Công suất cao mà không thiếu bất kỳ bu lông nào!

Bộ pin cho xe điện và xe hybrid phải được siết theo dòng điện. Vì các lỗi lắp ráp có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động, hoạt động bình thường và hệ thống an toàn của phương tiện, nên có các yêu cầu nghiêm ngặt liên quan đến việc giám sát và lập tài liệu bắt buộc. Công nghiệp 4.0 cung cấp những giải pháp nào để các kết nối siết trong sản xuất và dịch vụ vừa phù hợp với tiêu chuẩn vừa tiết kiệm?

Dù phát triển chậm nhưng xe điện chắc chắn sẽ tăng trưởng. Người ta ước tính rằng gần 20 triệu xe hybrid và xe điện sẽ được sản xuất vào năm 2025. Các nhà quản lý sản xuất và dịch vụ được kêu gọi để chuẩn bị dây chuyền sản xuất và nhà xưởng cho phù hợp. Trong những năm tới, sẽ có rất nhiều bộ pin, tùy thuộc vào kiểu xe, được lắp ráp bằng vài trăm bu lông và ảnh hưởng lớn đến công suất, phạm vi hoạt động, tuổi thọ và độ an toàn của xe nói riêng. Nếu các linh kiện riêng lẻ bị hỏng trong khi lái xe, điều đó sẽ gây nguy hiểm đến tính mạng, cơ thể và môi trường. Do đó, theo tiêu chuẩn VDI/VDE 2862, các nhà cung cấp và OEM phải giám sát chính xác từng kết nối thắt chặt quan trọng về an toàn và lưu trữ dữ liệu dạng văn bản trong mười năm. Nhiều nhà quản lý muốn biết làm thế nào họ có thể thực hiện quy trình chuyển đổi trong sản xuất và dịch vụ một cách tiết kiệm và hiệu năng, đồng thời đảm bảo chất lượng quy trình.

Bộ pin là một hệ thống phức tạp bao gồm bộ điều khiển, các bộ phận bên trong và nhiều mô-đun ắc quy làm bằng tế bào lithium-ion, được sạc một phần từ nhà máy. Ngay cả việc sửa chữa - chẳng hạn như thay thế một mô-đun - thường được thực hiện khi đang ở mức thấp. Một mạch điện ngắn ở 400 đến 600 vôn có thể gây chết người. Sử dụng dụng cụ siết cầm tay được kết nối bằng dây điện có nguy cơ vô tình truyền điện thế qua các bộ phận kim loại dẫn điện, từ đai ốc đến súng siết ốc và từ đó đến bộ điều khiển. Tất nhiên, điều này cũng gây ra rủi ro đáng kể cho người công nhân cầm và vận hành súng siết ốc cầm tay. Để ngăn ngừa thương tích, thiệt hại môi trường và các trường hợp trách nhiệm sản phẩm mà không gây nguy hiểm đến lợi nhuận, cần có các giải pháp thắt chặt đáng tin cậy, thông minh và có khả năng mở rộng có khả năng ghi và truyền dữ liệu không dây.

Đây là giải pháp toàn diện, mà các nhà cung cấp và OEM có thể sử dụng để dễ dàng đáp ứng các yêu cầu của VDI/VDE 2862, đồng thời mang lại sự an toàn tối đa cho người lao động. Giải pháp đã được thử nghiệm trong nhiều năm trong quá trình sản xuất pin của Bosch Rexroth và cuối cùng đã được tung ra thị trường. Hệ thống này cũng được cách nhiệt hoàn toàn, Súng siết ốc không dây Nexo với lớp cách điện bảo vệ, NXAP030/NXPP012 được thiết kế đặc biệt cho việc lắp ráp pin, và do đó không chỉ cung cấp khả năng bảo vệ khỏi việc vô tình súng siết ốc vào các bộ phận của pin mang điện áp, mà còn chống truyền điện áp tới súng siết ốc. Thiết kế của lớp cách nhiệt bảo vệ hiện tại lên đến 800 V đã được Dekra xác nhận. Lớp cách nhiệt bảo vệ cũng ngăn không cho quần áo rộng bị vướng vào bộ truyền động đầu ra.

Rexroth đã có hơn 30 năm chuyên môn kỹ thuật trong lĩnh vực Công nghệ siết có kiểm soát vào súng siết ốc không dây Nexo thông minh của mình. Năm 1982, công ty đã giới thiệu hệ thống siết điện đầu tiên trên thế giới với chức năng ngắt tốc độ truyền động điện tử. Trong mười năm sau đó, hệ thống siết đầu tiên với bước lập trình linh hoạt và hệ thống siết hoàn toàn kỹ thuật số đầu tiên đã ra đời. Đúng 20 năm trước khi Nexo xuất, chiếc súng siết ốc cầm tay kỹ thuật số trên thế giới đã ra mắt lần đầu tiên. Khả năng đa kênh và logic tích hợp của công nghệ tiên tiến này vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Dấu mốc mới nhất là Process Quality Manager, một giải pháp phần mềm được phát triển với sự hợp tác giữa Bosch Rexroth và Bosch Software Innovations, sử dụng phân tích dữ liệu lớn để phát hiện các sai lệch trong quy trình sản xuất.

Là một người dùng chính, Rexroth cũng áp dụng kiến thức chuyên môn của mình vào thời đại Công nghiệp 4.0. Bởi vì Nexo có bộ điều khiển tích hợp đầy đủ, nên hệ thống này phù hợp với mạng khu vực sản xuất mà không cần bất kỳ phần cứng bổ sung nào. Hệ thống có thể giao tiếp trực tiếp với máy chủ lưu trữ và kiểm soát dây chuyền. Phần mềm dựa trên web cung cấp quyền truy cập dữ liệu độc lập theo vị trí - cho dù từ PC hay thiết bị thông minh. Nhờ máy quét mã vạch tích hợp, súng siết ốc không dây cũng có thể xác định các bộ phận tương ứng và hướng dẫn chính xác công nhân trong quá trình lắp ráp. Nếu kết nối không dây bị mất, thiết bị sẽ tạm thời lưu trữ dữ liệu kết quả siết trong bộ đệm dữ liệu và truyền dữ liệu tự động sau khi thiết lập lại kết nối trở lại. Với trí tuệ phi tập trung, khả năng kết nối, thu thập dữ liệu tích hợp và kiểm soát quy trình được nhắm mục tiêu đến kích thước lô 1, súng siết ốc Nexo không dây đáp ứng tất cả các tiêu chí của thời đại Công nghiệp 4.0.

Tuân theo tài liệu và giám sát bắt buộc đối với các kết nối siết quan trọng về an toàn, mô-men xoắn và góc quay phải được đo trực tiếp trên máy siết ốc; điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các công cụ như cảm biến góc quay và mô-men xoắn. Phép đo gián tiếp thông qua dòng điện được sử dụng là không đủ. Đối với mỗi quy trình siết, hệ thống cảm biến mở rộng của Nexo tạo ra tối đa bốn trang DIN A4 dữ liệu, được cung cấp ở định dạng JSON mã nguồn mở (JavaScript Object Notation). Người quản lý quy trình nhận được một đồ thị chính xác để phân tích nhanh từng trường hợp siết. Bằng cách so sánh điều này với quy trình tối ưu, có thể phát hiện nhiều lỗi lắp ráp hơn nhiều so với quy định trong khung pháp lý. Ví dụ: trong lắp ráp pin, có thể phát hiện cáp không chính xác khi siết chặt kẹp cáp vì các thông số đã được xác định trước trong chương trình siết. Một ví dụ khác là các bu lông không chính xác và vòng đệm bị thiếu hoặc vòng đệm kép.

Kích thước của cơ sở dữ liệu cũng xác định mức độ hiệu quả của một chiến lược ngăn chặn lỗi thực sự, cũng như xác định cách ngăn chặn hiệu quả việc phải thực hiện lại công việc một cách tốn kém. Cuối cùng, việc lắp ráp pin tuân theo một trình tự được xác định chính xác, theo đó không có kết nối siết nào bị thiếu hoặc bị lỗi. Để kiểm soát số lượng kết nối siết trong quy trình và xác định ngay lập tức các kết nối NOK (not OK), một chương trình riêng biệt có thể được tạo cho từng trường hợp siết, lần lượt được chia thành tối đa 12 bước - bao gồm tháo ra và siết lại. Nhân viên nhận được hướng dẫn chính xác, kết hợp với thiết bị đầu cuối hiển thị và giải pháp bản địa hóa. Ví dụ: một điểm màu xanh lam trên màn hình hiển thị vị trí siết tiếp theo; khi vị trí này đã được siết thành công, màn hình sẽ chuyển sang màu xanh lục. Việc làm gián đoạn trình tự siết cũng có thể xảy ra. Vị trí siết tương ứng được lưu và hiển thị cho công nhân khi nhiệm vụ được tiếp tục. Nếu súng siết tốc không ở đúng vị trí, nó sẽ không nhận được sự chấp thuận. Bản địa hóa súng siết ốc tương ứng có thể diễn ra bằng cách sử dụng tam giác giữa máy phát và máy thu, bằng công nghệ camera, sóng siêu âm hoặc kết hợp cả hai. Với hệ thống tĩnh, máy siết tốc có thể được định vị chính xác trong vòng 10 mm.

Với các hệ thống thông minh, hoàn chỉnh để siết đáng tin cậy, các nhà sản xuất ô tô, nhà cung cấp và nhà cung cấp dịch vụ có thể bảo vệ hiệu quả sức khỏe của người lao động, tăng công suất vượt quá trình giám sát và tài liệu bắt buộc, đồng thời bảo vệ và tối ưu hóa chất lượng quy trình trong thời gian dài. Ngoài ra, trình tự lắp ráp phức tạp của các bộ pin dành cho xe điện có thể được thiết kế để chúng không chỉ phù hợp với tiêu chuẩn mà còn hiệu quả và không bị lỗi.