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Sistemas de fabricación inteligentes Futuro eléctrico

Por: John Lytle, Gerente de Ingeniería

Dos de las mayores tendencias en la industria automotriz actual son los sistemas de producción flexibles y la energía eléctrica. Y aunque a primera vista parezca que tienen poco en común, la verdad es que las tecnologías subyacentes necesarias para implementar ambas son, en muchos casos, idénticas.

La clave del éxito en ambos casos será la aplicación de sistemas inteligentes de fabricación y montaje en todo el proceso de producción. La forma de esa solución ya está comenzando a surgir en las instalaciones de fabricación de baterías más avanzadas del mundo, donde los sistemas de ensamblaje inteligentes están permitiendo niveles de calidad y productividad sin precedentes.

Cómo hacer baterías "perfectas"
Las baterías de ión litio son la tecnología de elección para prácticamente todos los vehículos eléctricos que se producen en la actualidad. Su producción requiere un control extremadamente preciso de una operación que presiona electrolito en polvo en su lugar en ambos lados de una placa colectora metálica. El grosor y la densidad del electrolito en cada lado del colector deben ser lo más idénticos posible para maximizar la capacidad de la batería y la vida útil.

La precisión, la retroalimentación y la verificación requeridas en aplicaciones como esta hacen que la tecnología de servoprensa completamente eléctrica sea la elección correcta. Mi empresa, Promess, ha participado en varios proyectos de baterías en los que Prensas servo (EMAP) con tecnologías de control de posicionamiento y fuerza incorporadas han reemplazado los sistemas de prensas hidráulicas tanto en el prensado de electrolitos como en las operaciones de ensamblaje posteriores.Servo prensas para el control de la fuerza

EMAP es esencialmente una prensa CNC que consiste en un husillo de bolas accionado por un servomotor y equipado con una serie de sensores para medir la posición, la fuerza y ​​cualquier otro número de otros parámetros de proceso. En lo que está emergiendo rápidamente como una solución estándar para baterías automotrices, un par de EMAP equipados con instrumentos integrales de medición de la fuerza y ​​la posición presionan un par de placas de matriz llenas de electrolito simultáneamente. La operación es gestionada por una Promesa. UltraPRO Controlador multieje que sincroniza con precisión el movimiento de las EMAP y controla la cantidad de fuerza aplicada.

Una vez que se logran los parámetros de fuerza y ​​ubicación especificados, el sistema mantiene ese nivel de fuerza durante un tiempo programado para permitir que el electrolito se solidifique. Todos los datos se almacenan para proporcionar una trazabilidad del porcentaje de 100 para cada batería.

Cómo destruir baterías "perfectas" (con un propósito específico)
Las baterías de propulsión automotriz utilizan productos químicos altamente reactivos para almacenar grandes cantidades de energía que hace que la resistencia a los choques sea un criterio de diseño crítico. La única forma práctica de validar las decisiones de diseño incorporadas en esas baterías es probar su destrucción bajo condiciones controladas con precisión que producen resultados confiables que reflejan los datos del mundo real de choques reales.

Aquí nuevamente, la solución es un sistema inteligente programable. Un importante fabricante de automóviles está utilizando EMAP completamente instrumentados para realizar pruebas de aplastamiento y aplastamiento de sus baterías. Las prensas aplastan y / o conducen a los penetradores a través de las baterías para simular el daño a las baterías recuperadas de vehículos estrellados. Los datos generados en estas pruebas se utilizan para desarrollar paquetes de protección aún mejores para la próxima generación de vehículos eléctricos.

Cómo construir mejores motores
Los vehículos mejor equipados dependen de mejores motores para entregar la eficiencia del tren motriz Los vehículos eléctricos deberán ser competitivos con los vehículos convencionales. Esta es otra área en la que los sistemas de ensamblaje inteligentes ayudan a los fabricantes de automóviles a cumplir el objetivo.

EMAPs, por ejemplo, se están utilizando para ensamblar motores de tracción de ruedas de alta eficiencia en varios fabricantes de automóviles. El sofisticado sistema presiona los estatores de núcleo de acero y los cojinetes en un cubo de rotor en una sola operación monitoreada y controlada con sensores de posición y fuerza integrales. Todas las posiciones de los componentes se miden y registran en tiempo real para garantizar la calidad y proporcionar una trazabilidad del porcentaje de 100 para cada ensamblaje.

El camino por delante
Las baterías serán más densas en potencia, los motores serán más eficientes y los sistemas utilizados para fabricarlos serán más flexibles. Esas tendencias están sólidamente establecidas y es poco probable que cambien pronto, y todas serán el producto de sistemas inteligentes. Puedes llevar eso al banco.

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