Soluciones de sensores para la fabricación de baterías
Desde la celda de la batería hasta el módulo de la batería y el paquete de baterías: Pepperl+Fuchs ofrece una potente tecnología de sensores para la producción automatizada de baterías.
¡Descubra la fabricación de baterías del futuro!
Ya sea como corazón de los vehículos eléctricos o como medio de almacenamiento de electricidad procedente de energías renovables : la batería desempeña un papel central en la movilidad y el suministro de energía del futuro.
Para garantizar la máxima calidad y procesos fluidos en la fabricación de baterías, se requiere una potente tecnología de sensores . Pepperl+Fuchs ofrece una cartera completa para esta área, desde sensores hasta comunicación industrial. Esto permite optimizar todos los pasos del proceso, desde la fabricación de celdas de batería hasta el ensamblaje de módulos de batería en paquetes de batería . Con décadas de experiencia en tecnología de automatización, consultoría individual y amplios conocimientos de innumerables aplicaciones resueltas, Pepperl+Fuchs lo ayuda a encontrar el producto adecuado para su desafío.
Fabricación de celdas de batería
En la fabricación de celdas de batería, las láminas de ánodo y cátodo se apilan alternativamente, cada una separada por una lámina separadora . En este proceso, la necesidad de monitoreo en la calandradora es alta. La doble alimentación de láminas, una rotura de la banda o una tensión insuficiente de la banda conducen rápidamente a errores de producción o tiempos de inactividad de la máquina. Para evitar esto, Pepperl+Fuchs ofrece sensores adecuados que se pueden conectar fácilmente al controlador y a la nube a través de IO-Link .
Es crucial para la calidad de las celdas de la batería que las láminas de electrodos individuales se apilen alternativamente. Para evitar la alimentación de láminas dobles, se utiliza el sensor ultrasónico de láminas dobles M18 . Debido a su robusto principio de medición, el sensor detecta de forma fiable láminas finas y reflectantes.
Un rodillo guía con mecanismo de resorte, el llamado bailarín, mantiene la tensión de la banda del electrodo y las láminas separadoras durante la fabricación de celdas de batería. El sistema de posicionamiento inductivo PMI120-F90 mide el movimiento del bailarín con alta precisión y emite la posición actual en tiempo real, opcionalmente a través de una interfaz IO-Link.
Para minimizar el tiempo de inactividad de la máquina, los rodillos utilizados deben cambiarse con precisión milimétrica al calandrar láminas de electrodos y separadores. Los robustos sensores ultrasónicos de las series UC18GS y F42 detectan de forma fiable el diámetro del rollo, independientemente de las propiedades ópticas del material de la lámina.
Si se produce un desgarro de la lámina durante el calandrado, el proceso debe detenerse inmediatamente para evitar errores de producción y daños en la máquina. Pepperl+Fuchs ofrece una selección de sensores adecuados para este propósito: los sensores compactos de modo difuso R10x o R20x se utilizan en espacios reducidos, mientras que los sensores ultrasónicos UC18GS y UC-F77 son la elección óptima para materiales reflectantes o transparentes.
Los sensores modernos de las calandrias suelen estar equipados con interfaces IO-Link. Con el maestro ICE2/3 IO-Link , los datos de medición se pueden transmitir fácilmente desde el nivel de campo al PLC. A través de OPC UA y protocolos de comunicación basados en Ethernet, los datos también se pueden intercambiar en paralelo con aplicaciones en la nube.
Fabricación de módulos de batería
Una vez completada la fabricación de celdas de batería, las celdas de batería individuales se ensamblan en módulos de batería . Para monitorear este proceso, se utilizan productos de visión industrial de Pepperl+Fuchs. Los sensores de visión identifican las celdas de la batería y verifican su número y orientación correctos, mientras que una cámara de eventos industriales monitorea todo el proceso de fabricación.
Cuando las celdas de la batería se agrupan en módulos de batería, debe asegurarse de que todas las celdas requeridas estén presentes. El lector de códigos universal VOS-I es adecuado para identificar las celdas de la batería: este sensor de visión lee hasta 64 códigos simultáneamente, incluso con un alto rendimiento y códigos muy pequeños en superficies curvas.
El SmartRunner Matcher verifica el número y la orientación de las celdas de la batería. Este sensor de perfil láser registra el perfil de altura de las celdas de la batería y lo compara con un perfil de referencia programado. De esta forma, el SmartRunner Matcher asegura la fabricación de módulos de batería sin errores.
La cámara de eventos industriales VOC permite grabaciones de video basadas en eventos hasta 60 segundos antes y después de una señal de activación definida. Esto permite registrar y analizar situaciones relevantes de una manera particularmente eficiente, para un diagnóstico remoto simple y específico y una documentación automática.
Inspección y montaje del módulo de batería
Para garantizar una alta calidad constante, es esencial una inspección fiable de los módulos de batería . Pepperl+Fuchs ofrece la tecnología de sensores industriales adecuada tanto para inspeccionar los módulos como para el montaje posterior en paquetes de baterías .
Tan pronto como se ensamblan los módulos de la batería, el sensor de visión estéreo 3D SmartRunner Explorer realiza un control de calidad totalmente automatizado. La imagen de nube de puntos en 3D de alta resolución creada por el sensor muestra todos los detalles necesarios del módulo de la batería. Esto hace posible detectar si todas las celdas de la batería están presentes, si están correctamente alineadas y si están dispuestas sin salientes.
Los robots industriales recogen los módulos de batería completamente ensamblados e inspeccionados y los colocan en paquetes de baterías. Para este paso del proceso, el sensor de visión universal 2D VOS calcula la posición y orientación de los módulos con una herramienta de visión integrada. Luego, los datos se transmiten al controlador del robot. Esto permite que el brazo del robot sujete con precisión los módulos de batería y los coloque en el paquete de batería.
Para iniciar la inspección o el montaje de un módulo de batería, se debe detectar la presencia del módulo. Los sensores fotoeléctricos de la serie R20x realizan esta tarea con la máxima fiabilidad. Las variantes con diferentes diseños e interfaces están disponibles para diferentes entornos de instalación.
Durante el control de calidad y el montaje final de los módulos de batería, los módulos individuales deben identificarse varias veces para garantizar su trazabilidad. El sensor de visión universal 2D VOS es la elección ideal para esta tarea: el sensor lee códigos 1D y 2D, así como textos impresos en la etiqueta del módulo de batería, parametrizable de forma rápida, fiable y flexible.
La batería: en el punto de mira en varias industrias
Ya sea para la movilidad eléctrica, para el almacenamiento de electricidad a partir de energías renovables o para la industria electrónica, la batería juega un papel central en varias industrias en todo el mundo.
La batería de iones de litio es el corazón y actualmente el componente más costoso de un automóvil eléctrico, por lo que su producción requiere procesos eficientes y de la más alta calidad. Esto está garantizado por la tecnología de sensores adecuada de Pepperl+Fuchs. También está disponible una cartera completa para muchos otros procesos relacionados con la producción de vehículos eléctricos.
Se necesitan baterías potentes para almacenar electricidad climáticamente neutra procedente de plantas eólicas o fotovoltaicas. Por lo tanto, la demanda de almacenamiento en baterías aumenta continuamente, tanto para los operadores de red como en los hogares privados. Con la tecnología de sensores de Pepperl+Fuchs, los sistemas de almacenamiento de batería requeridos pueden fabricarse con especial eficiencia. Pepperl+Fuchs también ofrece una amplia gama de soluciones de sensores compatibles para otras tareas relacionadas con plantas de energía solar y eólica.
La fabricación de baterías es una de las principales áreas de crecimiento en la industria electrónica mundial. Muchos otros procesos de la industria electrónica también se pueden automatizar con la tecnología de sensores industriales de Pepperl+Fuchs, desde la producción fotovoltaica hasta el procesamiento de PCB.
