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Montage des Akkupacks | Danikor-Winkel-Drehmomentmessgeräte ermöglichen ein hochwertiges, intelligentes Anziehen

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Die Winkel-Drehmomentmessköpfe von Danikor ermöglichen ein hochwertiges, intelligentes Anziehen

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Als Kernbaugruppe einer Antriebsbatterie bestimmt der Montage- und Anziehprozess des PACKs unmittelbar die allgemeine Sicherheitsleistung des Fahrzeugs. Die internen Arbeitsstationen des PACKs sind komplex, weisen zahlreiche Schraubstellen auf und unterliegen strengen Sicherheitsanforderungen. Herkömmliche Anziehwerkzeuge sind zunehmend nicht mehr in der Lage, die Produktionsanforderungen hinsichtlich hoher Taktzahlen, hoher Zuverlässigkeit und vollständiger Datenrückverfolgbarkeit zu erfüllen. Viele Hersteller von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben sehen sich bei der Implementierung von PACK-Fertigungslinien mit praktischen Herausforderungen konfrontiert, wie Platzmangel, Schwierigkeiten bei der Steuerung gemischter Fertigungslinien, hohem Druck zur Fehlervermeidung und mangelnder Datenrückverfolgbarkeit.
I. Fünf zentrale Probleme der Branche bei der Montage von Antriebsbatterie-PACKS

Ein Antriebsbatterie-PACK umfasst eine große Anzahl von Komponenten wie das BMS, Hoch- und Niederspannungskabelbäume, Module und Gehäuse mit einer erheblichen Anzahl sicherheitskritischer Verbindungspunkte der Klassen A und B. Die herkömmliche Anziehmethode weist mehrere Prozessmängel auf, die die Verbesserung der Produktionsausbeute und die Qualitätskontrolle einschränken.

Begrenzter Arbeitsraum, schlechte Zugänglichkeit für Werkzeuge und häufige Montagefehler: PACKs weisen viele tief liegende, seitlich angeordnete und durch Hindernisse eingeschränkte, enge Arbeitsbereiche auf. Herkömmliche gerade Schraubendreher neigen zu Kollisionen, wodurch es unmöglich ist, die Schraubspitze vertikal zur Schraube auszurichten, was zu Montagefehlern wie schrägen Schrauben, lockeren Schrauben und abgerichteten Gewinden führt. Die eingeschränkte Bewegungsfreiheit in engen Räumen erschwert die manuelle Bedienung und erhöht die Nacharbeitskosten.

Modellgemischte Fertigung, komplexe Umrüstungen und Schwierigkeiten bei der Gewährleistung einer gleichbleibenden Anzugsqualität: OEM-PACK-Fertigungslinien unterstützen in der Regel die modellgemischte Fertigung mit häufigen Änderungen der Schraubenspezifikationen und Drehmomentparameter. Herkömmliche Werkzeuge sind auf manuelle Parameteränderungen angewiesen, was zu Einstellungsfehlern führen kann. Betriebsunterschiede zwischen Arbeitsstationen und Bedienern erschweren es, die Konsistenz der Anzugsmomente bei jeder Schraube während der Massenproduktion zu gewährleisten, was sich auf das Restdrehmoment der Verbindungen auswirkt und die Betriebssicherheit des Batteriepacks gefährdet.

Häufiges Auslassen, falsches oder wiederholtes Anziehen führt zu hohem Druck bei der Fehlervermeidung: Die Schrauben eines einzelnen PACKs sind über verschiedene Bereiche verteilt, wobei kritische Verbindungen der Sicherheitsstufe A/B zugeordnet sind. Herkömmliche Verfahren verfügen nicht über zwingende Mechanismen zur Fehlervermeidung, wodurch es leicht zu ausgelassenen, falschen oder wiederholten Anziehvorgängen kommen kann. Prozessfehler an kritischen Stellen können zu Kontaktmängeln und Wärmeentwicklung führen und in extremen Fällen das Risiko eines thermischen Durchgehens auslösen. Sich ausschließlich auf manuelle Nachprüfungen zu verlassen, ist ineffizient und geht mit einer hohen Fehlerquote einher.

Strenge Anforderungen an die Sicherheitsstufe und Schwierigkeiten bei der Kontrolle des Restdrehmoments: Kritische Verbindungen wie Hoch- und Niederspannungskabelbäume, Sammelschienen und die Befestigung des BMS erfordern extrem hohe Standards hinsichtlich Restdrehmoment und Verbindungszuverlässigkeit. Herkömmliche Werkzeuge verfügen nicht über eine ausreichende Genauigkeit bei der Drehmomentregelung; ein zu festes Anziehen beschädigt Komponenten, während ein zu lockeres Anziehen zu Drehmomentverlust und Lockerung führt, was die Einhaltung der hohen Sicherheitsanforderungen bei der Montage von Antriebsbatterien erschwert.

Fragmentierte Drehmomentdaten und unzureichende Rückverfolgbarkeit über die gesamte Kette: Die Fertigung im Bereich der neuen Energien erfordert eine zunehmende Rückverfolgbarkeit von Prozessdaten. Herkömmliche Werkzeuge können Daten wie Drehmoment, Winkel, Anziehkurve und Informationen zur Arbeitsstation nicht vollständig erfassen. Diese Daten lassen sich nur schwer in das MES-System integrieren. Folglich ist es bei Auftreten von Fehlern unmöglich, die Ursache schnell zu überprüfen und zu lokalisieren, und der Prozessoptimierung fehlt die datentechnische Unterstützung.

II. Danikor-Winkelsensorwerkzeuge: Eine zielgerichtete Lösung für komplexe PACK-Anzugsbedingungen

Um die oben genannten Probleme bei der PACK-Montage zu beheben, hat Danikor eine komplette intelligente Anzugslösung entwickelt, die Winkelsensor-Werkzeuge und eine Webserver-Plattform umfasst. Die Hardware überwindet räumliche Einschränkungen, während die Software einen lückenlosen Qualitätsregelkreis aufbaut, der auf Massenproduktionsszenarien bei Power-Batterie-PACKS zugeschnitten ist.

Konstruktion des Winkelkopfes – Überwindung betrieblicher Herausforderungen an engen Arbeitsstationen mit tiefen Aussparungen: Das kabelgebundene Winkelsensorwerkzeug von Danikor verfügt über einen Winkelkopf, der Kollisionen mit der inneren Struktur des PACKs geschickt vermeidet. Es kann sich an komplexe Arbeitsstationen mit tiefen Hohlräumen, seitlichen Zugängen und versperrten Bereichen anpassen, in denen gerade Werkzeuge nicht eingesetzt werden können. Dies ermöglicht ein flexibles Anziehen aus verschiedenen Winkeln und Positionen, verbessert die Zugänglichkeit für das Werkzeug erheblich und reduziert physisch Probleme wie schräge Schrauben, lose Schrauben und Fehlausrichtungen, wodurch es sich an Montageszenarien mit dicht gepackten Schraubpunkten im Inneren des PACKs anpasst.

Integrierter Hochpräzisionssensor und selbst entwickelte Algorithmen gewährleisten die Anzugsgenauigkeit für Punkte der Klassen A/B: Das Werkzeug verfügt über einen hochpräzisen Drehmomentsensor in Verbindung mit selbst entwickelten Algorithmen zur Anzugssteuerung, um sowohl das Drehmoment als auch den Winkel – die beiden Kernparameter – präzise zu steuern. Es eignet sich für hochsichere Verbindungen der Klassen A und B wie BMS und Hoch-/Niederspannungskabelbäume. Es sorgt für eine stabile Leistung während der zyklischen Serienfertigung, garantiert die Anzugsgenauigkeit und steuert das Restdrehmoment effektiv. Dadurch wird verhindert, dass ein zu festes Anziehen Komponenten beschädigt und ein zu lockeres Anziehen zu einer Lockerung und zum Ausfall führt, wodurch die Zuverlässigkeit der Batteriepack-Verbindungen gewährleistet wird.

Aufgabensteuerung und Pset-Programmaufrufe, die den Anforderungen an die Fehlersicherung in der Mischlinienfertigung gerecht werden: Das Werkzeug unterstützt die Auftragsverwaltung und den Aufruf von Pset-Programmen und ermöglicht so die Umschaltung von Prozessparametern per Knopfdruck in Szenarien mit mehreren Schraubenspezifikationen – geeignet für die gemischte Modellproduktion. Es verfügt über eine Schraubenzählung, wobei das System die Arbeitsreihenfolge automatisch erkennt, um subjektive menschliche Fehler wie ausgelassene oder wiederholte Anziehvorgänge wirksam zu verhindern. Es überwacht Drehmoment, Winkel, Zeit und die Anziehkurve in Echtzeit und gibt sofort eine Warnung aus, sobald Anomalien wie ausgefranste Gewinde oder lockere Schrauben erkannt werden. Dadurch wird eine Fehlervermeidung in Echtzeit während der Montage erreicht, wodurch die Qualitätskontrolle bereits in die Produktionsphase vorverlegt wird.

III. Webserver-Plattform: Aufbau eines geschlossenen digitalen Rückverfolgungskreislaufs für den gesamten PACK-Montageprozess

Leistungsstarke Schraubwerkzeuge allein reichen für eine lückenlose Qualitätskontrolle nicht aus. Danikor ergänzt die Hardware durch eine Webserver-Plattform, die Hardwaredaten konsolidiert, ein linienweites Qualitätsmanagement ermöglicht und die digitale Lücke in PACK-Fertigungslinien schließt.

Umfassende Echtzeit-Datenerfassung, nahtlose Integration in MES-Systeme: Die Plattform erfasst umfassende Anzugsdaten in Echtzeit, darunter Drehmoment, Winkel, Anzugskurve, Zeitstempel, Werkzeugstatus und Informationen zur Arbeitsstation. Sie unterstützt die nahtlose Anbindung an das MES (Manufacturing Execution System) der Produktionslinie, wodurch Datenvernetzung erreicht und das Problem der Datensilos bei herkömmlichen Modellen gelöst wird.

Mehrere Mechanismen zur Datensicherung gewährleisten vollständige und sichere Datenintegrität: Funktionen wie die Wiederaufnahme nach Unterbrechungen, intelligente Datensicherung und hierarchische Berechtigungsverwaltung stellen sicher, dass die Speicherung der Anzugsdaten vollständig und zuverlässig ist, und verhindern den Verlust kritischer Prozessaufzeichnungen aufgrund von Betriebsschwankungen vor Ort. Techniker können die Überwachung des Anlagenbetriebs, die Analyse der Prozessausführung sowie den Vergleich von Spannkurven-Überlagerungen durchführen, was eine schnelle Identifizierung von Montageabweichungen ermöglicht, die Zeit für die Fehleranalyse verkürzt und die Effizienz bei der Problemlösung in der Fertigungslinie verbessert.

Automatisierte Übermittlung anpassbarer Berichte zur Förderung der Prozessiteration und -optimierung: Die Webserver-Plattform unterstützt die rollenbasierte Anpassung von Datenanalyseberichten und kann Anomalieberichte automatisch per E-Mail an das zuständige Personal senden. Qualitätsprobleme werden den relevanten Parteien sofort nach ihrem Auftreten mitgeteilt. Dadurch wird ein vollständig digitaler geschlossener Regelkreis von der Schraubausführung und Qualitätsüberwachung bis hin zur Prozessiteration erreicht, der die Umstellung auf intelligente Fertigung in Fabriken für Antriebsbatterien unterstützt.

Die umfassende intelligente Schraublösung von Danikor hilft Unternehmen der neuen Energiewirtschaft dabei, die Produktionseffizienz bei der PACK-Montage zu steigern, die Qualitätskontrolle über den gesamten Prozess hinweg zu stärken und die digitale Transformation ihrer Produktionslinien zu beschleunigen.