Automazione Oggi 456

COVER STORY COVER STORY BECKHOFF AUTOMATION AUTOMAZIONE OGGI 18 | SETTEMBRE 2024 AUTOMAZIONE OGGI 456 che può risultare inferiore finanche del 50%. XTS rende dunque più efficienti i processi di confezionamento per via delle configura- zioni specifiche e altamente personalizzate che è possibile implementare, grazie alla disponibilità di un vasto insieme di geome- trie che sono liberamente componibili in base alle esigenze. La gestione totalmente software porta a cambi di formato estrema- mente rapidi e l’indipendenza dei carrelli, unitamente alla disponibilità delle funzioni di Track Management, offre la possibilità di eseguire attività di manutenzione senza in- terrompere il regolare flusso di produzione. Emblematico è il caso di un’applicazione che è stata recentemente realizzata in am- bito di packaging, dove un’industria dolcia- ria sfrutta le potenzialità di due sistemi XTS per il confezionamento di package singoli e multipli. Il basso fabbisogno energetico, il design compatto e la performance in ter- mini di velocità e flessibilità hanno portato l’azienda a ritenere XTS molto più vantag- gioso rispetto ai sistemi convenzionali. Il cambio formato è pressoché immediato: le dimensioni dei prodotti, gli strati da im- pilare, il numero di unità per confezione, nonché il formato stesso della confezione possono essere variati semplicemente pre- mendo un pulsante. Oltre a ridurre i tempi di fermo macchina pressoché a zero, l’appli- cazione di XTS ha permesso di migliorare le operazioni di manutenzione e pulizia, poiché tutte le componenti del sistema si trovano ora ergonomicamente collocate ad altezza uomo. Batterie al litio: XTS NCT promette di abbattere i costi di produzione Un interessante caso applicativo del si- stema XTS NCT riguarda la produzione di batterie. Le batterie agli ioni di litio rap- presentano oggi un elemento chiave per favorire lo sviluppo della mobilità elettrica: fino ad ora, il processo di produzione ha sempre rappresentato un costo che ha no- tevolmente impattato su quello delle auto elettriche. Attualmente, i ricercatori dell’U- niversità di Berlino stanno comprendendo come sia possibile accelerare i processi di automazione pick-and-place che vengono utilizzati durante l’assemblaggio delle bat- terie agli ioni di litio abbattendone anche i costi. Nel nuovo approccio in corso di stu- dio, il sistema XTS si è rivelato cruciale. Uno dei grossi problemi nella produzione delle batterie agli ioni di litio è che l’assemblag- gio del composito elettrodo-separatore, costituito da molti strati, è piuttosto lento. Per la realizzazione di questo composito si applica un metodo di piegatura, denomi- nato Z-Folding, che consiste nel prelevare anodi e catodi tagliati in fogli e inserirli in un separatore, costituito da un rotolo continuo che viene per l’appunto piegato a zeta al fine di mantenere separati i due elettrodi. Per realizzare queste strutture Z- folded sono necessarie molte operazioni di pick-and-place, che di norma vengono ese- guite da robot o cinematiche speciali. Ogni elettrodo richiede dunque una specifica operazione di pick-and-place: si consideri che in una singola batteria da 50 Ah sono contenuti fino a 53 singoli elettrodi da 300 x 125 mm. L’operazione di Z-folding eseguita mediante il sistema XTS ha consentito ai ri- cercatori di sperimentare una significativa riduzione dei tempi. Nel sistema tradizio- nale, spingere eccessivamente la dinamica dei robot, con frenate e accelerazioni molto rapide, andrebbe a compromettere la preci- sione del processo, con ripercussioni quali- tative che potrebbero determinare capacità ridotte delle celle o comparsa di cortocir- cuiti. I ricercatori hanno quindi sostituito il processo di pick-and-place robotizzato con un sistema di trasporto continuo dei mate- riali, elettrodi e strato separatore, gestito con XTS. I risultati ottenuti hanno dimo- strato un sensibile aumento dell’efficienza, con il sistema che, se spinto al massimo, potrebbe addirittura superare del 150% le prestazioni dell’attuale processo. Ciò signi- fica che potrebbe essere possibile produrre 250 celle nello stesso tempo che oggi viene impiegato per produrne 100. L’innovazione chiave in questo processo è la tecnica bre- vettata di piegatura a Z basata sul sistema di trasporto lineare XTS NCT, che i ricercatori hanno dotato di pinze rotanti. Due di questi sistemi, con un totale di dieci motori, garan- tiscono la piegatura continua del materiale e al tempo stesso il posizionamento preciso degli elettrodi nella cella. Gli elettrodi sono singolarmente disponibili sotto forma di pile di fogli, mentre il materiale isolante è alimentato in continuo sotto forma di na- stro. Gli elettrodi vengono prelevati dalla pila e accelerati alla velocità del nastro per essere allineati con precisione e, quindi, fis- sati su di esso in modo alternato: il tutto in continuo. A questa fase preparatoria segue l’operazione di piegatura a ‘Z’, che viene ef- Esempio di soluzione di automazione per la produzione di batterie