バッテリー製造のオートメーション化へ導く柔軟なソリューション
バッテリー製造のオートメーション化へ導く柔軟なソリューション

電気自動車の生産には安定した品質と優れた効率性が重要

電気自動車の需要がますます増えています。これは、自然環境の変化や化石燃料の資源の限界によって、内燃機関の代替ソリューションが求められてきたからです。バッテリー開発の技術的進歩は電気自動車の需要をさらに加速させます。

電気自動車の心臓部はリチウムイオンバッテリーです。このバッテリーを高い品質で経済的に製造するには、メーカーは柔軟で効率的なオートメーション化ソリューションを必要とします。Balluff は長年にわたるオートメーション化と自動車産業分野での経験を活かし、未来志向のテクノロジーを用いて、バッテリーセル製造やバッテリーモジュールの組立てなど、バッテリー製造のオートメーション化へ、包括的かつ柔軟なソリューションを提供します。

バッテリーセル製造:製造開始段階から品質管理

不良のバッテリーセルがたった 1 つあるだけで、バッテリーパック全体の性能に悪影響が出てしまいます。後の工程で品質検査を行えば、それだけ多くの不良品が出る可能性があります。そのため、バッテリー製造の全工程を通じて品質のチェックを行う必要があります。よって、バッテリー製造のオートメーション化は極めて重要な品質管理の対策となり、各工程において品質を継続的かつ効率的に監視することができます。

Balluff の高品質なセンサ/識別システム/ネットワークソリューションは、質の高いバッテリーの製造をサポートします。例えば Balluff のフォーク形光電センサは、ロールプレス工程で電極フィルムのエッジ制御に必要な測定を行うことができます。またコントラストセンサは、フィルムロールがいつ空になるかを適時に知らせます。Balluff の光電距離センサはフィルムのロール径の監視に使用され、Balluff のカメラシステムは幅、輪郭、位置を比較・点検・監視します。このようにしてプロセス中の障害を早期に検出して回避することができます。

バッテリーセル製造にのアプリケーション事例

  • 連続的なロール搬送に最適な傾斜センサ

    円滑なロールプレス工程行うためには、フィルムは常に正確な長さで切断されなければなりません。それには、フィルムを常に最適なテンションであるよう、制御する必要があります。Balluff の傾斜センサを用いれば、ダンサーアームの角度を直接測定することで、テンションを連続的にコントロールすることができます。このセンサは取付けが簡単で、近接センサと比較してはるかに高い精度を備えています。

    連続的なロール搬送に最適な傾斜センサ

  • 光電センサによるロール径の監視

    ロールプレスのダウンタイムを最小限に抑え、バッテリーセルの製造を継続的に稼動させるためには、効率的なフィルム交換が必要となります。Balluff の光電距離センサはフィルムロールの径を継続的に監視します。このセンサは、フィルムの色、材質、反射の影響を受けずに正確に測定します。ティーチングされたスイッチポイントは、なくなりそうなロールを検出し、交換が必要なことを知らせます。Balluff のセンサは測定範囲の設定が可能なため、とても柔軟に使用できます。

    光電センサによるロール径の監視

  • フォーク形光電センサによるフィルムのエッジ制御

    ロールプレス工程では、電極シートと絶縁シートを、横ぶれを起こすことなく、一様に搬送されなければなりません。Balluff のフォーク形光電センサは、フィルムのエッジ位置をミクロンレベルの精度で確実に測定します。特に精密な測定には Balluff のフォーク形レーザーセンサが最適です。その測定値で生産設備の駆動部やガイド装置を精密に制御します。フォーク形光電センサは高い光学分解能と繰り返し精度を備えているほか、設置時に必要なのは電気接続のみなので、時間と手間の節約にもなります。

    フォーク形光電センサによるフィルムのエッジ制御

  • セーフティセンサで防護扉の安全性を確保

    Balluff のトランスポンダコーディング式セーフティセンサは、バッテリーセル製造プロセス内で、防護扉によるアクセス保護を確実なものにします。アクチュエータがセーフティセンサの検出範囲にある場合にのみ、機械や設備は稼働できます。逆に、防護扉を開いてアクチュエータが検出外となった場合、直ちにセーフティ信号が伝達され機械や設備の稼働が停止します。このセーフティセンサは、そのコンパクトなサイズによって組込みの自由度が高く、汚れ、振動、設置によるずれなどの影響を受けにくいです。このセンサは PLe/SIL 3 までの極めて高い安全要求に対して使用することができます。コーディングレベルが高いバリエーションは不正操作に対して優れた保護機能を発揮します。

    セーフティセンサで防護扉の安全性を確保

バッテリーの組立て:全ての工程でトレーサビリティと柔軟性を実現

バッテリーの組立て工程では、すべての工程と供給源に関するデータの完璧なトレーサビリティが不可欠です。このことにより、すべてのコンポーネントに対する工程のチェックと品質保証を行うことできます。Balluff は、これらの要求に対応する多彩な RFID システムを提供しています。

バッテリーセルのサイズ変更、バッテリーパックへの様々な接続方法と異なる取付けなど、バッテリー技術は常に進化しています。そのため、生産設備はこの継続的な進化に迅速かつ柔軟に対応することが求められます。Balluff は柔軟なソリューションによって、この要求をサポートします。例えば、インダクティブカプラは非接触の電力とデータ伝送が可能です。これにより、分離するユニットは機械的なコネクタ端子が不要になるため、素早く分離でき、配線の手間を軽減します。つまり、バッテリー製造のオートメーション化により、新しい要求を極めて短い時間で対応し、プロセスに柔軟性を持たせることができます。

また、不規則性を早期に検知し、危険な作動状態を回避するには、例えば Balluff の LED 積層信号灯形 SmartLight が最適なソリューションです。また Balluff SmartCamera はバッテリーセル上のコードを確実に読み取ります。

バッテリー組立てのアプリケーション事例

  • インダクティブカプラによるデータと電力の柔軟な伝送

    ロータリーテーブルでは、着座信号などのデータをテーブルの回転部からコントローラへ伝送しなければなりません。従来、標準的な方法としてスリップリングを用いていましたが、強い機械的応力を受けるため、摩耗劣化による不具合で、膨大なダウンタイムが発生していました。これを解決するのが Balluff のインダクティブカプラです。このインダクティブカプラはセンサやアクチュエータの電力と信号を最大 5 mm の空隙を介して素早く確実に伝送します。プラグ & プレイ方式で簡単接続できる M12 コネクタにより、導入や設置、交換も非常に簡単です。そのため、Balluff のインダクティブカプラは稼働率の向上、サイクルタイム短縮、プロセスの柔軟性向上に貢献します。

    インダクティブカプラによるデータと電力の柔軟な伝送

  • Factor 1 機能を搭載した誘導型近接センサで確実な位置検出

    自動化が導入されているあらゆる場所では、摩耗劣化のない、非接触での確実な金属物体の検出が求められます。この要求に、BalluffのFactor 1 機能を搭載した誘導型近接センサは最適です。このセンサは、あらゆる金属の減少係数に依存することなく、一定の位置で検出を行います。常に同じ位置で検出を行うことで、プロセスの精度が高まり、さらに、設備の設計やセンサの設置に優れた柔軟性を発揮します。

    Factor 1 機能を搭載した誘導型近接センサで確実な位置検出

  • 柔軟な SmartLight によるプロセスの見える化

    Balluff の LED 積層信号灯形 SmartLight は多彩な色彩を柔軟に表示することで動作状態を見える化します。すべての色はコントローラで個々に設定でき、機械や設備の重要な状況や危険的状態を表示します。簡単なコマンドでライトへ各種のカラーを割り当てることができるため、LED の層をメカ的に変更する必要はありません。IO-Link は設置を簡素化するだけでなく、稼働中にすべての設定変更を実施することができます。SmartLight では 3 つのモードを選択でき、オプションの内蔵サウンドモジュールにより音によるアラームを発することができます。。

    柔軟な SmartLight によるプロセスの見える化

  • RFID による自動識別と追跡

    FAのパーツトラッキングには、BalluffのRFIDシステムが最適です。この非接触の識別システムによって、全ての製造手順と使用される各パーツを追跡することができます。すべてのデータは自動的にリアルタイムで検出・記録されるので、高い製品品質での生産が維持できます。さらに、全体にわたる透明性が確保できるため、様々なプロセスの変更に対して柔軟に対応することができます。RFIDタグとの読取り/書込みの通信は、目視の確認なしで自動的に行われ、汚れがあっても通信に影響はありません。

    RFID による識別と追跡

その他の情報

リリースリスト プロジェクトハンドブック、リリースリスト、プロジェクト情報

自動車産業と自動車部品サプライヤ ロット数 1 に至っても効率と品質を保証

IO-Link IO-Link によるプロセス品質の向上

安全性 Balluff 品質における機械安全性

マシンビジョン(MV) 産業用画像処理 – ソリューション一式を 1 社で提供