Manipulateur pour le montage des chargeurs embarqués : Manipulation précise des chargeurs embarqués
- Zeilhofer HHT
- il y a 4 jours
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Zeilhofer Handling Technology développe des équipements de manutention sur mesure pour l'assemblage de composants destinés à l'électromobilité. L'électromobilité introduit de nouveaux composants dans l'assemblage des véhicules, sans équivalent dans la production traditionnelle de moteurs à combustion. Parmi ceux-ci figure le chargeur embarqué (OBC). En production, cela implique un nouvel assemblage, une nouvelle étape d'assemblage et de nouvelles exigences de manutention directement sur la chaîne de montage.
Cet article présente les caractéristiques spécifiques de l'assemblage OBC, explique comment un dispositif de manutention sécurise le processus, quel est le rôle de la pince et quels systèmes conviennent à quelles plages de charge.
Qu'est-ce qu'un chargeur embarqué ?
Le chargeur embarqué, également appelé chargeur de véhicule, est le dispositif de charge installé en permanence dans un véhicule électrique ou hybride. Il convertit le courant alternatif (CA) provenant d'une prise domestique, d'une borne de recharge murale ou d'une station de recharge publique en courant continu (CC), que la batterie de traction peut ensuite absorber. Il est court-circuité lors de la recharge rapide en CC ; lors de tout cycle de recharge en CA, il détermine la puissance de charge maximale disponible.
Techniquement, le cœur d'un convertisseur OBC se compose d'un étage de conversion AC/DC avec correction du facteur de puissance et d'un étage DC/DC subséquent. Cette électronique de puissance est logée dans un boîtier robuste en aluminium, généralement refroidi par eau, avec des connecteurs étanches haute et basse tension. Bien que le composant paraisse insensible de l'extérieur, il est extrêmement sensible à l'intérieur. Cette contradiction même détermine les exigences de son assemblage.
Pourquoi l'assemblée OBC impose-t-elle des exigences particulières ?
L'ordinateur de bord est généralement boulonné à la carrosserie en continu. Contrairement aux simples pièces rapportées, cela implique plusieurs exigences simultanées :
L'OBC doit être retiré en toute sécurité du conteneur de livraison sans endommager les surfaces des connecteurs, les surfaces d'étanchéité ou les connexions de refroidissement.
Il doit être déplacé vers le corps de manière contrôlée, notamment par un mouvement de pivotement jusqu'à la position d'installation correcte.
Tant qu'il n'est pas complètement vissé, il doit être maintenu exactement en position sans que le travailleur ait à supporter la charge en permanence.
En fonction de la version du véhicule ou de la capacité de charge, différentes variantes d'OBC sont utilisées, qui doivent pouvoir accueillir le même appareil.
L'espace d'installation dans la partie inférieure du corps est limité ; les contours gênants ne sont pas autorisés.
Tout doit fonctionner en parfaite synchronisation avec le rythme, sans aucune perte de temps par rapport à la vitesse de défilement de la bande.
Par ailleurs, il y a l'aspect économique : un OBC endommagé représente un coût important. Les rebuts dus à des mouvements incontrôlés ou à des chocs lors de la manutention coûtent plus cher que la solution de manutention qui les prévient.
Le processus d'assemblage étape par étape
En pratique, le processus est divisé en cinq sections, que le dispositif de manutention doit couvrir intégralement :
Retrait : La pince prélève l'OBC directement dans le conteneur logistique, sans stockage intermédiaire ni repositionnement manuel.
Transport : La pièce est déplacée vers la carrosserie suspendue et guidée ; l'opérateur indique seulement la direction.
Alignement : L'OBC est amené dans la position d'installation prévue grâce à des axes de pivotement et de rotation.
Maintien : Le dispositif maintient fermement le composant en position pendant l'opération de vissage.
Mouvement de retour : Après relâchement, l'appareil revient à sa position de départ pour le cycle suivant.
Manipulateur, travail manuel ou cellule robotisée ?
Il existe essentiellement trois approches pour le montage d'un OBC, et chacune présente un profil bien défini.
L'assemblage entièrement manuel, sans outils, est la méthode la plus rapide et ne nécessite aucun investissement. Cependant, il est pénible pour l'opérateur à chaque cycle et le risque d'endommager les composants électroniques sensibles est élevé. Avec l'augmentation des volumes de production, il devient rapidement un goulot d'étranglement et un danger pour la santé.
Une cellule robotisée entièrement automatisée gère tous les mouvements, mais exige un investissement important, une programmation complexe pour chaque variante de véhicule, une enceinte de protection et un espace conséquent. Elle manque également de flexibilité en cas de changements fréquents de variantes ou d'agencements.
Le manipulateur à bras articulé, avec sa pince adaptée, se situe entre les deux et répond parfaitement aux exigences d'assemblage OBC : il soulage l'opérateur du poids et guide le composant avec précision, tout en laissant à l'opérateur le soin d'effectuer le positionnement fin et le vissage, opérations délicates et essentielles pour la sécurité d'un composant. Il ne nécessite pas d'enceinte de protection, fonctionne directement aux côtés de l'opérateur et peut être adapté facilement en cas de modification du composant ou de la ligne de production.
Solution de manutention Zeilhofer pour l'assemblage OBC
Zeilhofer Handling Technology a développé un dispositif de manutention sur rails pour l'assemblage de conteneurs OBC, installé au-dessus de la ligne de montage. Ce dispositif suit le véhicule en continu, permettant ainsi à l'opérateur d'effectuer l'intégralité du processus d'assemblage en mouvement.
Un préhenseur pneumatique saisit l'OBC dans le conteneur logistique, le guide avec précision par un mouvement de pivotement jusqu'à la carrosserie du véhicule et le maintient en place jusqu'à la fin du boulonnage. Ce préhenseur est conçu pour extraire différentes variantes d'OBC directement du conteneur de livraison sans créer de contours gênants ni nécessiter de changement de préhenseur.
Pour les usines qui modifient fréquemment leurs lignes de production ou déplacent leurs équipements entre sites, le système est également conçu pour un déplacement rapide, y compris l'alimentation électrique et les périphériques. L'ingénierie, la conception, la fabrication, la mise en service et la maintenance sont assurées par un interlocuteur unique à Holzkirchen.
La pince détermine la fiabilité du processus.
L'efficacité de tout système de levage dépend de son dispositif de fixation. Avec les outils de préhension en bout de bras (OBC), la pince doit s'appuyer sur des surfaces mécaniquement robustes et laisser les zones sensibles, telles que les contacts des connecteurs, les surfaces d'étanchéité et les raccords de liquide de refroidissement, parfaitement dégagées. Parallèlement, elle doit pouvoir gérer plusieurs variantes de composants afin d'éviter de stocker un second dispositif de fixation en usine. La présentation des dispositifs de fixation, des pinces, des ventouses et des aimants illustre la conception de ces outils de préhension en bout de bras , de la pince à la ventouse, jusqu'au dispositif de fixation spécifique.
Sécurité, normes et sûreté des installations
Un dispositif de manutention pour l'assemblage d'OBC est un appareil de manutention de charges et est donc soumis à la directive Machines. Des exigences supplémentaires s'appliquent pour un fonctionnement en ligne continue :
Conformité CE pour l'ensemble du système, y compris l'appareil et la commande
Les essais et la documentation constituent un élément essentiel, par exemple dans le cadre d'un contrôle TÜV.
Inspection UVV régulière conformément à la réglementation DGUV pendant les opérations en cours
Intégration, liée à la sécurité, dans le système de commande de la bande transporteuse afin d'éviter les collisions entre le dispositif et la technologie de convoyage.
Avertissement sonore ou visuel avant que l'appareil n'entre dans une zone de sécurité
Conçu pour différentes plages de charge
Contrairement aux ensembles lourds tels que les batteries haute tension ou les cockpits, l'assemblage des batteries de véhicules embarquées (OBC) privilégie la précision, la répétabilité et la manipulation soigneuse d'un composant sensible plutôt que la capacité de charge maximale. Selon les exigences, différents systèmes présentés dans la vue d'ensemble du produit sont utilisés :
Manipulateur à bras articulé : sans pendule jusqu'à 800 kg, rayon d'action jusqu'à 4,5 m, idéal pour les rotations et le positionnement sur poste fixe
Manipulateurs de câbles Acer et ZH70 : légers, rapides et intégrables à tout système de rails, pour des charges jusqu’à 150 kg
Axe de moyeu ZH90 Flex-Arm : combine un guide Z rigide avec un bras articulé, jusqu'à 200 kg, pour les applications exigeant une précision verticale et une portée horizontale.
Axe de levage ZH90 : axe Z linéaire jusqu’à 1 200 kg pour les assemblages lourds dans le même environnement de production
Cela signifie qu'un seul fournisseur couvre l'ensemble du processus d'assemblage pour la mobilité électrique, depuis les composants électroniques de puissance les plus délicats jusqu'aux batteries complètes. L'article « Manipulation des modules de batterie : la sécurité en mobilité électrique » explique comment cela fonctionne avec les composants lourds. Le guide « Qu'est-ce qu'un essieu relevable ? » explique quel système est généralement adapté à quel sens de déplacement.
avantages économiques
Les avantages d'une solution de manutention dans l'assemblage OBC peuvent être résumés en quatre points :
Moins de déchets car le composant est guidé, prélevé et placé avec précision.
Réduction des efforts physiques et donc diminution du nombre de jours d'arrêt de travail liés aux postures contraignantes et aux mouvements répétitifs.
Des cycles plus stables, car le processus reste reproductible quelles que soient la forme quotidienne et la force physique.
Meilleure acceptation sur le lieu de travail car un seul opérateur peut manipuler le composant en toute sécurité.
Domaines d'application
Les équipements de manutention pour l'assemblage des ordinateurs de bord (OBC) sont utilisés dans toutes les usines de production en série de véhicules électriques, quel que soit le constructeur automobile. Face à la diversification croissante des modèles et à l'augmentation des volumes de production de l'électromobilité, la manutention ergonomique et fiable de ces nouveaux composants revêt une importance grandissante pour un nombre croissant d'usines. Zeilhofer Handling Technology est certifiée ISO 9001 et opère selon la norme TISAX niveau 2 avec protection des prototypes, un point crucial pour les projets automobiles confidentiels. Ses systèmes sont utilisés dans 18 secteurs d'activité et plus de 50 pays.
Questions fréquentes concernant le montage de l'OBC avec manipulateur
Qu'est-ce qu'un chargeur embarqué ?
Le chargeur embarqué est le dispositif de charge installé en permanence dans un véhicule électrique. Il convertit le courant alternatif provenant d'une borne de recharge murale ou d'une prise de courant en courant continu pour la batterie de traction et détermine ainsi la puissance de charge maximale en courant alternatif du véhicule.
Pourquoi un simple système de fixation comme les autres accessoires ne suffit-il pas pour l'OBC ?
Le boîtier OBC relie des composants électroniques de puissance sensibles à des connecteurs étanches. Une préhension imprécise ou un choc lors de l'insertion peuvent endommager le composant ou les surfaces d'étanchéité. Par conséquent, le dispositif de préhension doit être parfaitement adapté à la géométrie et aux zones sensibles du boîtier OBC.
Un seul manipulateur peut-il gérer plusieurs variantes OBC ?
Oui. Grâce à une conception de pince adaptée, différentes variantes d'OBC, en fonction de facteurs tels que la capacité de chargement ou le modèle de véhicule, peuvent être déchargées directement du conteneur de livraison à l'aide du même dispositif. Il n'est pas nécessaire de changer la pince.
Comment le boîtier OBC est-il maintenu en place jusqu'à ce qu'il soit vissé ?
Le dispositif de manutention fixe le composant dans sa position d'installation prévue et le maintient fermement en place jusqu'à ce que l'opérateur ait terminé le boulonnage au châssis. L'opérateur ne supporte jamais le poids du composant.
Cela fonctionne-t-il également en fonctionnement continu ?
Oui. Le dispositif de manutention est guidé par un système de rails situé au-dessus de la ligne et suit le véhicule, permettant ainsi l'assemblage pendant que celui-ci est en mouvement. Pour des raisons de sécurité, il est intégré au système de commande du convoyeur.
Un dispositif de manutention pour l'assemblage OBC doit-il être testé ?
Oui. En tant qu'appareil porteur, il est soumis à la directive Machines et fait l'objet d'inspections et d'une documentation en conséquence, par exemple dans le cadre d'un contrôle TÜV. En cours d'exploitation, des contrôles UVV (réglementation de prévention des accidents) périodiques, conformément à la réglementation de la DGUV (assurance sociale allemande contre les accidents du travail), sont également requis.
Le système peut-il être déplacé vers un autre emplacement ?
Oui, à condition que cela soit pris en compte dès la conception. Zeilhofer conçoit sur demande des équipements de manutention pour la production automobile afin que le dispositif et ses périphériques, y compris l'alimentation électrique, puissent être mis en œuvre rapidement.
Pneumatique ou électrique.
Pour l'assemblage des OBC, la pince est généralement à commande pneumatique car l'air comprimé est facilement disponible sur les chaînes d'assemblage et les pinces pneumatiques sont rapides, robustes et faciles à entretenir. En l'absence d'air comprimé, des versions électriques sont possibles.
Vous prévoyez comment gérer l'installation de votre OBC ?
Zeilhofer Handling Technology conçoit des solutions de manutention sur mesure pour l'assemblage de chargeurs embarqués et autres composants pour véhicules électriques, de l'étude de concept à la fabrication et la mise en service sur votre ligne de production. Nous analysons votre processus et développons un manipulateur ou une pince adaptée. Demandez une consultation gratuite dès maintenant.
