Poland Polski

Wybierz lokalizację

Poland
Dokręcanie połączeń w skomplikowanych zespołach akumulatorowych w fabryce Bosch
Dokręcanie połączeń w skomplikowanych zespołach akumulatorowych w fabryce Bosch
Technology

Narzędzia elektryczne, które nie pominą żadnej śruby!

Sposób na niezawodne i wydajne skręcanie zespołów akumulatorowych dla pojazdów elektrycznych.

Akumulatory dla pojazdów elektrycznych i hybrydowych muszą być skręcane pod napięciem. Ponieważ błędy montażowe stwarzają ryzyko dla zdrowia pracowników, prawidłowego działania pojazdu i jego systemów bezpieczeństwa, istnieją rygorystyczne wymagania dotyczące obowiązkowego monitorowania  i dokumentowania. Czy Przemysł 4.0 zapewnia rozwiązania dla systemów dokręcania połączeń w liniach produkcyjnych i serwisowych, które będą zgodne z normami i jednocześnie ekonomiczne?

Kilkaset śrub w jednym zespole akumulatorowym

Rynek samochodów elektrycznych powoli, ale stabilnie, nabiera rozpędu. Szacuje się, że w 2025 roku produkowanych będzie blisko 20 milionów pojazdów hybrydowych i elektrycznych. Kierownicy produkcji i serwisów stają przed wyzwaniem odpowiedniego przygotowania linii montażowych i warsztatów. W ciągu najbliższych lat pojawi się mnóstwo akumulatorów montowanych, w zależności od modelu, przy użyciu setek śrub. Nowe rozwiązania istotnie wpłyną na moc, zasięg, okres eksploatacji, a w szczególności na bezpieczeństwo pojazdu. Usterka jakiegoś elementu podczas jazdy grozi obrażeniami ciała, śmiercią, a także zanieczyszczeniem środowiska. W związku z tym zgodnie z normą VDI/VDE 2862 dostawcy i producenci OEM muszą ściśle monitorować każde krytyczne dla bezpieczeństwa połączenie skręcane i przechowywać stosowną dokumentację przez dziesięć lat. Menedżerowie szukają sposobów na ekonomiczną i wydajną transformację linii produkcyjnych i serwisowych przy jednoczesnym zapewnieniu jakości procesu.

Dokręcanie połączeń w skomplikowanych zespołach akumulatorowych w fabryce Bosch

Dokręcanie krytycznych dla bezpieczeństwa połączeń w skomplikowanych zespołach akumulatorowych: w fabryce Bosch w Bamberg inteligentny bezprzewodowy wkrętak ze zintegrowanymi czujnikami chroni przed ryzykiem kosztownych napraw, obrażeniami i uszkodzeniami produktu.

Montaż elementów pod napięciem elektrycznym wymaga nowych koncepcji bezpieczeństwa

Zestaw akumulatorowy to złożony system składający się ze sterownika, elementów obudowy oraz wielu modułów akumulatorowych wykonanych z ogniw litowo-jonowych, które są dostarczane zfabryki  w stanie częściowego naładowania. Nawet naprawy takich zestawów (np. wymiany poszczególnych modułów) są z reguły wykonywane pod napięciem. Zwarcie w obecności prądu o napięciu od 400 do 600 V może mieć śmiertelne skutki. Korzystanie z ręcznych narzędzi dokręcających podłączonych za pomocą przewodu zasilającego wiąże się z ryzykiem przypadkowego przeniesienia ładunku na przewodzących częściach metalowych – z nakrętki na wkrętak i z wkrętaka na sterownik. Oczywiście powstaje także istotne zagrożenie dla pracownika, który obsługuje takie narzędzie. Aby nie dopuścić do obrażeń ciała, szkód dla środowiska i uszkodzenia produktu, a jednocześnie nie zwiększyć kosztów, należy korzystać z niezawodnych, inteligentnych i skalowalnych systemów dokręcających, które mogą bezprzewodowo rejestrować i przesyłać dane.

Kompletny system: inteligentny, bezprzewodowy i bezpieczny

Jedno z takich uniwersalnych rozwiązań, które pozwoli dostawcom i producentom OEM spełnić wymagania normy VDI/VDE 2862, a jednocześnie zapewnić maksymalne bezpieczeństwo pracowników, było testowane przez kilka lat w zakładzie produkcji akumulatorów Bosch Rexroth i w końcu trafiło na rynek. Składa się ono z w pełni izolowanego bezprzewodowego wkrętaka Nexo z izolacją ochronną NXAP030/ NXPP012 przeznaczoną specjalnie do montażu akumulatorów. Takie rozwiązanie chroni nie tylko przed przypadkowym umieszczeniem wkrętaka na elementach akumulatora pod napięciem, ale również przed przeniesieniem ładunku na wkrętak. Konstrukcja izolacji ochronnej w klasie napięciowej do 800 V jest potwierdzona certyfikatem Dekra. Izolacja chroni również przed pochwyceniem luźnej odzieży przez napęd.

Izolacja ochrona dla napędów i mocowań narzędzia

Izolacja ochrona dla napędów i mocowań narzędzia chroni pracowników przed niebezpiecznymi napięciami: podczas montażu akumulatorów dla pojazdów elektrycznych obecne może być napięcie na poziomie 400 V lub większe, ale stosowne środki ostrożności obowiązują już od granicy 48 V.

Ogromna wiedza technologiczna

Na podstawie ponad 30-letnich doświadczeń w zakresie kontrolowanej technologii dokręcania firma Rexroth opracowała inteligentny bezprzewodowy wkrętak Nexo. W 1982 roku firma zaprezentowała pierwszy na świecie elektryczny system dokręcający z elektronicznym ogranicznikiem prędkości napędu. W ciągu kolejnych dziesięciu lat na rynek wprowadzono pierwszy system dokręcający z możliwością elastycznego programowania kroków, a także pierwszy całkowicie cyfrowy układ dokręcający. Dokładnie 20 lat przed pojawieniem się modelu Nexo zadebiutował pierwszy w branży cyfrowy wkrętak ręczny. Do dziś wykorzystuje się zastosowane w nim innowacyjne technologie w postaci obsługi wielokanałowej oraz zintegrowanych układów logicznych. Ostatnim krokiem milowym w branży jest Process Quality Manager, czyli oprogramowanie powstałe jako efekt współpracy oddziałów Bosch Rexroth oraz Bosch Software Innovations. Oprogramowanie to wykorzystuje analizę „big data” do wykrywania odchyleń  w procesach produkcyjnych.

35 lat innowacji od Bosch Rexroth

Historia innowacji: od 35 lat firma Bosch Rexroth kształtuje branżę i rozwija technologię kontrolowanego dokręcania.

Niezawodne dokręcanie w ramach Przemysłu 4.0

Jako jeden z kluczowych użytkowników firma Rexroth wnosi swoje doświadczenie do koncepcji Przemysłu 4.0. Dzięki temu, że wkrętak Nexo wyposażono w pełni zintegrowany moduł sterujący, można go stosować w sieciach hal produkcyjnych bez dodatkowego osprzętu, a samo urządzenie komunikuje się bezpośrednio ze sterownikiem linii i serwerem archiwum. Oprogramowanie przeglądarkowe zapewnia dostęp do danych w każdym miejscu – z poziomu komputera PC lub urządzenia mobilnego. Zintegrowany czytnik kodów kresowych, w który wyposażony jest ten bezprzewodowy wkrętak, pozwala ponadto identyfikować części i prowadzi pracownika przez proces montażu. Jeśli wystąpi utrata łączności bezprzewodowej, urządzenie tymczasowo przechowuje wyniki dokręcania w buforze i przesyła je automatycznie natychmiast po ponownym nawiązaniu komunikacji. Dzięki zdecentralizowanej inteligencji, funkcjom łączności, zintegrowanemu systemowi gromadzenia danych i precyzyjnej kontroli procesu nawet w przypadku 1-elementowych rozmiarów partii, bezprzewodowy wkrętak Nexo spełnia wszystkie kryteria Przemysłu 4.0.

Zgodność z wymogami VDI/VDE 2862  i wysoka wydajność

Aby zapewnić zgodność w zakresie obowiązkowego monitorowania i dokumentowania krytycznych dla bezpieczeństwa połączeń skręcanych, konieczny jest pomiar kąta obrotu bezpośrednio na wkrętaku; cele te realizuje się na przykład za pomocą czujników kąta obrotu i momentu obrotowego. Pomiar pośredni na podstawie wartości prądu jest niewystarczający. Dla każdego procesu dokręcania rozbudowany system czujników wkrętaka Nexo generuje do czterech stron DIN A4 z danymi, które są udostępniane w otwartym formacie JSON (JavaScript Object Notation). Menadżer procesu otrzymuje dokładny wykres umożliwiający przeanalizowanie każdej operacji dokręcania. Porównując te dane z parametrami optymalnego procesu, można wykryć o wiele więcej błędów montażowych niż jest to wymagane prawnie. Przykładowo, podczas montażu akumulatorów można wykryć niwłaściwy kabe w procesie dokręcania zacisku kablowego. Detekcja odbywa się tutaj na podstawie wstępnie zdefiniowanych parametrów w programie dokręcania. Kolejne podobne przykłady stanowią detekcje nieprawidłowych śrub oraz brakujących lub podwójnych podkładek.

Bezprzewodowy wkrętak Nexo

Wydajna integracja i wymiana: jako skalowalne i zaawansowane rozwiązanie ze zintegrowaną inteligencją bezprzewodowy wkrętak Nexo pasuje do obecnych systemów IT.

Precyzyjne wytyczne dla pracownika zamiast kosztownych poprawek

Rozmiar bazy danych decyduje również o skuteczności strategii zapobiegania błędom oraz efektywności unikania kosztownych poprawek. Montaż akumulatora odbywa się zgodnie z precyzyjnie określoną sekwencją, która zapobiega brakom lub nieprawidłowościom dokręcanych połączeń. Aby kontrolować liczbę połączeń skręcanych w procesie i natychmiast zgłaszać połączenia NOK (nieprawidłowe), można przygotować odrębny program dla każdego scenariusza dokręcania, który następnie zostaje podzielony nawet na 12 etapów, w tym odkręcania i ponownego dokręcania. Za pośrednictwem terminala z wyświetlaczem oraz systemu lokalizującego pracownik otrzymuje precyzyjne wytyczne. Na przykład niebieski punkt na monitorze wskazuje kolejną pozycję dokręcania; po prawidłowym zakończeniu operacji punkt zmienia kolor na zielony. Możliwe jest także przerwanie sekwencji dokręcania – właściwa pozycja dokręcania zostaje zapisana i wyświetlona pracownikowi po wznowieniu zadania. Jeżeli wkrętak zostanie ustawiony w nieodpowiednim miejscu, nie uzyska zgody na działanie. Lokalizowanie wkrętaka może odbywać się na podstawie triangulacji między przetwornikiem a odbiornikiem, za pomocą kamer, pomiarów ultradźwiękowych lub kombinacji dwóch metod. W przypadku systemów stacjonarnych możliwa jest lokalizacja narzędzie z precyzją do 10 mm.

Efekt: modernizacja gwarantująca „zero błędów”

Dzięki inteligentnym, kompletnym systemom do niezawodnego dokręcania producenci samochodów, dostawcy części i usług mogą skutecznie dbać o zdrowie swoich pracowników, zwiększać produktywność, jednocześnie przekraczając wymagania w zakresie monitorowania i dokumentowania operacji, a także optymalizować jakość procesu w perspektywie długoterminowej. Dodatkowo skomplikowane sekwencje montażu akumulatorów dla pojazdów mobilnych można projektować w taki sposób, aby nie tylko spełniały obowiązujące norm, ale były wysoce wydajne i przebiegały bez żadnych błędów.