Flexibilné laserové zváranie na diaľku - e-mobilita
Výkonný balík technológií na zváranie od batériových článkov po elektromotory
Na zváranie vysoko citlivých a náročných aplikácií pre elektromobilitu v automobilovej výrobe sú potrebné presné, procesne spoľahlivé a úsporné laserové spoje. Kontakty musia byť absolútne bezchybné a musia zaručovať vysokú pevnosť a optimálny prenos prúdu. Pri výrobe batériových článkov, elektromotorov a elektrických kontaktov sa zvárajú hliníkové a medené materiály, čo si vyžaduje koncentrovaný, kontrolovateľný príkon energie a reprodukovateľné procesy. Nároky na technológiu sú primerane vysoké: skenery na dynamické spracovanie musia generovať vysoké intenzity lasera, ktoré sa optimálne dávkujú pomocou sofistikovaných koncepcií riadenia, aby vyhovovali aplikácii.
V spolupráci so spoločnosťou Blackbird ponúka ABICOR BINZEL vysoko flexibilné riešenia diaľkového laserového zvárania pre elektromobilitu, vďaka ktorým je laserové zváranie obzvlášť náročných spojov od batériových článkov až po elektromotory procesne bezpečné a hospodárne.
Výzvy laserového zvárania v elektromobilite
Pri diaľkovom laserovom zváraní elektrických kontaktov, batériových článkov a bipolárnych dosiek palivových článkov existujú rôzne výzvy pre technológiu laserového zvárania. Ide o tieto problémy:
Zváranie elektrických kontaktov
Výzvou pri zváraní elektrických kontaktov je na jednej strane zváranie rôznych materiálov, ako je meď a hliník, a na druhej strane ich plošné spojenie na čo najmenšom priestore a maximálny prierez spoja pre optimálny prenos prúdu. To znamená: Musí sa vytvoriť veľký počet spojov, ktorých spojovacie plochy majú čo najväčšiu reprodukovateľnosť. Tolerancie, ktoré sa prirodzene vyskytujú, sú v tomto prípade normálne a musia sa kompenzovať. Na tento účel je dôležité, aby sa dráha laserového lúča - generovaná 2D skenerom - mohla prispôsobiť polohe a tolerancii súčiastky. Vysokofrekvenčná oscilácia tiež umožňuje presnú kontrolu geometrie spoja a hĺbky zvárania. Najvyššou disciplínou je zváranie statorových vláseniek v elektromotoroch, kde nie sú prípustné absolútne žiadne chyby.
Zváranie batériových článkov
Tesné spoje sú nevyhnutné na konečné utesnenie batériových článkov a ich integráciu do batériových modulov - a to pri veľmi krátkom čase cyklu. Pri zváraní batériových článkov musí byť laserový lúč umiestnený a vedený presne na kontúru zvárania. Ak sa na tento účel na zvárací pohyb navrství oscilácia, je možné dosiahnuť lepšie premostenie medzier a kompenzovať tolerancie v komponente pri zachovaní rovnakej hĺbky zvárania.
Zváranie bipolárnych dosiek palivových článkov
Bipolárna doska je komponent s viacerými funkciami. V palivovom článku má za úlohu viesť a oddeľovať plyn a slúži ako elektrická prípojka, ako aj na chladenie. Na výrobu bipolárnej dosky sa laserom zvárajú dva veľmi tenké plechy z nehrdzavejúcej ocele v prekrývajúcom sa spoji, aby sa vytvorila tesná doska. Vysoká rýchlosť zvárania zabezpečuje, že prívod energie silne zaostreného laserového lúča môže pôsobiť na plechy takým spôsobom, že proces zvárania vytvára bezpečné spoje s malým skreslením. Na optimalizáciu rozloženia energie sa môžu použiť optické prvky na tvarovanie lúča. Týmto spôsobom sa redukujú nestability, ako je napríklad humping - čo sú nepravidelnosti zváraného spoja -, tvorba pórov a vyhadzovanie spoja, ktoré môžu vzniknúť v dôsledku náročných parametrov procesu.
Technologický balík Blackbird
Pre e-mobilitu znamená komplexný balík technológií Blackbird s predajnou a servisnou sieťou ABICOR BINZEL ekonomické výhody: vysoko dynamické systémy skenerov, sofistikované technológie riadenia, optimálne prispôsobená optika a mimoriadna užívateľská prívetivosť môžu optimalizovať výrobné procesy pre diaľkové laserové zváranie v e-mobilite prostredníctvom medzinárodnej siete kdekoľvek na svete.
S týmto kompletným systémom možno realizovať bezpečné procesy s vysokou ekonomickou efektívnosťou.
Konfigurácia špecifická pre aplikáciu
- RobotSyncUnit (RSU) – inteligentný softvér
- ScanControlUnit (SCU) – vysoko efektívne riadenie
- intelliSCAN FT – výkonný 2D skener
- ScaVis – vysoko inteligentné rozpoznávanie a spracovanie obrazu
Kamerová technológia ScaVis - pre zaručené bezpečné kontakty
Pri laserovom zváraní vláseniek je kamera ScaVis nevyhnutnosťou. Pri laserovom zváraní iných kontaktov je cenným prínosom.
Kvalitné strojové videnie zabezpečuje vysokú kvalitu procesu, ktorá musí byť stopercentne zaručená najmä pri zváraní vlasových sponiek. Kamera Blackbird ScaVis zaručuje, že každý z až 400 párov kolíkov je zváraný absolútne bezchybne. Za tým stojí spoľahlivý systém detekcie a lokalizácie drôtov, ktorý definuje charakteristické geometrie súčiastky. Na základe snímok z kamery sa definuje a parametrizuje zváracia dráha v režime offline. Pred spustením procesu laserového zvárania softvér RobotSyncUnit (RSU) porovnáva skutočné obrysy súčiastky s uloženým vzorom. Hneď ako sa zistí odchýlka mimo definovaných hraníc, a teda neprípustná poloha súčiastky, systém odošle varovanie do riadenia stroja a zabráni zváraniu.
Samozrejme, údaje o zváraní sa dokumentujú v PLC používateľa, a tým sa zabezpečuje kontrola výsledkov zvárania.
Záruka bezchybných zvarov
Vzhľadom na agilné a čiastočne externe zabezpečované procesy obstarávania môže byť komponent v automobilovej výrobe nakupovaný od rôznych dodávateľov. Keďže sa používajú aj rôzne výrobné technológie, odchýlky komponentov v dodávaných šaržiach sú doslova vopred naprogramované. Aby bolo možné pripraviť sa na všetky nepredvídané udalosti, softvér technologického balíka Blackbird obsahuje veľké množstvo obrazových informácií o možnom vyhotovení komponentu. Simulácia procesu rozpoznávania obrazu umožňuje overiť programovo špecifické nastavenia kamery ScaVis pre novú dávku.
V prípade, že sa komponent niekedy dostane mimo stanovených limitov, systém jednotlivé zvary vynechá. Tým sa zabráni vzniku chybných zvarov, pretože by sa tým súčiastka nenávratne zničila. Ak sa zvar vynechá, možnosť prepracovania zostáva otvorená. V takom prípade môže operátor systému zvar umiestniť ručne v programovom rozhraní ScaVis. Ak je proces časovo kritický, nadriadenému riadiacemu systému možno zadať príkaz na vynechanie zvarov, aby bolo možné komponent neskôr prepracovať.
Diaľkové laserové zváranie pre elektromobilitu
- Dosahuje dobrú reprodukovateľnosť aj pri zložitých úlohách kontaktovania
- preddefinované algoritmy v rámci softvéru RSU rozhodujú medzi laserovým zváraním alebo zásahom používateľa
- Umožňuje nastavenie presných zvarových spojov aj pri nízkych časoch cyklu
- existuje optimalizovaná časová postupnosť rozpoznávania obrazu, vyhodnocovania obrazu, polohovania skenera, ako aj vykonávania zvárania
- Zabezpečuje spoľahlivú dokumentáciu údajov
- prenosom údajov o zváraní do používateľského PLC sa výsledky zvárania stávajú sledovateľnými
Balík riešení ABICOR BINZEL & Blackbird
Kto chce premyslený, spoľahlivý a hospodárny balík riešení pre elektromobilitu v automobilovej výrobe, je s komplexnou ponukou spoločností ABICOR BINZEL a Blackbird na bezpečnej strane. Vysoko vyvinutá a výkonná technológia Blackbird sa môže v automobilovom priemysle využívať na medzinárodnej úrovni prostredníctvom celosvetovej predajnej a servisnej siete spoločnosti ABICOR BINZEL.
Výhody tohto balíka riešení pre e-mobilitu v automobilovej výrobe
- Sofistikovaný balík technológií
- Medzinárodná sieť expertov
- Celosvetová aplikačná a servisná podpora