17/06/2024
Door Ad Spijkers
Kunststofspecialist Igus heeft de eerste gecertificeerde energievoorziening voor robots in de batterijproductie ontwikkeld.
Met de groeiende vraag naar elektrische auto’s is ook de behoefte aan hoogwaardige lithium-ionbatterijen toegenomen. In het ideale geval moeten deze worden vervaardigd in droge ruimtes met een minimale luchtvochtigheid en zo min mogelijk vrije deeltjes. Tegelijkertijd is in deze omgeving automatisering vereist omdat mensen niet voor langere tijd in droge schone ruimtes mogen verblijven.
Voor droge ruimtes
Om een veilige en betrouwbare energievoorziening voor robots te garanderen, heeft Igus (met vestiging in Amersfoort) de Triflex R TRC ontwikkeld. Het is de eerste energievoorziening voor robots met dry clean room-certificaat van Fraunhofer IPA voor ISO-klasse 4-5.
Igus heeft een ruime ervaring in energievoorzieningssystemen die bij hoge snelheden en kleine draaicirkels kunnen functioneren. Triflex R is een driedimensionaal beweegbare kabelrups gemaakt van hoogwaardig kunststof voor meerassige robots. Speciale toepassingsgebieden zoals de productie van batterijen stellen echter steeds hogere eisen aan de gebruikte machinecomponenten.
Met de Triflex R TRC en de bijbehorende veerstaafmodule biedt igus nu het eerste energievoorziening voor robots die is gecertificeerd voor toepassingen in droge ruimtes. Het systeem is speciaal ontwikkeld voor de kabeltoevoer aan industriële robots die worden gebruikt bij de productie van batterijcellen.
Dubbele veiligheid
Het systeem bestaat in essentie uit twee componenten: een driedimensionaal beweegbare kabelrups en een veerstangmodule. De kabelrups is een gesloten versie van de Triflex R en is gemaakt van geleidend ESD-materiaal inclusief verbindingselementen met trekontlasting (Electrostatic Discharge). Hierdoor bestaat er geen risico op schade aan ESD-gevoelige onderdelen door abrupte ontlading.
Igus heeft deze variant vanaf het begin uit ESD-materiaal vervaardigd. Dit is bij de productie van batterijen nog vaker nodig dan geschiktheid voor droge ruimtes. Gebruikers besparen kosten omdat het gebruikte materiaal standaard in het assortiment van Igus zit. Een ander voordeel van de kunststoffen van het bedrijf is dat ze, dankzij geïntegreerde vaste smeermiddelen, geen smeervet nodig hebben. Vet zou in een droge ruimte snel uitharden.
Geprefabriceerde modules
Behalve uit de kabelrups bestaat de Triflex R TRC uit een veerstaafmodule. Het systeem is vergelijkbaar met een vaste hengel. Er wordt gebruik gemaakt van twee geïntegreerde glasvezelstaven om de kabelrups tot aan de vijfde as te stabiliseren en contact tussen de robot en de kabelrups te voorkomen. Hierdoor is een vrijwel contactloos productieproces mogelijk, waardoor er tijdens de rotatiebewegingen geen deeltjes ontstaan. De geprefabriceerde modules maken bovendien een snelle en eenvoudige montage mogelijk. Omdat er geen contactpunten zijn, kan het energievoorzieningssysteem ook eenvoudig worden gebruikt met andere, afzonderlijk gecertificeerde producten in de droge ruimte, wat de klant meer flexibiliteit biedt.
Het systeem werd getest in een droge, schone ruimte bij Fraunhofer IPA met een dauwpunt van -40 °C. Dat komt overeen met een relatieve vochtigheid van minder dan 1% bij een kamertemperatuur van 22 °C. Na de tests was het complete systeem het eerste product in zijn soort dat de ISO-klasse 4-certificering ontving. Dat is het best mogelijke resultaat dat met de huidige stand van de techniek kon worden bereikt. Alleen bij snellere bewegingen (v = 2,0 m/s en a = 4,0 m/s2) krijgt het systeem ISO-klasse 5.
Foto: Igus