Hirata運用業界首個大量生產線滿足日漸增長的電動車電池需求

設備製造商(OEM)發表首款機器

  • 創造業界首部生產電動車電池的機器 – 支援電動車的第一個大量生產線

  • Hirata可運用標準的電池單元打造客製化的機器
  • 標準化提升了品質與效能
  • 無縫的資料分享可支援遠端診斷與即時維護,並降低差旅時間與花費
  • 外掛指令可縮短30%的程式開發時間
  • 機器的佔用空間可減少30%

原始設備製造商仰賴Rockwell Automation打造首款機器

背景

Hirata是在汽車產業製造廠之間是知名且受尊重之生產設備與工程服務供應商。為顧客提供客製化生產系統而聞名的Hirata,專案管理能力總是能達到最佳品質、成本效益與產出。

為能有效支援顧客的生產系統,Hirata的工程師們對製造的每個階段都有豐富經驗,並能從設計到組裝、測試與建置等都能提供完整、整合式的製造服務。Hirata仰賴最新的製造優勢對系統進行改良,運用其旁大的組裝調機空間與無菌室模擬大規模生產系統並建立能幫助終端用戶克服不同地區之市場需求變動的彈性流程。

以出色的工程能力建立高品質、具生產力的系統對Hirata的終端用戶而言早已習以為常。

為滿足這類期待,Hirata運用了獨特的設計方法論:組裝單元系統(ACS)。ACS是一個裝配線系統,能以低成本更快速建立可靠之生產系統,且相較於傳統系統具有更佳效能。ACS擁有高度標準化的模組,並透過分析各單元、機器與組件的運作與功能,進而加速生產線的啟動。

挑戰

Hirata為顧客客製化開發的電動車電池生產機器必須比傳統機器體積更小(相較於同樣生產規模所需的機器空間小了30%)。為達大縮短交貨時間與減少體積的目標,Hirata希望為整個解決方案採用單一廠商,一個能提供在地支援以加快調機速度的合作夥伴。

因電動車市場正蓬勃發展,各公司間競相以更快的速度完成大量生產。通常,Hirata會依訂單進行機器的設計、製造與測試。然而,因此專案的截止時間非常緊湊,故Hirata將機器功能進行劃分,安排各個團隊同時進行。Hirata也運用了來自Rockwell Automation系統整合商的額外資源。

因這是業界首部截止時間如此短的機器,故團隊必須即時進行規劃並克服挑戰,同時在海外的終端用戶端對整個系統進行故障排除。

解決方案

Hirata選擇了Rockwell Automation一部分原因便是本公司能提供全球性的支援。Hirata的內部生產工程能力及應付新產業類別的能力、「Monodukuri」(製造)能力,終於打造出業界第一個電動車電池大量生產線。

Hirata最初運用其ACS的標準單元開始進行機器設計;然而,因必須縮小機器佔用的空間,故Hirata必須將一個ACS用於多種操作中。

為達到此目標,Hirata分析了設備各個零件的運作模式並運用新的作法將四個操作整合在一個工作站上。為實現此概念,Hirata將多個(最多三個)龍門整合到一個ACS中。這些龍門由最多支於23個軸的Kinetix® 5700伺服驅動器控制。每個軸都必須以高速同步運作,並在毫無干擾的情況下做三維移動。

Hirata在Rockwell Automation的支援下設計了改良型機軸架構並進行程式設計,成功以新的ACS概念打造出佔用空間更小、規模更大、高速、高精準度且精密的生產機器。

該機器可透過乙太網路連接終端用戶的製造執行系統(MES)讓機器資料能夠加以利用,以支援即時的遠端診斷與維護功能。Hirata可從世界上任何地方取得機器資料,消除了差旅成本。若需要到場維護,因技術人員能預先取得資訊,故能做更完善的準備進而縮短故障檢測時間。

Rockwell Automation ControlLogix®控制系統運用常見的控制引擎搭配通用開發環境,以簡單易用的環境提供高度的效能。在此機器中,每個單元均附加了ControlLogix控制器以便控制伺服馬達將電池材料進行移動及組裝。Hirata也採用了ControlLogix L8及GuardLogix® L7S控制器以達到高效能與安全控制的效果。

搭載安全關閉扭矩功能與安全乙太網路(CIP Safety)的Kinetix 5700伺服驅動器有助於增加EtherNet/IP之整合運動控制的價值。此外,這些伺服驅動器能幫助縮短調機時間並改善機器效能,提供Hirata加速機器啟動與運轉所需的配線簡化與空間節省程度。

為在各單元間移動輸送帶,Hirata利用了創新、模組化設計的PowerFlex® 525交流變頻器以支援安裝與設定的加速及簡化。這些變頻器用於控制多個馬達(一個變頻器控制兩部馬達)。

成效

一般來說對於Hirata而言最重要的指標包括循環時間、運行速率及通過率。這次,Hirata也把縮小佔用空間列入考量範圍。

與Rockwell Automation合作,Hirata可向前邁進,利用其本身的大量生產線滿足電動車電池的需求。

這些均是將Rockwell Automation產品與服務和其他產品搭配使用的Hirata所獲得的成果。不同客戶之成果會有所不同。

ControlLogix、GuardLogix、Kinetix與PowerFlex均為Rockwell Automation Inc.的註冊商標。

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