H2SkaProMo – Entwicklung von Montagesystemen fĂŒr Brennstoffzellen

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1. August 2022

H2SkaProMo – Entwicklung von Montagesystemen fĂŒr Brennstoffzellen

Zielbild H2SkaProMo

Neben dieser Problematik sind zudem zukĂŒnftige Weiterentwicklungen des Produkts zu erwarten, welche nicht nur die Geometrie von Einzelkomponenten und das Gesamtsystem betreffen, sondern auch die verwendeten Materialien und die gesamte Systemarchitektur beeinflussen. Dies erschwert eine einfache Rekonfiguration und damit eine Verwendung der Montagesysteme in folgenden Produktgenerationen. Notwendig ist demnach die Entwicklung von Montagesystemen, die nicht nur der geforderten Skalierbarkeit gerecht werden, sondern auch die Themen WandlungsfĂ€higkeit und Rekonfigurierbarkeit adressieren.

Vor allem im Hinblick auf den demografischen Wandel und den Transfer von ArbeitskrĂ€ften mit jahrzehntelanger Expertise aus der konventionellen Antriebsindustrie ergibt sich hier eine hohe Relevanz. Gleichzeitig muss trotz unterschiedlicher Kompetenzlevel der hohen geforderten ProduktqualitĂ€t Rechnung getragen werden. Möglich wird dies ĂŒber die gezielte Nutzung des digitalen Zwillings fĂŒr prĂ€diktive QualitĂ€tsprĂŒfungen.

Ziele des Projekts
Die ĂŒbergeordnete Zielsetzung von H2SkaProMo besteht darin, mittels skalierbarer, stufenweise automatisierbarer und wandlungsfĂ€higer Montagestationen die Produktion von Brennstoffzellen-Stacks wirtschaftlich und konkurrenzfĂ€hig abzubilden. Dazu werden drei Ausbaustufen einer wandlungsfĂ€higen cyber-physischen Montagelinie entwickelt, welche die Prozesse Vereinzeln, Stapeln, Komprimieren, Verpressen, Finalisieren und Nacharbeit abdecken. Diese Technologiedemonstratoren werden am ZeMA in SaarbrĂŒcken und die Prozesse der Dichtheits- und LastprĂŒfung am Umwelt-Campus in Birkenfeld ausgestellt.

Der Fokus des Projektes liegt auf der einfachen Skalierbarkeit, welche durch einen modularen Aufbau des Montagesystems und standardisierte Schnittstellen ermöglicht wird. Zur Adressierung der Montage von Produkten mit hoher Varianz wird eine manuelle Ausbaustufe entwickelt. Dies ermöglicht eine hohe FlexibilitĂ€t, was den Anforderungen einer Vorserienproduktion gerecht wird. Zudem werden in dieser Ausbaustufe Systeme zur kognitiven Entlastung der Mitarbeiter, wie beispielsweise eine optische WerkerfĂŒhrung und Motion-Tracking-Systeme, eingesetzt, so dass eine Entlastung des Mitarbeiters in der variantenreichen Montage ermöglicht wird. Die KomponentenqualitĂ€t sowie der aktuelle Verbauzustand werden mittels KI-gestĂŒtzter PrĂŒfalgorithmen kontinuierlich erfasst, so dass eine RĂŒckmeldung ĂŒber fehlerhafte Komponenten rechtzeitig erfolgen kann.

Mit teilautomatisierten Montageprozessen wird die steigende und auch volatile Nachfrage bedient. Es wird eine wirtschaftliche und dennoch flexible Kleinserienproduktion ermöglicht. Vereinzeln, Stapeln und die Demontage sind Beispiele fĂŒr kritische Prozesse, die hier optimal durch eine Mensch-Roboter-Kollaboration zu ergĂ€nzen sind. Überwachungssysteme in Kombination mit einer intelligenten Steuerung sollen dabei potenzielle BerĂŒhrungen zwischen Mensch und Roboter frĂŒhzeitig erkennen und eine Bahn- oder GeschwindigkeitsĂ€nderung zum Schutz des Mitarbeiters auslösen. Bionische Handling-Technologien runden den Einsatz der Greifhilfen ab und reduzieren den Einsatz des energieintensiven Mediums Druckluft.[…]


 gekĂŒrzte Online-Version
Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. Rainer MĂŒller, Lennard Margies, M.Sc. & Fabian Klaus, M.Sc. – alle vom ZeMA – Zentrum fĂŒr Mechatronik und Automatisierungstechnik gemeinnĂŒtzige GmbH, SaarbrĂŒcken

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