CentrumPR.pl

Specjalistyczna wiedza o czujnikach przy produkcji akumulatorów wysokiego napięcia

BMW Group Plant Leipzig, jedna z najnowocześniejszych fabryk samochodowych na świecie, położona jest na północ od Lipska. Zakład w Saksonii jednocześnie produkuje modele z silnikami spalinowymi oraz elektrycznymi. Dla BMW elektromobilność wiąże się z koniecznością stosowania akumulatorów wysokiego napięcia do zasilania w niezbędną energię napędową zarówno samochodów elektrycznych, jak i hybrydowych. Akumulatory są wytwarzane przez grupę BMW w tej samej lokalizacji. Technologia czujnikowa Leuze, wdrożona przez Schaeffler Special Machinery (spółkę Schaeffler Group zajmującą się inżynierią mechaniczną), wnosi istotny wkład w wydajność i bezpieczeństwo procesów na linii produkcyjnej.

Robot umieszcza na przenośniku taśmowym ogniwa pobrane z przenośnika dużych ładunków (LLC). Zainstalowane w poziomie przełączające kurtyny świetlne serii CSL wykrywają, czy ogniwa są prawidłowo ułożone.


Wszystko zaczyna się od ogniwa

Droga od pierwszego komponentu do stworzenia gotowego akumulatora wysokiego napięcia obejmuje trzy niezależne etapy produkcji: akumulator wysokiego napięcia jest gotowy do użycia jako źródło energii w pojeździe elektrycznym dopiero po naniesieniu powłoki na ogniwa, wytworzeniu modułów oraz po montażu końcowym. Na każdym etapie niezbędne są precyzja oraz zapewnienie bezpieczeństwa procesów. Leuze wspiera realizację tych celów poprzez rozwiązania czujnikowe wykorzystywane przy powlekaniu ogniw i produkcji modułów. Nanoszenie powłoki na ogniwa jest pierwszym etapem w produkcji akumulatorów wysokiego napięcia. Każdy moduł akumulatora zbudowany jest z kilku ogniw. Są one dostarczane do BMW na przenośnikach dużych ładunków (LLC). Optoelektroniczne kurtyny bezpieczeństwa Leuze z serii MLC zabezpieczają strefy niebezpieczne przed wejściem osób po to, żeby profile LLC mogły zostać automatycznie rozładowane przez robota. Muting zapewnia, że tylko przenośnik LLC może przekroczyć kurtynę. Robot jednocześnie rozładowuje 16 ogniw i umieszcza je na przenośniku taśmowym. Tutaj, zainstalowane w orientacji poziomej przełączające kurtyny świetlne z serii CSL wykrywają, czy ogniwa są prawidłowo ułożone. "Przełączające kurtyny świetlne bardzo dobrze sprawdzają się podczas detekcji i monitorowania dużych obszarów", wyjaśnia Jürgen Schweiß, specjalista ds. aplikacji KAM-Automotive i bezpieczeństwa w Leuze. Ponadto, dzięki szybkiej parametryzacji i prostej obsłudze, ich zastosowanie jest zwykle bardziej opłacalne niż technologii przetwarzania obrazu.

Zaletą stosowania czujników Leuze serii 25C jest to, że niezawodnie wykrywają one mocno połyskującą powierzchnię ogniw. 

Powierzchnie o wysokim stopniu połysku

Czujniki dyfuzyjne Leuze realizują kilka funkcji w różnych obszarach: "Czujniki zamontowane na taśmie wykrywają obecność i prawidłowe położenie ogniw. Jeśli ogniwa są obecne i w odpowiedni sposób ułożone, proces jest kontynuowany", mówi Jürgen Schweiß. Zaletą czujników z serii PRK 25C jest to, że z absolutną niezawodnością wykrywają one powierzchnię ogniw o wysokim stopniu połysku. Ponadto nadajnik i odbiornik są umieszczone w tej samej obudowie. Oznacza to, że aplikacje mogą być wdrażane wygodnie i ekonomicznie, nawet w ograniczonych warunkach zabudowy. Zasięg działania czujnika w wariancie zoptymalizowanym pod kątem obiektów odbijających światło dochodzi do 16 metrów. Operatorzy systemu mogą również prosty sposób skonfigurować czułość, ponieważ można ją szybko i łatwo regulować za pomocą jasnej plamki świetlnej. Do wykrywania pojedynczych ogniw, oprócz czujników PRK 25C z odbłyśnikiem, stosowane są również czujniki dyfuzyjne serii HT25C z funkcją tłumienia tła.

Ogniwa w kolorze niebieskim w drodze do następnego etapu produkcji. Technologia czujników Leuze zawsze monitoruje wszystkie parametry. Czujniki HT46CL z tłumieniem tła wykrywają poszczególne ogniwa, sterując przenośnikiem taśmowym.


Kompaktowa koncepcja bezpieczeństwa

Technologia czujników Leuze czuwa nad każdym aspektem powlekania ogniw: Laserowe czujniki dyfuzyjne z serii HT46CL wykrywają poszczególne ogniwa i sterują przenośnikiem – z maksymalną skutecznością wykrywania dzięki tłumieniu tła. Zanim ogniwa zostaną załadowane na przenośnik LLC, przechodzą przez optoelektroniczną kurtynę bezpieczeństwa MLC. Jak podkreśla Jürgen Schweiß, kurtyny bezpieczeństwa Leuze zasługują na uznanie nie tylko ze względu na wysoką rozdzielczość, wysokość pola ochronnego i zasięg działania: "W przypadku kurtyn świetlnych często istotna jest również ich kompaktowa konstrukcja i niewielkie odległości bezpieczne. Tylko wtedy można je łatwo zintegrować w ciasnych warunkach zabudowy".

Aby zapewnić bezpieczny załadunek i rozładunek przenośników dużych ładunków (LLC), optoelektroniczna kurtyna bezpieczeństwa Leuze z serii MLC zabezpiecza strefę niebezpieczną przed wejściem osób. Muting zapewnia, że tylko LLC może przekroczyć kurtynę.

Perfekcyjne pozycjonowanie 

Laserowe czujniki dyfuzyjne Leuze monitorują również rozładunek ogniw z przenośnika LLC na linię do produkcji modułów firmy Thyssenkrupp Automation Engineering. Dodatkowo, każde ogniwo otrzymuje tak zwaną "osłonę termiczną" – ochronną izolację cieplną – która jest wprasowywana na jego dłuższe boki. Roboty układają ogniwa w żądanej pozycji na obrotnicy. Czujniki firmy Leuze również zapewniają wsparcie w tym zakresie: refleksyjna bariera świetlna PRK 25 wykrywa obecność obiektów. Proces montażu osłony termicznej przebiega równolegle na dwóch stacjach w celu osiągnięcia dużej przepustowości.

Gdy ogniwa są od siebie odseparowane czujniki wykrywają pozycje poszczególnych obiektów. Jest to zasadniczy warunek konieczny do przeprowadzenia automatyzacji procesu.


Od sztaplowania do modułu

Podczas "sztaplowania", jak fachowcy nazywają układanie obiektów w stos, w celu uformowania modułu akumulatorowego kilka ogniw umieszcza się obok siebie, a na każdym końcu mocuje się płytę dociskową. Czujniki PRK 25C mierzą wysokość oraz wykrywają obecność ogniw, jak również rozpoznają, czy podajniki narzędzi są odpowiednio zaciśnięte. Czujniki są również wykorzystywane do przytwierdzania systemów złączy ogniw (ZKS) na modułach. Maszyna podnosi cały moduł, aby można było sprawdzić powłokę na dolnej płaszczyźnie ogniwa: "Tutaj czujniki Leuze zapewniają, między innymi, wsparcie podczas pomiarów wysokości oraz określaniu pozycji zatrzymania" - mówi Schweiß.

Na tym stanowisku każde ogniwo ma nanoszoną "osłonę termiczną" – warstwę ochronną zapobiegającą przegrzaniu – która jest umieszczona na dłuższych bokach. Refleksyjne bariery świetlne Leuze PRK 25 wykrywają obecność obiektów. 

Synchronizacja na najwyższym poziomie

Czujniki Leuze wykonują ważne zadania na linii powlekania ogniw i produkcji modułów w zakładzie BMW Group w Lipsku: Zapewniają niezawodne wykrywanie obiektów, a także spełniają szereg wymagań, takich jak wykrywanie powierzchni o wysokim połysku. Ponadto technologia bezpieczeństwa Leuze zapewnia pełne bezpieczeństwo użytkowania maszyn i systemów. W ten sposób specjaliści od czujników przyczyniają się do poprawy wydajności procesów w przemyśle motoryzacyjnym, pozostając zawsze do dyspozycji, pomagając operatorom systemów w projektowaniu i wdrażaniu rozwiązań dla technologii czujników i bezpieczeństwa.