Przyszłość produkcji akumulatorów: automatyzacja i ochrona środowiska

fot. Bosch Rexroth AG

Zapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe (LIB) szybko rośnie. Aby mu sprostać, globalna produkcja takich akumulatorów musi przyspieszyć, a producenci – zwiększyć swoje moce produkcyjne. Efektywne metody ekonomicznej produkcji akumulatorów są równie ważne, jak koncepcje ich recyklingu. Firma Bosch Rexroth posiada rozwiązania z zakresu automatyki, które wspierają cały łańcuch tworzenia wartości: od produkcji elektrod i ogniw poprzez montaż modułów i pakietów akumulatorów po testowanie i recykling na końcu łańcucha.

Produkcja akumulatorów musi stać się bardziej elastyczna, transparentna i inteligentna 

„Akumulatory są jedną z kluczowych technologii w neutralnym pod względem emisji CO2, zelektryfikowanym świecie. Aby producenci mogli dotrzymać kroku szybkim zmianom w branży, produkcja akumulatorów musi stać się bardziej elastyczna, przejrzysta i inteligentna. Jednocześnie należy znaleźć sposoby na wydłużenie cyklu życia akumulatorów litowo-jonowych i materiałów, z których są one wykonane, w celu wdrożenia systemu odpowiedzialnego zarządzania zasobami na rzecz zrównoważonej mobilności” – wyjaśnia Andreas Letsch, szef centrum kompetencji w zakresie akumulatorów w firmie Bosch Rexroth.

Bosch Rexroth wie, jak sprostać tym wyzwaniom. Jako dostawca rozwiązań z zakresu automatyki, dostarcza komponenty, moduły i rozwiązania systemowe oparte na otwartych interfejsach i zaprojektowane z myślą o optymalnej łączności. Celem jest utworzenie wzajemnie powiązanych rozwiązań dla całego łańcucha tworzenia wartości, które umożliwiają sprawną, zautomatyzowaną i zrównoważoną produkcję akumulatorów.

Automatyzacja, łączność i manipulacja

Bosch Rexroth oferuje rozwiązania w zakresie automatyki i technologii połączeń oraz manipulowania materiałami w całym łańcuchu tworzenia wartości.

Na przykład w dziedzinie automatyki systemy techniki przemieszczeń liniowych można łatwo łączyć z zaawansowanymi rozwiązaniami i aplikacjami napędowymi i sterującymi. Rozwiązania sprzętowe i oprogramowanie z modułowego zestawu narzędzi do automatyzacji ctrlX AUTOMATION mają na celu zwiększenie produktywności i efektywne wykorzystanie zasobów w procesie produkcji akumulatorów oraz polepszenie ich jakości i szybsze wprowadzanie ich na rynek. Platforma ctrlX AUTOMATION eliminuje klasyczne granice między sterowaniem maszynami, środowiskami IT i Internetem rzeczy. Jej komponenty, takie jak kompaktowy kontroler ctrlX CORE z technologią aplikacji i napędy ctrlX DRIVE, zapewniają wsparcie w całym łańcuchu procesu produkcji akumulatorów.

Komponenty, moduły i rozwiązania systemowe na potrzeby automatyzacji 

W zakresie technologii łączenia firma Bosch Rexroth oferuje produkty i podsystemy do tłoczenia i łączenia, dozowania, montażu stelaży oraz dokręcania lub zgrzewania oporowego. Rozwiązania te są wykorzystywane na przykład do montażu pakietów lub produkcji ogniw. Wkrętarka akumulatorowa NEXO zapewnia maksymalną swobodę przy najwyższej niezawodności i dokładności procesu oraz spełnia wszystkie wymagania dotyczące połączeń dokręcanych o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa zgodnie z VDI/VDE 2862.  

Bosch Rexroth wprowadziła również innowacje w zakresie manipulowania materiałami. Na przykład proces produkcji ogniw akumulatorowych jest wspierany przez szybki i elastyczny system transferowy. Połączenie elastycznego systemu transportowego FTS z systemem przenośników łańcuchowych VarioFlow zapewnia elastyczność i dużą prędkość, a ponadto obniża koszty. VarioFlow można łatwo zaprojektować i dostosować do układu instalacji fabrycznej dzięki oprogramowaniu do planowania MTPro. Wzdłuż zaplanowanej ścieżki logistycznej ogniwa akumulatorowe i związane z nimi materiały są szybko i bezpiecznie transportowane do poszczególnych stacji procesowych. Na stacjach tych (obsługujących np. układanie w stosy, spawanie czy testowanie) elastyczny system transportowy AGV przejmuje kontrolę nad każdym nośnikiem obrabianego przedmiotu indywidualnie, umożliwiając w ten sposób precyzyjne pozycjonowanie i zsynchronizowany ruch tego nośnika oraz odpowiadających mu osi procesowych.

Roboty liniowe firmy Bosch Rexroth wielokrotnie sprawdziły się również przy montażu modułów, gdzie posłużyły np. do manipulowania samymi ogniwami, a także montowania obudów i pokryw oraz modułów i pakietów. To mechatroniczne rozwiązanie, oparte na wieloosiowym układzie kartezjańskim, przemieszcza komponenty w sposób precyzyjny i niezawodny. Osie liniowe są połączone z technologią sterowania i oprogramowaniem firmy Bosch Rexroth w taki sposób, że praca związana z uruchamianiem i programowaniem jest ograniczona do minimum. Podstawowa koncepcja robota liniowego jest dostępna również na potrzeby operacji dozowania. Kompatybilne głowice dozujące umożliwiają precyzyjną realizację procesów, takich jak nakładanie past termoprzewodzących lub warstw kleju, co przyczynia się do jeszcze lepszej jakości.

Efektywne wykorzystanie zasobów dzięki recyklingowi

Firma Bosch Rexroth w coraz większym stopniu koncentruje się na oszczędzaniu zasobów. Wspiera powrót cennych surowców do procesu produkcji akumulatorów dzięki skalowalnym i ekonomicznym rozwiązaniom systemowym.

„Surowce stanowią podstawę tworzenia wartości przemysłowej. W procesie produkcji ogniw litowo-jonowych stanowią one dużą część kosztów. Dzięki naszym rozwiązaniom, zaprojektowanym z myślą o zwiększeniu wydajności produkcji, można w zrównoważony sposób zmniejszać zużycie surowców i obniżać koszty. Na koniec swojego cyklu życia zestawy akumulatorów są demontowane, dzięki czemu materiały mogą zostać posortowane i ponownie przetworzone. W ten sposób cenne surowce wracają do procesu produkcyjnego” - wyjaśnia Andreas Letsch.