται από το εργοστάσιο μερικώς φορτισμένες. Ακόμα και οι επισκευές –όπως η αντικατάσταση μιας μονάδας– εκτελούνται συνήθως ενώ είναι υπό ρεύμα. Ένα βραχυκύκλωμα στα 400 έως 600 βολτ μπορεί να είναι θανατηφόρο. Η χρήση εργαλείων σύσφιξης χειρός που συνδέονται με καλώδιο τροφοδοσίας ενέχει τον κίνδυνο ακούσιας μεταφοράς ηλεκτρικού δυναμικού σε αγώγιμα μεταλλικά μέρη, από το παξιμάδι στο καρυδάκι και από εκεί στον ελεγκτή. Φυσικά, αυτό ενέχει επίσης σημαντικό κίνδυνο για τον εργαζόμενο που κρατά και χειρίζεται το καρυδάκι με καστάνια χειρός. Για την αποφυγή τραυματισμών, περιβαλλοντικών ζημιών και περιπτώσεων ευθύνης προϊόντων χωρίς να διακυβεύεται η κερδοφορία, απαιτούνται αξιόπιστες, έξυπνες και κλιμακούμενες λύσεις σύσφιξης που είναι ικανές να καταγράφουν και να μεταδίδουν δεδομένα ασύρματα.

Μία τέτοια λύση all-in-one, την οποία μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι προμηθευτές και οι OEMs για να ανταποκριθούν εύκολα στις απαιτήσεις του VDI/VDE 2862 ενώ παρέχει στους εργαζόμενους τη μέγιστη ασφάλεια, δοκιμάστηκε για αρκετά χρόνια στην παραγωγή μπαταριών της Bosch Rexroth και τελικά κυκλοφόρησε στην αγορά. Συνδυάζει ένα πλήρως μονωμένο, ασύρματο καρυδάκι Nexo με την προστατευτική μόνωση, το NXAP030/ NXPP012 έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη συναρμολόγηση της μπαταρίας και, επομένως, παρέχει όχι μόνο προστασία από τυχαία τοποθέτηση του καρυδακιού σε μέρη της μπαταρίας που μεταφέρουν τάση, αλλά και από τη μεταφορά τάσης στο καρυδάκι. Ο σχεδιασμός της προστατευτικής μόνωσης στην τρέχουσα κατηγορία έως 800 V επιβεβαιώνεται από την Dekra. Η προστατευτική μόνωση εμποδίζει επίσης να πιαστούν τα χαλαρά ρούχα στο σύστημα μετάδοση κίνησης εξόδου.

Η Rexroth έχει συσκευάσει πάνω από 30 χρόνια τεχνικής εμπειρίας στην ελεγχόμενη Τεχνολογία σύσφιξης στο έξυπνο ασύρματο καρυδάκι Nexo της. Το 1982, η εταιρεία παρουσίασε το πρώτο ηλεκτρικό σύστημα σύσφιξης στον κόσμο με ηλεκτρονικό κλείσιμο ταχύτητας μετάδοσης κίνησης. Στα επόμενα δέκα χρόνια, ακολούθησε το πρώτο σύστημα σύσφιξης με ευέλικτο προγραμματισμό βημάτων και το πρώτο πλήρως ψηφιακό σύστημα σύσφιξης. Ακριβώς 20 χρόνια πριν από το Nexo, το πρώτο ψηφιακό καρυδάκι με καστάνια χειρός στον κόσμο έκανε το ντεμπούτο του. Η δυνατότητα πολλαπλών καναλιών και η ολοκληρωμένη λογική αυτής της καινοτόμου τεχνολογίας συνεχίζονται μέχρι σήμερα. Το τελευταίο ορόσημο είναι ο Διαχειριστής Ποιότητας Διαδικασίας, μια λύση λογισμικού που αναπτύχθηκε σε συνεργασία μεταξύ της Bosch Rexroth και της Bosch Software Innovations που χρησιμοποιεί αναλύσεις μεγάλων δεδομένων για τον εντοπισμό αποκλίσεων στις διαδικασίες παραγωγής.

Ως βασικός χρήστης, η Rexroth εφαρμόζει επίσης την τεχνογνωσία της στη Βιομηχανία 4.0. Επειδή το Nexo διαθέτει ένα πλήρως ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου, ταιριάζει σε δίκτυα αίθουσας παραγωγής χωρίς πρόσθετο υλικό και επικοινωνεί απευθείας με το διακομιστή ελέγχου γραμμής και αρχειοθέτησης. Το λογισμικό που βασίζεται στο διαδίκτυο παρέχει ανεξάρτητη πρόσβαση στα δεδομένα – είτε από υπολογιστή είτε από έξυπνη συσκευή. Χάρη στον ενσωματωμένο σαρωτή γραμμωτού κώδικα, το ασύρματο καρυδάκι μπορεί επίσης να εντοπίσει τα αντίστοιχα μέρη και να καθοδηγήσει με ακρίβεια τον εργαζόμενο στη διαδικασία συναρμολόγησης. Εάν χαθεί η ασύρματη σύνδεση, η συσκευή αποθηκεύει προσωρινά τα δεδομένα των αποτελεσμάτων σύσφιξης σε μια προσωρινή μνήμη δεδομένων και τα μεταδίδει αυτόματα μόλις η σύνδεση αποκατασταθεί. Με αποκεντρωμένη νοημοσύνη, συνδεσιμότητα, ολοκληρωμένη συλλογή δεδομένων και στοχευμένο έλεγχο διαδικασίας έως το μέγεθος της παρτίδας 1, το ασύρματο καρυδάκι Nexo πληροί όλα τα κριτήρια Βιομηχανίας 4.0.

Σε συμμόρφωση με την υποχρεωτική παρακολούθηση και τεκμηρίωση για κρίσιμες για την ασφάλεια συνδέσεις σύσφιξης, η ροπή και η γωνία περιστροφής πρέπει να μετρούνται απευθείας στο καρυδάκι· αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω αισθητήρων γωνίας στροφής και ροπής, για παράδειγμα. Μια έμμεση μέτρηση μέσω του χρησιμοποιούμενου ρεύματος είναι ανεπαρκής. Για κάθε διαδικασία σύσφιξης, το εκτεταμένο σύστημα αισθητήρων του Nexo παράγει έως και τέσσερις σελίδες δεδομένων DIN A4, οι οποίες διατίθενται σε μορφή ανοιχτού κώδικα JSON (JavaScript Object Notation). Ο διαχειριστής διαδικασίας λαμβάνει ένα ακριβές γράφημα για γρήγορη ανάλυση σε κάθε σύσφιξη. Συγκρίνοντας αυτό με τη βέλτιστη διαδικασία, μπορούν να εντοπιστούν πολύ περισσότερα σφάλματα συναρμολόγησης από αυτά που προβλέπονται στο νομικό πλαίσιο. Στη διάταξη της μπαταρίας, για παράδειγμα, μπορεί να εντοπιστεί ένα λανθασμένο καλώδιο κατά το σφίξιμο του σφιγκτήρα καλωδίου λόγω προκαθορισμένων παραμέτρων στο πρόγραμμα σύσφιξης. Περαιτέρω παραδείγματα αποτελούν οι λανθασμένοι κοχλίες και οι ελλιπείς ή διπλές ροδέλες στεγανοποίησης.

Το μέγεθος της βάσης δεδομένων καθορίζει επίσης πόσο αποτελεσματική είναι στην πραγματικότητα μια στρατηγική πρόληψης βλαβών και πόσο αποτελεσματικά μπορεί να αποφευχθεί η δαπανηρή επανεπεξεργασία. Τελικά, η διάταξη της μπαταρίας ακολουθεί μια επακριβώς καθορισμένη ακολουθία, κατά την οποία καμία σύνδεση σύσφιξης δεν μπορεί να λείπει ή να είναι ελαττωματική. Για να ελέγξετε τον αριθμό των συνδέσεων σύσφιξης στη διαδικασία και να εντοπίσετε αμέσως τις συνδέσεις NOK (δεν είναι εντάξει), μπορεί να δημιουργηθεί ένα ξεχωριστό πρόγραμμα για κάθεσύσφιξη, το οποίο με τη σειρά του χωρίζεται σε έως και 12 βήματα – συμπεριλαμβανομένης της χαλάρωσης και της επανασύσφιξης. Ο εργαζόμενος λαμβάνει ακριβείς οδηγίες, σε συνδυασμό με ένα τερματικό οθόνης και μια λύση τοπικής προσαρμογής. Για παράδειγμα, ένα μπλε σημείο στην οθόνη δείχνει την επόμενη θέση σύσφιξης· μόλις αυτό έχει σφίξει με επιτυχία, γίνεται πράσινο. Είναι επίσης δυνατή η διακοπή της ακολουθίας σύσφιξης. Η αντίστοιχη θέση σύσφιξης αποθηκεύεται και εμφανίζεται στον εργαζόμενο μόλις ξαναρχίσει η εργασία. Εάν το καρυδάκι δεν βρίσκεται στη σωστή θέση, δεν λαμβάνει έγκριση. Μια αντίστοιχη τοπική προσαρμογή για το καρυδάκι μπορεί να λάβει χώρα χρησιμοποιώντας τριγωνισμό μεταξύ πομπού και δέκτη, μέσω τεχνολογίας κάμερας, υπερήχων ή συνδυασμού των δύο. Με τα στατικά συστήματα, το καρυδάκι μπορεί να εντοπιστεί με ακρίβεια εντός 10 mm.

Με έξυπνα, πλήρη συστήματα για αξιόπιστη σύσφιξη, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, οι προμηθευτές και οι πάροχοι υπηρεσιών μπορούν να προστατεύσουν αποτελεσματικά την υγεία των εργαζομένων τους, να αυξήσουν την παραγωγικότητα πέρα από την υποχρεωτική παρακολούθηση και τεκμηρίωση και να διαφυλάξουν και να βελτιστοποιήσουν την ποιότητα της διαδικασίας μακροπρόθεσμα. Επιπλέον, οι πολύπλοκες ακολουθίες συναρμολόγησης των μπαταριών για ηλεκτρική κίνηση μπορούν να σχεδιαστούν έτσι ώστε όχι μόνο να συμμορφώνονται με τα πρότυπα, αλλά και να είναι αποτελεσματικές και χωρίς σφάλματα.