Flexible Lösungen zur Automatisierung der Batteriefertigung
Flexible Lösungen zur Automatisierung der Batteriefertigung

Elektromobilität erfordert Qualität und Wirtschaftlichkeit

Immer mehr Autofahrer steigen um: Elektrisch fahren heißt die neue Devise. Denn der Klimawandel und begrenzt verfügbare fossile Brennstoffe erfordern alternative Lösungen zu Verbrennungsmotoren. Der technologische Fortschritt in der Batterieentwicklung hat die Elektromobilität in den Vordergrund gerückt.

Das Herzstück der Elektroautos sind Lithium-Ionen-Batterien. Um diese qualitativ hochwertig und wirtschaftlich zu produzieren, brauchen Hersteller flexible und effiziente Automatisierungslösungen. Balluff hat langjährige Automatisierungs- und Automobilerfahrung und bietet Ihnen mit zukunftsorientierten Technologien umfassende und flexible Lösungen für die Automatisierung Ihrer Batteriefertigung – sowohl bei der Produktion der Batteriezellen, als auch in der Batteriemodulmontage.

Batteriezellenproduktion: Qualitätssicherung von Anfang an

Eine einzige schlechte Batteriezelle reicht aus, um die Leistung eines ganzen Batteriepacks negativ zu beeinflussen. Eine späte Qualitätskontrolle kann dabei hohen Ausschuss verursachen. Darum gilt: die Qualität muss bereits während der gesamten Batterieproduktion überprüft werden. Die Automatisierung der Batteriefertigung ist daher eine entscheidende Qualitätssicherungsmaßnahme – so lässt sich die Qualität kontinuierlich und effizient bei jedem Prozessschritt überwachen.

Unsere hochwertigen Sensor-, Identifikations- und Netzwerklösungen unterstützen Sie dabei, hoch qualitative Batterien zu produzieren. Unsere Gabellichtschranken beispielsweise, können beim Kalandern die Bahnkantensteuerung von Elektrodenfolien sicherstellen. Und Kontrasttaster informieren rechtzeitig, wenn eine Folienrolle leerläuft. Unsere optoelektronischen Distanzsensoren werden bei der Durchmesserüberwachung eingesetzt. Und unsere Kamerasysteme vergleichen, prüfen und kontrollieren Breiten, Konturen und Positionen. So können Prozessfehler frühzeitig erkannt und vermieden werden.

Applikationsbeispiele in der Batteriezellenproduktion

  • Neigungssensoren für die kontinuierliche Rollennachführung

    Für einen reibungslosen Prozessablauf beim Kalandern ist eine kontinuierliche Zugspannung der Folienrolle erforderlich. Außerdem muss immer die richtige Länge der Folie nachreguliert werden. Die Neigungssensoren von Balluff unterstützen die kontinuierliche Zugspannung, indem sie den Winkel des Tänzerarms direkt messen. Sie sind einfach zu montieren und haben im Vergleich zu induktiven Sensoren eine weitaus höhere Genauigkeit.

    Kontinuierliche Rollennachführung mit Neigungssensoren

  • Mit optoelektronischen Sensoren Durchmesser überwachen

    Um Stillstandzeiten beim Kalandern zu minimieren und einen kontinuierlichen Betrieb bei der Produktion von Batteriezellen zu gewährleisten, ist ein rechtzeitiger Folienwechsel notwendig. Unsere optoelektronischen Distanzsensoren überwachen den Durchmesser der Folienrolle kontinuierlich. Sie messen präzise unabhängig von Farbe, Material und Reflexionsgrad der Folie. Eingelernte Schaltpunkte signalisieren eine zur Neige gehende Rolle und dass sie gewechselt werden muss. Durch den einstellbaren Messbereich ist der Einsatz unserer Sensoren sehr flexibel.

    Durchmesser überwachen mit optoelektronischen Sensoren

  • Bahnkantensteuerung mittels Gabellichtschranken

    Beim Kalandern muss ein gleichmäßiger und geradliniger Bandlauf der Elektroden- und Separatorfolien gewährleistet sein. Die Gabellichtschranken von Balluff messen die Bahnkantenposition der Folien zuverlässig und mikrometergenau. Besonders präzise sind dabei unsere Laser-Gabellichtschranken. Mit den ermittelten Werten können Antrieb und Führungen Ihrer Fertigungsanlage präzise ausgesteuert werden. Gabellichtschranken haben eine hohe optische Auflösung und Wiederholgenauigkeit – und sparen Ihnen zudem Zeit und Aufwand bei der Installation, denn sie benötigen nur einen einzigen elektrischen Anschluss.

    Bahnkantensteuerung mit Gabellichtschranken

  • Sicherheitssensoren sichern Schutztüren

    Transpondercodierte Sicherheitssensoren von Balluff bieten eine ideale Zutrittsabsicherung an Schutztüren bei der Produktion von Batteriezellen. Die Freigabe der Maschine oder Anlage erfolgt nur, wenn sich der Betätiger im Ansprechbereich des Sicherheitssensors befindet. Umgekehrt wird beim Öffnen der Schutzeinrichtung sofort ein sicheres Stoppsignal erzeugt. Die Sicherheitssensoren sind durch ihre kompakte Baugröße flexibel zu integrieren und unempfindlich gegenüber Verschmutzung, Vibrationen und mechanischem Spiel. Sie können für höchste Sicherheitsanforderungen bis PLe/SIL 3 eingesetzt werden. Varianten mit hoher Codierungsstufe bieten einen hohen Umgehungsschutz.

    Sichere Schutztüren durch Sicherheitssensoren

Batteriemontage: Rückverfolgbarkeit und Flexibilität in allen Fertigungsschritten

Einzelne Batteriezellen werden zu Batteriemodulen und schließlich zu Batteriepacks zusammengesetzt, die dann in Elektroautos eingebaut werden. Bei der Batteriemontage ist eine lückenlose Rückverfolgbarkeit aller produktions- und herkunftsbezogenen Daten unerlässlich – nur so können die Prozessschritte aller Komponenten überprüft und die Qualität gewährleistet werden. Für diese Aufgaben steht Ihnen Balluff mit einer breiten Auswahl an RFID-Systemen zur Seite.

Wechselnde Größen von Batteriezellen, unterschiedliche Kontaktierungen und verschiedene Einbausituationen in den Packs: Die Batterietechnologie wird stetig weiterentwickelt. Fertigungsanlagen müssen dementsprechend schnell und flexibel an diese ständige Weiterentwicklung angepasst werden. Balluff unterstützt Sie dabei durch flexible Lösungen: Induktive Koppler beispielsweise ermöglichen eine berührungslose Energie- und Datenübertragung. Die schnell trennbaren Einheiten machen mechanische Steckkontakte überflüssig und reduzieren so den Verdrahtungsaufwand. Durch die Automatisierung der Batteriefertigung realisieren Sie neue Anforderungen in kürzester Zeit und machen die Abläufe flexibel.

Um Unregelmäßigkeiten frühzeitig zu erkennen oder kritische Betriebszustände zu vermeiden, sind beispielsweise unsere LED-Signalleuchten SmartLight die ideale Lösung. Und unsere SmartCameras lesen die Codes auf den Batteriezellen zuverlässig aus.

Applikationsbeispiele in der Batteriemontage

  • Mit induktiven Kopplern Daten und Energie flexibel übertragen

    An Rundtakttischen müssen Daten von rotierenden zu unbewegten Maschinenteilen übertragen werden. Ein klassisches Mittel dafür sind Schleifringe, die werden aber stark mechanisch beansprucht und der Verschleiß führt zu Ausfällen und teuren Stillstandzeiten. Abhilfe versprechen da die induktiven Koppler von Balluff: sie übertragen Energie und Signale für Sensorik und Aktorik über einen Luftspalt von bis zu 5 mm sicher, schnell und leistungsoptimiert. Installation und Montage oder auch ein Austausch sind mittels Plug-and-Play und komfortablem M12-Steckanschluss sehr einfach. So sorgen unsere induktiven Koppler für eine hohe Anlagenverfügbarkeit, kurze Taktzeiten und flexible Abläufe.

    Daten und Energie mit induktiven Kopplern flexibel übertragen

  • Zuverlässige Positionsabfrage mit induktiven Faktor-1-Sensoren

    Überall dort, wo automatisiert wird, ist die berührungslose Positionserfassung metallischer Objekte gefragt – und die sollte zuverlässig und verschleißfrei erfolgen. Hier sind unsere induktiven Faktor-1-Sensoren eine gute Wahl. Sie bieten für alle Metalle denselben Schaltabstand – ohne Reduktionsfaktor. Dieser gleichbleibende Abstand ermöglicht eine hohe Prozessqualität. Zudem erhöht diese Eigenschaft die Flexibilität bei der Konstruktion Ihrer Anlage und der Installation der Sensoren enorm.

    Induktiven Faktor-1-Sensoren für die zuverlässige Positionsabfrage

  • Prozessvisualisierung mit flexiblen SmartLights

    Unsere LED-Signalleuchten SmartLights signalisieren Betriebszustände über ein flexibles, vielfältiges Farbspektrum. Sie können alle Farben über die Steuerung individuell definieren und sich entscheidende bis kritische Maschinen- und Anlagenzustände anzeigen lassen. Mit nur wenigen Befehlen können Sie der Leuchte verschiedene Farben zuweisen, ohne die LED-Säulen mechanisch verändern zu müssen. IO-Link vereinfacht Ihnen dabei nicht nur die Installation: Alle Änderungen können im laufenden Betrieb vorgenommen werden. Die SmartLights haben drei wählbare Modi und sind optional mit einem integrierten Soundmodul für akustische Hinweise erhältlich.

    Flexible SmartLightsfür die Prozessvisualisierung

  • Automatische Identifizierung und Rückverfolgung mit RFID

    Wenn es in der Automation um Teilerückverfolgung geht, ist RFID von Balluff die erste Wahl. Die berührungslose Identifikation macht jeden einzelnen Produktionsschritt und jedes eingesetzte Material rückverfolgbar. Alle Daten werden automatisch in Echtzeit erfasst und dokumentiert. Das gewährleistet Ihnen eine hohe Produktgüte. Durch die umfassende Transparenz können Sie zudem jederzeit flexibel auf Veränderungen reagieren. RFID-Datenträger können beliebig oft und ohne Sichtkontakt ausgelesen und beschrieben werden, selbst bei Verschmutzungen.

    Identifizierung und Rückverfolgung mit RFID

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