Precieze processen voor de e-drive
Met sensorexpertise voor hoogspanningsbatterijen
Een van de meest geavanceerde autofabrieken ter wereld staat in het noorden van de stad Leipzig: de fabriek van BMW Group in Leipzig. De Saksische vestiging produceert parallel zowel modellen met verbrandingsmotor als elektrische modellen. E-mobiliteit vereist hoogspanningsaccu's om de elektrische auto's of hybride voertuigen van de BMW Group van de nodige aandrijfenergie te voorzien. De automobielgroep produceert deze ook ter plaatse. Sensortechnologie van Leuze, gerealiseerd door Schaeffler Special Machinery, de machinebouwonderneming van de Schaeffler Groep, levert een belangrijke bijdrage aan een efficiënt en veilig proces.
Het begint allemaal met de cel
Er zijn drie opeenvolgende productiestappen nodig van het eerste onderdeel tot de voltooide hoogspanningsbatterij: Pas na het lakken van de cel, de moduleproductie en ten slotte de assemblage is een hoogspanningsaccu klaar voor gebruik als energieleverancier voor een elektrisch voertuig. Precisie en betrouwbare processen zijn essentieel bij elke stap. Leuze ondersteunt dit met sensoroplossingen in celcoating en moduleproductie. Het lakken van cellen is de eerste stap in de productie van hoogspanningsbatterijen. Elke batterijmodule bestaat uit meerdere cellen. Deze worden in laadbakken voor grote lasten (GLT - Grossladungsträger) aan BMW geleverd. Om de GLT's automatisch met robots te kunnen lossen, beschermt een Leuze veiligheidslichtscherm uit de MLC-serie de gevarenzone tegen toegang door personen. Het dempen zorgt ervoor dat alleen de LLC kan passeren. De robot lost 16 cellen tegelijk en plaatst ze op een transportband. Hier detecteren horizontaal geïnstalleerde schakelende lichtschermen uit de CSL-serie of de cellen correct zijn geplaatst. “De schakelende lichtschermen zijn zeer geschikt voor het bewaken van grote detectievelden,” legt Jürgen Schweiß, KAM-Automotive en Safety Application Specialist bij Leuze, uit. Bovendien zijn ze, dankzij snelle parametrisering en eenvoudige bediening, meestal kostenefficiënter in vergelijking met beeldvormingsmethoden.
Hoogglanzende oppervlakken
Lichtscanners van Leuze zorgen voor verschillende functies op verschillende punten: “Sensoren op de band detecteren de aanwezigheid en juiste positie van de cellen. Als ze aanwezig en correct gepositioneerd zijn, gaat het proces verder,” zegt Jürgen Schweiß. Het voordeel van de sensoren uit de PRK 25C serie: Ze detecteren het hoogglanzende oppervlak van de cellen met absolute betrouwbaarheid. Bovendien bevinden de zender en ontvanger zich in dezelfde behuizing. Dit betekent dat toepassingen eenvoudig en kosteneffectief gerealiseerd kunnen worden, zelfs in krappe installatiesituaties. De sensorvariant die geoptimaliseerd is voor reflecterende objecten bereikt werkbereiken tot 16 meter. Systeembeheerders kunnen ook eenvoudig de gevoeligheid aanpassen, aangezien deze snel en eenvoudig kan worden aangepast met hun heldere lichtspot. Naast de PRK 25C sensoren met reflector worden ook diffuse sensoren met achtergrondonderdrukking uit de HT25C serie gebruikt om individuele cellen te detecteren.
Een compacte benadering van veiligheid
Sensortechnologie van Leuze houdt alles in de gaten bij het schilderen van cellen: Laser diffuse reflectiesensoren uit de HT46CL-serie detecteren de individuele cellen en sturen de transportband aan - met maximale detectiebetrouwbaarheid dankzij achtergrondonderdrukking. Voordat de cellen in een GLT worden geladen, worden ze uitgeworpen door een Leuze MLC veiligheidslichtscherm. Voordelen van Leuze lichtschermen: Ze scoren niet alleen punten met hun hoge resolutie, beschermende veldhoogte en bereik, zoals Jürgen Schweiß benadrukt: “Bij lichtschermen zijn een compact ontwerp en korte veiligheidsafstanden vaak ook belangrijk. Alleen dan kunnen ze gemakkelijk worden geïntegreerd in krappe installatiesituaties.”
Perfect gepositioneerd
De Leuze laser diffuse reflectie lichtscanners bewaken ook het lossen van de cellen van een BMS in een modulelijn van thyssenkrupp Automation Engineering. Elke cel krijgt ook een zogenaamd “hitteschild” - een beschermende warmte-isolatie - dat op de lange zijden wordt geperst. Robots draaien de cellen in de gewenste positie op een cirkelvormige machine. Sensoren van Leuze boden ook hier ondersteuning: PRK 25 retro-reflecterende foto-elektrische sensoren detecteren de aanwezigheid van de objecten. Het hitteschildproces loopt parallel op twee stations om een hoge doorvoertijd
Stapelen naar de module
Bij het “stapelen”, zoals experts het stapelen van meerdere cellen tot een batterijmodule noemen, worden meerdere cellen naast elkaar geplaatst en wordt aan elk uiteinde een drukplaat bevestigd. PRK 25C sensoren van Leuze detecteren de hoogte en aanwezigheid van de cellen en herkennen of de werktuigdragers correct gesloten zijn. Sensoren worden ook gebruikt bij het plaatsen van het celcontactsysteem (ZKS - Zellkontaktsystem) op de module. Een machine tilt de hele module op zodat de coating van de celbasis gecontroleerd kan worden: “Hier bieden sensoren van Leuze onder andere ondersteuning voor hoogtedetectie en bij stopposities,” zegt Schweiß.
Alles synchroon
Leuze sensoren voeren belangrijke taken uit in de celcoatingslijn en moduleproductie in de BMW Group fabriek in Leipzig: Ze detecteren objecten op betrouwbare wijze en voldoen ook aan hoge eisen, zoals de detectie van hoogglanzende oppervlakken. Bovendien zorgt de veiligheidstechnologie van Leuze voor naadloze veiligheid op machines en systemen. De Sensor People dragen zo bij aan efficiënte processen in de auto-industrie en staan altijd klaar om fabrieksoperators te ondersteunen bij het ontwerp en de implementatie van sensor- en veiligheidsoplossingen.
De auteur
.jpg) |
Martina Schili Leuze electronic GmbH + Co KG Telefoon: +49 7021 573-116 Web: www.leuze.com |
Leuze
Meer dan 60 jaar ervaring hebben van Leuze een expert gemaakt in innovatieve en efficiënte sensor- en veiligheidsoplossingen in de automatiseringstechnologie. Vandaag de dag zorgen ongeveer 1.600 Sensor People over de hele wereld voor vooruitgang en verandering met nieuwsgierigheid, passie en vastberadenheid. Zij worden gedreven door het succes op lange termijn van hun klanten in een voortdurend veranderende industrie. Leuze biedt haar klanten een concurrentievoordeel op maat door middel van intuïtieve en betrouwbare oplossingen voor veilige en niet-veilige positiedetectie. Bijvoorbeeld schakel- en meetsensoren, identificatiesystemen, oplossingen voor datatransmissie en beeldverwerking. Als veiligheidsexpert richt het familiebedrijf zich ook op componenten, diensten en oplossingen voor arbeidsveiligheid. Dankzij zijn brede en diepgaande toepassingskennis in de machine- en installatiebouw is Sensor People een competente en flexibele partner voor zijn klanten met een breed scala aan industriële vereisten. www.leuze.com