新能源汽車的繁榮發(fā)展促進對電池和電池部件的需求激增。總部位于德國科爾恩塔爾-明欣根（鄰近斯圖加特），生產(chǎn)電池防爆片、安全閥等組件的汽車配件供應(yīng)商 Hugo Benzing也正在經(jīng)歷這一波浪潮中。當(dāng)汽車電池過熱時，安全閥會降低電池中的壓力，從而大大提高電動汽車的安全性。安全閥的生產(chǎn)面臨挑戰(zhàn)且高度同步化，因此，自動化解決方案是理想的選擇。
電動汽車采用電力驅(qū)動，而電力可由可再生能源產(chǎn)生。因此，二氧化碳排放得以減少并且氣候得以保護。位于科爾恩塔爾-明欣根的中型公司 Hugo Benzing GmbH & Co. KG敏銳地察覺到，電動汽車代表著勢不可擋的長遠(yuǎn)發(fā)展趨勢。同時，這家安全元件制造商也意識到，自己的專業(yè)知識在電動汽車的制造方面大有可用。因此，他們的安全專家開始致力于研發(fā)電動汽車電池用的防爆膜和防爆片并獲得了相關(guān)專利。若電池組出現(xiàn)過熱問題，這些安全閥可將壓力釋放到外部。通過防止電池中的壓力過高，它們能確保電池乃至電動汽車的安全。
要生產(chǎn)這種電動汽車電池用的安全閥，必須在整個生產(chǎn)流程中持續(xù)進行質(zhì)量控制，以滿足安全要求。閥門由三部分組成，其在 Benzing 的自動化生產(chǎn)單元中完成組裝。“我們最初是手工生產(chǎn)這種閥。”總經(jīng)理 Christian Benzing 回憶說。然而，沒多久他們便意識到，汽車行業(yè)對這些電動汽車安全閥的需求將大幅增長。“所以，我們需要高產(chǎn)量。”Benzing 表示。然而，只有借助自動化才可以實現(xiàn)產(chǎn)能飛躍。此外，采用高端的自動化技術(shù)還能實現(xiàn)安全檢查的標(biāo)準(zhǔn)化。這些正是機械工程和自動化公司 WAFIOS Tube Automation GmbH（位于黑森林區(qū)的西蒙斯瓦爾德鎮(zhèn)）的專家大展拳腳的領(lǐng)域。
“我們在 2019 年 10 月收到了首個自動化工作單元的訂單。第二年，該工作單元就在科爾恩塔爾投入運行了。”WAFIOS Tube Automation 的總經(jīng)理 Boris Kühn 回憶起此類工作單元的早期發(fā)展時說道。自 2023 年以來，兩臺大致相同的工作單元已投入使用，每年共計可生產(chǎn)200萬個安全閥。每個單元中六臺庫卡KR AGILUS機器人協(xié)同工作。它們主要負(fù)責(zé)安全閥的三種的部件組裝：支座、彈簧和鎖定件。此外，這些機器人可以 360 °旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過精確計算的編程可確保它們在工作流程中不發(fā)生碰撞。各個機器人放置和拾取單個部件的轉(zhuǎn)移站是其中的關(guān)鍵，連續(xù)執(zhí)行拾放任務(wù)可保證工作單元的不間斷工作。
模塊化設(shè)計成就了工作單元的可移動優(yōu)勢
WAFIOS Tube Automation 選擇奧格斯堡的機器人專家?guī)炜▉硗瓿?Benzing 訂單有兩個原因：首先，自 2013 年以來，該自動化專家一直是庫卡的系統(tǒng)合作伙伴。其次，Benzing 以前就使用庫卡機器人來執(zhí)行其他自動化流程，并擁有非常良好的合作體驗。最終，他們決定為每個工作單元配備六臺高度精確且工作速度很快的 KR AGILUS。除了機器人的多用途外，整個系統(tǒng)也具備移動性。該系統(tǒng)不會被限制在工廠的固定位置，而是安裝在三塊鋼板上，能毫不費時地整體重新安放到新位置。“由于總是需要調(diào)整生產(chǎn)流程，這一優(yōu)勢無疑讓我們大獲裨益。有了這樣的可移動解決方案，我們再也不必面對代價高昂的停產(chǎn)時間。”Christian Benzing 表示。
Benzing 采用三班制生產(chǎn)電動汽車的電池安全閥。員工通過堆垛系統(tǒng)將支座送入系統(tǒng)，從而啟動自動化生產(chǎn)流程。在那里，KR AGILUS 拾取一個支座，并送至光檢點通過圖像處理攝像頭執(zhí)行檢測。這些攝像頭是檢測流程的重要組成部分。在檢測完支座之后，將已檢測過的彈簧放入。最后，將鎖定件安裝并進行檢測。如果部件有缺陷，KR AGILUS 會將其分揀到專用的盒子中。在檢測所有組件后，機器人就會將它們轉(zhuǎn)移至組裝站。“在那里會使用高頻超聲波來焊接組件。”WAFIOS Tube Automation 的另一位總經(jīng)理 Dietmar Dengler 解釋說。所產(chǎn)生的蒸汽會被抽走，以保護員工。然后，一臺機器人會將焊接好的部件轉(zhuǎn)移至去毛刺工作站，以去除焊接殘留物。該位置還集成了另一個測試工作站。如果完成的組件符合要求，便在一個氦氣室中進行密封測試。“如果一切正常，便對組件進行激光刻標(biāo)，然后下線。”Dengler 說道。在生產(chǎn)流程中，如果操作員認(rèn)為有必要，還可要求對單獨的組件進行檢測。一旦完成所有的自動化生產(chǎn)步驟，操作員就可取下制作好的安全閥成品。事實證明，機器人用于拾取和放置單個精密部件的夾爪是一大挑戰(zhàn)。“如果握得太緊，彈簧的 6 個臂桿會彎曲。”Dengler 解釋道。但是，WAFIOS Tube Automation 的專家熟悉夾爪工具的此類要求，并針對組裝單元進行了自主開發(fā)。操作系統(tǒng)和六臺 KR AGILUS 機器人的綜合控制系統(tǒng)也是內(nèi)部開發(fā)的，并且多年來得到客戶的青睞和廣泛使用。“操作員只需對控制系統(tǒng)進行編程，無需具備任何機器人知識。”Kühn 強調(diào)說。Hugo Benzing GmbH & Co. KG 的員工對自動化系統(tǒng)很滿意。得益于他們的“機器人同事”，員工們現(xiàn)在擁有更多的時間和精力來從事其他生產(chǎn)活動。此外，由于組裝流程的復(fù)雜性、繁多的測試流程以及產(chǎn)量的劇增，以手工方式生產(chǎn)安全閥已行不通。因此，該公司對電動汽車持續(xù)的大規(guī)模普及做出了巨大貢獻。
