Fabricação de células de bateria

 

As células de bateria são fabricadas em chamadas Gigafactories. De máquinas individuais até aos sistemas de produção interligados: as etapas de fabricação são otimizadas para processos eficientes. A estabilidade dos processos e a qualidade dos produtos fabricados estão sujeitas às mais altas exigências. A partir daí resultam também as exigências para os sensores usados, que são definidas pelo «Track and Trace» das células de bateria, pela logística de produção e segurança e confiabilidade das máquinas. 

Nossas soluções em sensores proporcionam processos sem problemas e garantem a segurança das máquinas. Áreas de aplicação típicas são a leitura de códigos para a rastreabilidade, a detecção de objetos para a automação e proteções de acesso nas máquinas e instalações.

[01] Proteção de acesso à instalação de revestimento

Exigência:
O acesso à zona de perigo na instalação de revestimento deve ser protegido. Para permitir uma introdução e retirada fácil do material, sensores de segurança optoeletrônicos devem ser utilizados.

Solução:
As cortinas de luz de segurança ELC 100 e MLC 500 oferecem altas resoluções para distâncias de segurança pequenas e permitem um design compacto da instalação.
Se houver espaço suficiente, as barreiras de luz de segurança de múltiplos feixes MLD 500 podem ser usadas, e estão disponíveis opcionalmente com função de muting integrada.

[02] Posicionamento preciso do acessório de elevação de carga do AGV

Exigência:
O AGV transporta o rolo para a estação de transferência. Ali, ele é puxado pela instalação de revestimento. Para a segurança do processo na transferência, o dispositivo de elevação do AGV deve ser posicionado com precisão no sentido Y (eixo de elevação).

Solução:
A câmera inteligente IPS 200i determina sua posição em relação a um marcador (orifício ou refletor) com uma precisão de até 0,1 mm. Ao mesmo tempo, a distância pode ser de até 600 mm. Os resultados são emitidos através de uma interface Ethernet TCP/IP, PROFINET ou EtherNet/IP.

[03] Determinação do diâmetro do rolo

Exigência:
Durante o enrolamento e desenrolamento da folha, o diâmetro do rolo deve ser determinado continuamente.

Solução:
Os sensores de distância óticos ODS 9 fornecem valores de medição exatos mesmo sob condições difíceis e estabelecem padrões nos quesitos de precisão e conforto de operação. Além disso, os valores de medição podem ser lidos no display integrado.

[04] Determinação da posição da aresta da folha

Exigência:
Diferentes etapas do processo de fabricação de células de bateria requerem um posicionamento exato da folha do eletrodo. Para a alimentação no processo de enrolamento ou corte, é necessário determinar com precisão a posição da aresta da folha.

Solução:
A barreira de luz de medição tipo forquilha CCD GS 754B detecta a aresta da folha do eletrodo com uma resolução de até 0,014 mm e um tempo de reação mínimo de 2,5 ms. Os dispositivos transmitem os valores de medição para o controle de maneira analógica ou através de uma interface RS 232/422.

[05] Diferenciação entre o revestimento do eletrodo e a folha de substrato

Exigência:
O revestimento do eletrodo apresenta uma interrupção periódica. Por isso, a folha de substrato de cobre ou alumínio fica visível nestes pontos. As interrupções servem como uma marcação para o comando de processamento – por exemplo, para o processo de corte – e devem ser detectadas por sensores.

Solução:
O detector de contraste KRT 3B consegue diferenciar de maneira confiável entre a folha de cobre/alumínio e o revestimento do eletrodo, detectando assim as marcações. A função de autoaprendizado de um botão também pode ser ativada pelo comando. Graças ao grande alcance de operação de 60 mm ± 20 mm, os sensores podem ser integrados de maneira flexível na máquina.

[06] Monitoramento de portas, com trava

Exigência:
Áreas com movimentos perigosos podem ser acessadas através de portas de segurança para fins de manutenção. Caso estes movimentos perigosos não parem imediatamente após abrir a porta, a porta deve ser protegida através de uma chave de segurança com trava.

 

Solução:
As chaves de segurança robustas com trava da série L mantêm as portas de segurança trancadas, até que o acesso seja liberado através de um sinal elétrico. A série abrange tanto modelos padrão quanto dispositivos com atuador com codificação RFID para proteção máxima contra manipulação.

[07] Controle de presença das células de bateria no transportador

Exigência:
Antes da próxima etapa de processamento, é necessário controlar a presença ou a posição das células de bateria no transportador. Para garantir a estrutura compacta da instalação, os sensores devem ocupar pouco espaço.

Solução:
Os sensores óticos da Série 5B requerem pouco espaço. Graças à geometria de feixe otimizada, os dispositivos também detectam as células de bateria planas de maneira confiável e garantem uma alta disponibilidade da máquina.

[08] Leitura de códigos 2D na cobertura da célula de bateria

Exigência:
O conceito «Track and Trace» também inclui a rastreabilidade de cada célula de bateria individual que se encontra no sistema de trabalho. Para isso é necessário ler o código 2D (código DPM) gravado a laser na cobertura.

Solução:
Os leitores de códigos 2D DCR 200i realizam a leitura confiável de códigos DPM em superfícies metálicas – mesmo no caso de movimentos rápidos do objeto. Diferentes variantes de óticas estão disponíveis para adaptar o alcance de leitura à aplicação. Os dispositivos podem ser integrados de maneira flexível através de interfaces PROFINET IO/RT, Ethernet TCP/IP, UDP, RS 232 e RS 422.

[09] Controle de presença das células de bateria

Exigência:
Antes da injeção de líquido na estação de abastecimento, é necessário verificar a presença das células de bateria nas posições corretas. Isso também é válido para a segurança do processo ao agarrar as células de bateria.

Solução:
Com sua fonte de luz laser, os sensores óticos da Série 3C detectam as células de bateria de maneira confiável, mesmo em espaços confinados. Além disso, graças à supressão ativa de luz ambiente, os sensores são insensíveis à luz direta da iluminação LED dos galpões. Isso evita chaveamentos por engano.

[10] Controle de presença das células de bateria na estação de enchimento

Exigência:
Antes do enchimento do líquido na estação de enchimento, é necessário controlar a presença das células de bateria. Para isso, o sensor deve detectar de maneira confiável o material de alumínio refletivo do invólucro da célula.

Solução:
As barreiras de luz retrorreflexivas PRK 5B também detectam objetos reflexivos
de maneira confiável. Graças ao ponto de luz homogêneo, os dispositivos oferecem um comportamento de chaveamento seguro e podem ser alinhados com facilidade.

[11] Controle do nível de enchimento no reservatório de eletrólito

Exigência:
O nível de enchimento do eletrólito no reservatório deve ser monitorado a partir de fora e sem contato. 

Solução:
Os sensores capacitivos LCS-1 detectam o nível de enchimento no reservatório também no caso de diferentes materiais da parede do reservatório. Para a facilidade de manuseio e integração, variantes com botão de autoaprendizado e IO-Link estão disponíveis.

[12] Leitura de códigos 2D para rastreabilidade

Exigência:
Antes de armazenar a célula de bateria, ela deve receber um revestimento. As informações relevantes são impressas codificadas na célula de bateria. Antes de colocar na máquina de revestimento, estas informações (dados) devem ser registradas, a fim de garantir a rastreabilidade ao longo de toda a cadeia de processos.

Solução:
Graças à taxa de varredura elevada, os leitores de códigos 2D DCR 200i permitem a leitura de códigos em objetos em deslocamento rápido. Diferentes variantes de óticas estão disponíveis para adaptar o alcance de leitura. Através de diversas interfaces, os dispositivos podem ser facilmente integrados em fieldbuses e colocados em operação rapidamente com ferramentas de configuração simples.