Manipulador para el montaje del OBC: Manipulación precisa de los cargadores a bordo.
- Zeilhofer HHT
- hace 5 días
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Zeilhofer Handling Technology desarrolla equipos de manipulación personalizados para el montaje de componentes de electromovilidad. La electromovilidad introduce nuevos componentes en el montaje de vehículos para los que no existe un equivalente en la producción tradicional de motores de combustión. Uno de ellos es el cargador a bordo (OBC, por sus siglas en inglés). Para la producción, esto implica un nuevo montaje, una nueva etapa de montaje y nuevos requisitos de manipulación directamente en la línea de montaje.
Este artículo muestra las características especiales del ensamblaje OBC, cómo un dispositivo de manipulación garantiza la seguridad del proceso, qué papel desempeña la pinza y qué sistemas son adecuados para cada rango de carga.
¿Qué es un cargador integrado?
El cargador a bordo, también conocido como cargador de vehículo, es el dispositivo de carga instalado permanentemente en un vehículo eléctrico o híbrido. Convierte la corriente alterna (CA) de un enchufe doméstico, una caja de carga o una estación de carga pública en corriente continua (CC), que la batería de tracción puede absorber. Se desactiva durante la carga rápida en CC; durante cualquier ciclo de carga en CA, determina la potencia de carga máxima posible.
Técnicamente, el núcleo de un convertidor de batería a bordo (OBC) consta de una etapa convertidora CA/CC con corrección del factor de potencia y una etapa CC/CC posterior. Esta electrónica de potencia se aloja en una robusta carcasa de aluminio, generalmente refrigerada por agua, con conectores sellados de alta y baja tensión. Si bien el componente parece insensible externamente, es altamente sensible internamente. Esta contradicción determina los requisitos para su ensamblaje.
¿Por qué la asamblea de OBC plantea exigencias especiales?
El OBC normalmente se atornilla a la carrocería en un proceso continuo. A diferencia de las piezas adicionales simples, esto implica varios requisitos simultáneos:
El OBC debe retirarse del contenedor de entrega de forma segura, sin dañar las superficies de los conectores, las superficies de sellado ni las conexiones de refrigeración.
Debe desplazarse hacia el cuerpo de forma controlada, incluyendo un movimiento giratorio hasta alcanzar la posición de instalación correcta.
Hasta que esté completamente atornillado, debe mantenerse en la posición exacta sin que el trabajador tenga que soportar la carga de forma permanente.
Dependiendo de la variante del vehículo o de la capacidad de carga, se utilizan diferentes variantes de OBC (Oficina de Control de A bordo), que deberían ser compatibles con el mismo dispositivo.
El espacio de instalación en la zona inferior del cuerpo es limitado; no se permiten contornos que interfieran.
Todo debe funcionar en sincronía con el ritmo, sin ninguna pérdida de tiempo en comparación con la velocidad de la cinta.
Además, está el aspecto económico: un OBC dañado no es un artículo barato. El desperdicio debido a movimientos incontrolados o impactos durante la manipulación cuesta más que la solución de manipulación que lo evita.
El proceso de ensamblaje paso a paso
En la práctica, el proceso se divide en cinco secciones, que un dispositivo de manipulación debe cubrir por completo:
Extracción: La pinza recoge la caja de a bordo directamente del contenedor logístico, sin almacenamiento intermedio y sin reposicionamiento manual.
Transporte: El componente se traslada a la carrocería suspendido y guiado; el operario solo indica la dirección.
Alineación: El OBC se coloca en la posición de instalación prevista mediante ejes giratorios y rotatorios.
Sujeción: El dispositivo fija de forma segura el componente en su posición mientras se lleva a cabo el proceso de atornillado.
Movimiento de retorno: Tras la liberación, el dispositivo vuelve a la posición inicial para el siguiente ciclo.
¿Manipulador, trabajo manual o célula robótica?
Básicamente existen tres métodos para el montaje del OBC, y cada uno tiene un perfil bien definido.
El ensamblaje manual, sin herramientas, es la opción más rápida y no requiere inversión. Sin embargo, supone un esfuerzo físico considerable para el operario en cada ciclo, y el riesgo de dañar los componentes electrónicos sensibles es elevado. Con el aumento del volumen de producción, se convierte rápidamente en un cuello de botella y un riesgo para la salud.
Una célula robótica totalmente automatizada gestiona todos los movimientos, pero requiere una gran inversión, una programación compleja para cada variante de vehículo, una carcasa protectora y un espacio considerable. Además, resulta inflexible ante cambios frecuentes en las variantes o la configuración.
El manipulador de brazo articulado con su pinza adaptada se sitúa en un punto intermedio y cumple a la perfección con los requisitos del montaje OBC: libera al operario del peso y guía el componente con precisión, dejando el delicado posicionamiento y el atornillado en manos humanas, donde corresponde para un componente crítico para la seguridad. No requiere carcasa protectora, opera directamente junto al operario y se adapta con relativa facilidad cuando se realizan cambios en el componente o la línea de producción.
Solución de manipulación de Zeilhofer para el montaje de OBC
Zeilhofer Handling Technology ha desarrollado un dispositivo de manipulación guiado por raíles para el montaje de OBC, que se instala sobre la línea de montaje. Sigue al vehículo durante el funcionamiento continuo, lo que permite al operario realizar todo el proceso de montaje mientras está en movimiento.
Una pinza neumática recoge la caja de almacenamiento a bordo (OBC) del contenedor logístico, la guía de forma controlada mediante un movimiento pivotante hasta la carrocería del vehículo y la mantiene en posición hasta que se completa el atornillado. La pinza está diseñada para poder extraer diferentes variantes de OBC directamente del contenedor de entrega sin crear contornos que interfieran ni requerir un cambio de pinza.
Para las plantas que ajustan con frecuencia sus líneas de producción o trasladan equipos entre diferentes ubicaciones, el sistema también está diseñado para una reubicación rápida, incluyendo la fuente de alimentación y los periféricos. La ingeniería, el diseño, la fabricación, la puesta en marcha y el servicio técnico son proporcionados por un único proveedor en Holzkirchen.
La pinza determina la fiabilidad del proceso.
La eficacia de cualquier herramienta de elevación depende de su sistema de fijación. En el caso de las herramientas de extremo de brazo (OBC), la pinza debe sujetarse a superficies mecánicamente robustas y dejar libres áreas sensibles como contactos de conectores, superficies de sellado y conexiones de refrigerante. Además, debe ser capaz de manipular múltiples variantes de componentes para evitar tener que mantener un segundo sistema de fijación en la fábrica. La descripción general de los sistemas de fijación, pinzas, ventosas e imanes muestra cómo se crean estas herramientas de extremo de brazo , desde la pinza hasta la ventosa y el sistema de fijación especial.
Seguridad, normas y protección de la planta
Un dispositivo de manipulación para el montaje de OBC es un dispositivo de manipulación de carga y, por lo tanto, está sujeto a la Directiva de Máquinas. Se aplican requisitos adicionales para el funcionamiento en línea continua:
Conformidad CE para todo el sistema, incluyendo el dispositivo y el control.
Pruebas y documentación como dispositivo portante, por ejemplo, como parte de una inspección TÜV.
Inspección UVV periódica de acuerdo con las regulaciones de DGUV durante las operaciones en curso.
Integración de medidas de seguridad en el sistema de control de la cinta transportadora para evitar colisiones entre el dispositivo y la tecnología de transporte.
Advertencia acústica o visual antes de que el dispositivo entre en una zona segura.
Diseñado para diferentes rangos de carga.
A diferencia de conjuntos pesados como baterías de alto voltaje o cabinas de mando, en el montaje de los ordenadores de a bordo (OBC) la prioridad no es la capacidad de carga máxima, sino la precisión, la repetibilidad y el manejo cuidadoso de un componente sensible. Según los requisitos, se utilizan diferentes sistemas de la descripción general del producto :
Manipulador de brazo articulado : sin péndulo hasta 800 kg, radio de trabajo de hasta 4,5 m, ideal para giro y posicionamiento en una estación fija.
Manipuladores de cuerda Acer y ZH70 : ligeros, rápidos e integrables en cualquier sistema de rieles, para cargas de hasta 150 kg.
Eje de buje ZH90 Flex-Arm : combina una guía Z rígida con un brazo articulado, de hasta 200 kg, para aplicaciones que requieren precisión vertical y alcance horizontal.
Eje de elevación ZH90 : eje Z lineal de hasta 1200 kg para conjuntos pesados en el mismo entorno de producción.
Esto significa que un solo proveedor cubre todo el espectro del ensamblaje de la movilidad eléctrica, desde la delicada electrónica de potencia hasta las baterías completas. El artículo «Manipulación de módulos de batería: seguridad en la movilidad eléctrica» muestra cómo funciona esto con componentes pesados. La guía «¿ Qué es un eje elevable?» explica qué sistema es generalmente adecuado para cada dirección de movimiento.
Beneficios económicos
Las ventajas de una solución de manipulación en el montaje de OBC se pueden resumir en cuatro puntos:
Se genera menos desperdicio porque el componente se guía y se recoge y coloca con precisión.
Menor esfuerzo físico y, por lo tanto, menos días de baja laboral debido a posturas incómodas y movimientos bruscos.
Ciclos de trabajo más estables, ya que el proceso sigue siendo reproducible independientemente de la forma física y la fuerza del día a día.
Mayor aceptación en el lugar de trabajo porque un solo operario puede manipular el componente de forma segura y sin ayuda.
Áreas de aplicación
Los equipos de manipulación para el montaje de ordenadores de a bordo (OBC) se utilizan en todas las plantas de producción en serie de vehículos eléctricos, independientemente del fabricante. Con la creciente diversidad de modelos y el aumento de los volúmenes de producción en electromovilidad, la manipulación ergonómica y fiable de estos nuevos componentes cobra cada vez más importancia para un número cada vez mayor de plantas. Zeilhofer Handling Technology cuenta con la certificación ISO 9001 y opera según el nivel 2 de TISAX con protección de prototipos, lo cual es fundamental para proyectos automovilísticos confidenciales. Sus sistemas se utilizan en 18 sectores industriales y en más de 50 países.
Preguntas frecuentes sobre el montaje del OBC con manipulador
¿Qué es un cargador integrado?
El cargador integrado es el dispositivo de carga instalado permanentemente en un vehículo eléctrico. Convierte la corriente alterna proveniente de un enchufe o caja de conexiones en corriente continua para la batería de tracción y, por lo tanto, determina la potencia máxima de carga de CA del vehículo.
¿Por qué no basta con un sistema de montaje sencillo como el de otros accesorios para el ordenador de a bordo?
El conector a bordo (OBC) conecta componentes electrónicos de potencia sensibles mediante conectores herméticamente sellados. Un agarre impreciso o un impacto durante la inserción pueden dañar el componente o las superficies de sellado. Por lo tanto, la pinza debe ajustarse con precisión a la geometría y las zonas sensibles del OBC.
¿Puede un solo manipulador manejar múltiples variantes de OBC?
Sí. Con un diseño de pinza adecuado, se pueden extraer diferentes variantes de contenedores a bordo, según factores como la capacidad de carga o el modelo del vehículo, directamente del contenedor de entrega utilizando el mismo dispositivo. No es necesario cambiar la pinza.
¿Cómo se mantiene el OBC (Compensador de Ordenador de A bordo) en su lugar de forma segura hasta que se atornilla?
El dispositivo de manipulación fija el componente en su posición de instalación prevista y lo mantiene firmemente en su lugar hasta que el operario haya terminado de atornillarlo a la carrocería. El operario no soporta el peso del componente en ningún momento.
¿Esto también funciona en funcionamiento continuo?
Sí. El dispositivo de manipulación se guía mediante un sistema de rieles por encima de la línea y sigue al vehículo, lo que permite realizar el montaje mientras el vehículo está en movimiento. Para mayor seguridad, está integrado en el sistema de control de la cinta transportadora.
¿Es necesario probar el dispositivo de manipulación para el montaje del OBC?
Sí. Al ser un dispositivo portante, está sujeto a la Directiva de Maquinaria y se somete a las pruebas y la documentación correspondientes, por ejemplo, en el marco de una inspección TÜV. Durante su funcionamiento, también se requieren inspecciones periódicas de la UVV (normativa de prevención de accidentes) conforme a la normativa de la DGUV (Seguro Social Alemán de Accidentes Laborales).
¿Se puede trasladar el sistema a otra ubicación?
Sí, siempre y cuando esto se tenga en cuenta durante la fase de diseño. Zeilhofer diseña equipos de manipulación para la producción automotriz bajo pedido, de modo que el dispositivo y sus periféricos, incluida la fuente de alimentación, puedan implementarse rápidamente.
Neumático o eléctrico.
Para el ensamblaje de OBC, la pinza suele ser neumática, ya que el aire comprimido está fácilmente disponible en las líneas de ensamblaje y las pinzas neumáticas son rápidas, robustas y fáciles de mantener. Cuando no se dispone de aire comprimido, es posible utilizar versiones eléctricas.
¿Estás planificando cómo gestionar la instalación de tu ordenador de a bordo?
Zeilhofer Handling Technology desarrolla soluciones de manipulación personalizadas para el montaje de cargadores a bordo y otros componentes de electromovilidad, desde la revisión del concepto y el diseño hasta la fabricación y la puesta en marcha en la línea de producción. Analizamos su proceso y desarrollamos un manipulador o pinza adecuados. Solicite una consulta gratuita hoy mismo.
