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Fertigung von Proton-Exchange-Membran Brennstoffzellen |
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| Ausgangslage / Aufgabenstellung |
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 | | Fertigung von Proton-Exchange-Membran Brennstoffzellen |  |
Das Bestreben nach höherer Wirtschaftlichkeit und besserer Qualität gab den Anstoß, nach geeigneten Automatisierungsmöglichkeiten zu forschen. Um einzelne Prozessabläufe ändern zu können und dadurch die praktikabelste und effektivste Automatisierungslösung zu finden, legte das ZSW großen Wert auf die Flexibilität der Anlage. |
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| Realisation / Lösung |
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Ein absolut genau vermessener KUKA Roboter, der KR 60 HA, konnte den Anforderungen des ZSW am besten gerecht werden.
Seine Aufgabe besteht darin, die sensiblen Bestandteile einer Zelle sehr genau und präzise zusammenzusetzen. In einem ersten Schritt nimmt er eine Bipolarplatte auf und legt sie in einer Halterung ab.
Es handelt sich dabei meist um eine Graphit- Komposit- Platte, auf die er einen Dichtrahmen anpasst, den er aus einem weiteren Magazin aufgenommen hat.
Der Doppelvakuumgreifer ermöglicht, ohne Greiferwechsel die Aufnahme eines gasdurchlässigen Graphitpapiers, aus einer Vorrichtung, die „Rüttler“ heißt. Der „Rüttler“ vereinzelt die Graphitpapiere und bringt sie in die richtige Position damit der Roboter sie sauber greifen kann. Die einzelnen Gasdiffusionslagen sind durch ein dünnes Papier von einander getrennt. Dieses streift der Roboter an einer Saugvorrichtung ab. In einem nächsten Schritt überprüft er via Laser, ob die Trennfolie auch wirklich entfernt worden ist. Zusätzlich stellt er per Abstandsmessung fest, ob er wirklich nur ein Graphitpapier gegriffen hat, bevor er sie in der Halterung ablegt. Dann holt der Roboter eine Protonen-Austausch-Membran und setzt sie auf das Graphitpapier, ehe er erneut einen Dichtrahmen und eine Gasdiffusionslage greift, auf die er wiederum eine Bipolarplatte und schließlich eine Abschlussdichtung anpasst. Dann ist eine Zelle komplett. |
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| Systemkomponenten / Auftragsumfang |
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- KUKA Roboter KR 60 HA
- Doppelvakuumgreifer
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| Ergebnis/Erfolg |
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Hohe Präzision
Der KR 60 HA von KUKA ist absolut genau vermessen. Das heißt, er arbeitet dank seiner herausragenden Positioniergenauigkeit und sein exaktes Bahnverhalten äußerst präzise und vermeidet dadurch Ungenauigkeiten, die eine Zelle unbrauchbar machen können. Dies ist ein Alleinstellungsmerkmal, das andere Roboterhersteller nicht bieten.
Mehr Wirtschaftlichkeit
Der Roboter überprüft sich im laufenden Prozess selbst und reagiert gegebenenfalls selbständig auf Fehler.
Ein „Stack“ enthält zwischen zehn und 80 Zellen. Der Roboter benötigt für die Fertigung einer Zelle etwa zwei Minuten.
Innerhalb eines Fertigungsprozesses, also in weniger als drei Stunden, fertigt er 80 Zellen an. Ein Mensch braucht für nur 40 Zellen einen Tag.
Hohe Flexibilität
Dem ZSW geht es in erster Linie darum, heraus zu finden, welche Prozessschritte für eine Automatisierung der Brennstoffzellenherstellung überhaupt notwendig sind, beziehungsweise, wie diese einzelnen Schritte gelöst werden können.
Es soll ein möglichst prozesssicherer und kostengünstiger Weg gefunden werden, die einzelnen Arbeitsschritte von einer Maschine übernehmen zu lassen. Gleichzeitig soll aber auch erforscht werden, wie das Produkt geändert werden muss, um es möglichst einfach in Serie herstellen zu können.
Gegenüber einer Portaleinheit bringt der Knickarmroboter von KUKA den klaren Vorteil, dass ohne aufwändige Umbaumaßnahmen verschiedene Produktionsprozesse ausprobiert werden können. |
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| Nummer des Berichtes |
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| R 278 |
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| Branche |
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Elektronik & Kommunikation
Medizintechnik, Feinmechanik
Sonstige Branchen |
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| Anwendung |
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Handling & be,-entladen
Messen, Testen und Prüfen
Sonstige Handhabungsoperationen
Bearbeiten
Sonstiges Bearbeiten |
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