_Elektromobilität
_Elektromobilität Vollautomatische Montage und Prüfung der Elektronikbaugruppe Schrittmacher für die Elektromobilität Für die Elektromobilität hat der Automationsspezialist SAR eine komplette Produktionslinie entwickelt, die mithilfe von elf Kuka-Robotern die Elektronikbaugruppe von Elektroautos fertigt – präzise, sauber und vollautomatisch. Präzise Montage: Ein KR Cybertech setzt das elektronische Innenleben in das Gehäuse der Elektroauto-Steuereinheit ein. Bild: Kuka Erst montieren, dann prüfen: Ein KR Quantec Roboter prüft die Steuereinheiten für das Elektroauto. Bild: Kuka Die Elektronikbaugruppe ist das Herzstück jedes Elektroautos. Sie ist nur etwas größer als ein Schuhkarton, rund zwölf Kilogramm schwer und wandelt den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom um. SAR aus dem bayerischen Dingolfing hat nun im Auftrag eines Tier- 1-Lieferanten eine Produktionslinie für die Elektronikbaugruppe von Elektroautos entwickelt. „Unser Ziel ist es, mit dem Werkzeug Roboter intelligente Lösungen zu finden, die der konventionelle Ansatz nicht leisten kann“, erklärt Georg Dullinger, Geschäftsleiter Vertrieb bei SAR. Ergebnis ist eine automatisierte Fertigung, die nicht nur Montage-Teile zusammensetzt, sondern von der Kennzeichnung der Einzelteile über die Schraubund Klebeaufgaben bis zu Tests und Prüfungen der Zwischenschritte sowie des fertigen Produkts sämtliche Prozessschritte steuert und überwacht. „Mit einer Aneinanderreihung von Roboterzellen ist es dabei nicht getan“, erklärt Dullinger. „Für diese Prozesse gibt es keine Blaupause, keine Best Practices.“ Daher entwickelte SAR Lösungen für sämtliche Einzelschritte, und die intelligente Verbindung zu einem Gesamtkonzept, lange bevor die Automodelle serienreif waren. „Die Herausforderung ist die hohe Flexibilität: Während der gesamten Entwicklungsphase gab es immer wieder Änderungen am finalen Modell. Gesetzt war lediglich das Verbaumaß der Fahrzeuge. Das Innenleben wurde aber stark modelliert.“ In der aktuellen Konfiguration der Produktionslinie sind nun 28 Roboter im Einsatz, 11 davon stammen von Kuka. Sie übernehmen alle Aufgaben, um 47 einzelne Fahrzeug-Bauteile zu verschrauben, zu verkleben, zu prüfen und letztlich mit dem Auto zu verheiraten. Die einzelnen Schritte der Montage klingen dabei zunächst unspektakulär: In das Gehäuse der Steuereinheit für die Elektro-Autos setzen die Industrieroboter verschiedene Elektronikbauteile ein. Sie reinigen und kontrollieren, sortieren aus oder bearbeiten nach. 28 April 2022
_Elektromobilität 220315_staubli_robotics_anzeige_tx2_140_160_DE_BT_automatica_92x270mm_HR.pdf - März 22, 202 Schrauben im Sauberraum Wegen der empfindlichen Elektronik muss die Montage aber umsichtig und präzise erfolgen. Das bedeutet beispielsweise, dass Klebestellen im Fertigungsprozess zunächst gereinigt werden. Dazu fährt ein KR Agilus von Kuka die Stellen mit einer Plasmalanze nach und befreit sie mit 30.000 Grad heißem ionisiertem Gas von Schmutzpartikeln und anderen Kontaminationen. Anschließend trägt der Roboter Dichtmasse auf. Ein KR Cybertech setzt verschiedene Bauteile ins Gehäuse ein. „Schon kleinste elektrische Ströme können die empfindlichen Bauteile zerstören“, sagt Franz Steinbauer, „daher ist die elektromagnetische Verträglichkeit hier besonders wichtig.“ Anschließend verschraubt ein Roboter die Komponenten. „Insgesamt nutzen wir 158 Schrauben in acht verschiedenen Varianten“, erklärt der Projektleiter. „Über einen Schlauch führt die Anlage alle vier Sekunden eine Schraube zu.“ Was banal klingt, ist in der Praxis komplizierter: Weil die Schrauben als Schüttgut angeliefert werden und diese Art der Verpackung automatisch Abrieb zwischen den einzelnen Metallteilen erzeugt, trennt eine Weiche mithilfe von Druckluft Schrauben und Staub. Die Montage erfolgt praktisch unter Sauberraumbedingungen. Kompletter Datenbaum gesammelt „Über die gesamten Montage-Prozesse hinweg erfassen wir für jedes Bauteil einen sogenannten Datenbaum. Das heißt, von der kleinsten Schraube bis zum Gehäusedeckel des Elektrofahrzeugs können wir genau nachvollziehen, wie sie verarbeitet wurden“, erklärt Vertriebsleiter Dullinger. Zwischendurch erfolgen immer wieder Dichtigkeitsprüfungen und Funktionstests. Besonders spannend ist der letzte Schritt: Ein KR Cybertech Roboter nimmt die fertigen Steuereinheiten für die E-Autos vom Band und befüllt sie mit Wasser. „Eigentlich sollten sich Wasser, Strom und Datentechnik nie begegnen“, sagt SAR-Projektleiter Franz Steinbauer. „Aber in diesem Fall bringen wir innerhalb von etwa 100 Sekunden alles zusammen, das Wasser dient zur Kühlung.“ Schließlich legt der Kuka-Roboter die Steuereinheiten in die Hoch- und Niedervolt-Isolationsprüfung. Zuletzt bekommen die Elektroherzen ihr Betriebssystem aufgespielt. Sind alle Tests positiv und das Wasser wieder abgelassen, sind die Steuereinheiten bereit für ihr Leben als Herzschrittmacher der E-Fahrzeuge. ↓ Kuka Deutschland GmbH www.kuka.com ROBOTICS TX2 Sechsachser, die einfach mehr bieten Die neuen Roboterbaureihen TX2-140/TX2-160 Reichweite bis 2 m Tragkraft bis zu 40 kg Performance und Produktivität auf höchstem Niveau SIL3-PLe Sicherheitsfunktionen für MRK-Anwendungen Hohe Konnektivität, Ethernet Cat5e Automatica 21. – 24. Juni 2022 Halle B5, Stand 329 Stäubli – Experts in Man and Machine www.staubli.com Stäubli Tec-Systems GmbH Tel. +49 (0) 921 883 0, sales.robot.de@staubli.com April 2022 29
