ParAlign-Service identifiziert Fehlausrichtungen bei über 100 Rollen in 3 Stunden für einen Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien

Zusammenfassung

Fluke Reliability unterstützte einen führenden europäischen Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien mithilfe des ParAlign-Rollenausrichtungsservice bei der Messung und Überprüfung der Walzenausrichtung an zwei neu installierten Anoden- und Kathodenproduktionslinien. Techniker führten schnelle und präzise Korrekturen durch und stellten sicher, dass die Linien für den Kunden, einen globalen Automobilhersteller mit Hauptsitz in Europa, produktionsbereit waren.

Key Take Away

• 220+ Rollen in 6 Stunden gemessen: Das schnelle, nicht auf Sichtlinie basierende Messverfahren von ParAlign ermöglichte die vollständige Bewertung von zwei komplexen Produktionslinien für EV-Batterien.
• Messgenauigkeit besser als 0.05 mm/m: Die Teams konnten während des gesamten Korrekturprozesses enge Ausrichtungstoleranzen (+/- 0.10 mm/m bis 0.20 mm/m, abhängig von den Rollen) überprüfen und einhalten und so eine fehlerfreie Beschichtung und Laminierung unterstützen.
• 6-tägige Ausrichtungsbearbeitung: Das ParAlign-Serviceteam hat die Messungen und Anpassungen mit dem Korrekturteam in knapp einer Woche abgeschlossen.

Hintergrund

Ein führender europäischer Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien hatte kürzlich zwei neue Produktionslinien installiert – eine für die Anodenbeschichtung und eine für die Kathodenbeschichtung. Diese Linien sollten hochwertige Elektrodenfolien für den Einsatz in Elektrofahrzeugbatterien produzieren.

Jede Linie unterstützte eine andere Hälfte der Batteriezellenstruktur, wobei die Kathodenlinie positiv geladene Schichten und die Anodenlinie negativ geladene Schichten erzeugte. Die Schichtregistrierung zwischen diesen Materialien ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Beschichtung, einer genauen Spannungsregelung und einer exakten Schichtregistrierung, die für eine langfristige Batterieleistung wichtig sind.

Wie der Servicetechniker von ParAlign bei dem Termin anmerkte, war der Druck besonders hoch: Das Endprodukt war für einen globalen Automobilhersteller bestimmt, der für seine strengen Qualitätsstandards bekannt ist, also musste „alles perfekt sein“. In solchen Hochgeschwindigkeitsumgebungen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren können selbst geringfügige Fehlausrichtungen der Maschinen ernsthafte Produktionsrisiken mit sich bringen, darunter ungleichmäßige Elektrodenbeschichtungen, schiefe oder gefaltete Separatoren, falsch platzierte oder gerissene Laschen und interne Zellkurzschlüsse.

Diese Probleme bleiben oft bis zu den Qualitätsprüfungen in der Spätphase oder den Tests nach der Montage verborgen, wenn die Teams bereits erhebliche Arbeits- und Materialkosten in die Produktion investiert haben. Die Überprüfung der Ausrichtung in den frühesten Produktionsphasen ist die beste – und oft einzige – Möglichkeit, das Risiko kritischer Batterieausfälle im weiteren Produktionsverlauf zu minimieren.

Vor Produktionsbeginn beauftragte der Hersteller das Team des ParAlign-Rollenausrichtungsdienstes mit der Überprüfung und Dokumentation der Ausrichtung aller kritischen Walzen in beiden Linien. Die Walzen in jedem Maschinenabschnitt waren bereits im Werk vorab ausgerichtet, nach der Installation mussten die einzelnen Maschinenteile jedoch vor Ort aufeinander ausgerichtet werden.

Probleme

Das Erreichen einer präzisen Walzenausrichtung sowohl in der Anoden- als auch in der Kathodenmaschine war mit mehreren technischen Hürden verbunden.

Der Kunde verlangte extrem enge Toleranzen: +/- 0.10 mm/m oder 0.20 mm/m (je nach Rolle) von der Referenzrolle – was ein Maß an Präzision erforderte, das allein durch Sichtprüfung oder manuelle Einstellung nicht erreicht werden konnte. Diese Toleranz ist deutlich enger als in traditionellen bahnbasierten Branchen wie der Papier- oder Folienindustrie, wo Grenzwerte von etwa 0.30 mm/m oder mehr üblich sind. Das Folienmaterial ist extrem dünn – daher können selbst kleine Fehlausrichtungen der Rollen zu sichtbaren Defekten wie Falten, Kratzern oder Bahnrissen führen. „Die Einstellung muss je nach Rolle auf 0.10 mm/m oder 0.20 mm/m genau sein“, stellte der Servicetechniker von ParAlign fest. „Andernfalls kann das Material beim Durchlauf durch die Maschine beschädigt werden.“

Da jede Korrektur innerhalb enger Toleranzen bestätigt werden musste, musste der Messvorgang für jede Rolle ein sofortiges, wiederholbares Feedback ermöglichen, damit die Techniker die Genauigkeit der Ausrichtung im weiteren Arbeitsverlauf überprüfen konnten. Da die Maschinenausrichtung einer der letzten Schritte vor Produktionsbeginn war, war es wichtig, den Prozess so effizient und präzise wie möglich durchzuführen.

Umsetzung

Obwohl die beiden neu installierten Maschinen strukturell ähnlich waren, befanden sie sich in unterschiedlichen Bereichen der Anlage und mussten als separate Systeme ausgerichtet werden. Jede enthielt mehr als 25 kritische Rollen, die vor Produktionsbeginn überprüft werden mussten.

Da die Rollen kompakt (ca. einen Meter lang) und leicht zugänglich waren, konnte das ParAlign-Team die komplette Vermessung einer Linie in weniger als drei Stunden durchführen. Diese Geschwindigkeit wurde durch die einzigartigen Fähigkeiten des ParAlign-Geräts ermöglicht. Im Gegensatz zu optischen Methoden, die eine freie Sicht und häufige Umstellungen erfordern, nutzt ParAlign Trägheitssensortechnologie zur Erfassung von Ausrichtungsdaten und bewegt sich dabei schnell von Rolle zu Rolle – selbst in komplexen oder geschlossenen Layouts.

Um die Präzision zu maximieren, wählten die Techniker zu Beginn jedes Scans eine einzelne Referenzrolle. Das ParAlign-Team nahm alle Messungen relativ zu dieser Rolle vor und erstellte so eine konsistente Winkelbasislinie im gesamten System. Diese Methode ermöglicht hochpräzise Vergleiche zwischen Rollen und trägt dazu bei, kumulative Fehler zu vermeiden, insbesondere bei Systemen, die aus mehreren modularen Abschnitten bestehen.

Ergebnisse

Der ParAlign-Service ermöglichte es dem Hersteller, beide neuen Batterieproduktionslinien mit Vertrauen in ihre mechanische Konfiguration in Betrieb zu nehmen.

Der iterative Ausrichtungsprozess, unterstützt durch schnelle Nachmessungen, ermöglichte dem Kunden eine effiziente Korrektur ohne Verzögerungen oder Nacharbeit. Dadurch konnte die Produktion sowohl der Anoden- als auch der Kathodenlinie beginnen. Rückverfolgbare Ausrichtungsdaten standen für die interne Validierung und Nachvollziehbarkeit zur Verfügung.

Neben unmittelbaren Qualitätsbedenken kann eine Fehlausrichtung auch den mechanischen Verschleiß beschleunigen. „Wenn die Maschine nicht richtig ausgerichtet ist, verkürzt sich die Lebensdauer von Lagern und anderen Strukturkomponenten.“ Neben der Erreichung der unmittelbaren Produktionsziele schuf der Service auch eine zuverlässige Ausrichtungsgrundlage für zukünftige Wartungszyklen und half dem Werk, langfristige Prozessstabilität in seinen EV-Batteriebetrieb zu bringen.