El servicio ParAlign identifica desalineaciones en más de 100 rodillos en 3 horas para un fabricante de baterías de vehículos eléctricos.

Resumen

Fluke Reliability ayudó a un fabricante europeo líder de baterías para vehículos eléctricos a medir y verificar la alineación de rodillos en dos líneas de producción de ánodos y cátodos recién instaladas gracias al servicio de alineación de rodillos ParAlign. Los técnicos realizaron correcciones rápidas y precisas y ayudaron a garantizar que las líneas estuvieran listas para la producción para su cliente, un fabricante de automóviles global con sede en Europa.

Puntos clave

• Más de 220 rollos medidos en 6 horas:El proceso de medición rápido, sin línea de visión, de ParAlign permitió la evaluación completa de dos líneas de producción complejas de baterías para vehículos eléctricos.
• Precisión de medición mejor que 0.05 mm/m:Los equipos pudieron verificar y mantener tolerancias de alineación estrictas (+/- 0.10 mm/m a 0.20 mm/m dependiendo de los rodillos) durante todo el proceso de corrección, lo que permitió un recubrimiento y una laminación sin defectos.
• Tiempo de respuesta de alineación de 6 días: El equipo de servicio ParAlign completó la medición y los ajustes con el equipo de corrección en poco menos de una semana.

Fondo

Un fabricante líder europeo de baterías para vehículos eléctricos instaló recientemente dos nuevas líneas de producción: una para el recubrimiento de ánodos y otra para el de cátodos. Estas líneas estaban diseñadas para producir láminas de electrodos de alta calidad para su uso en baterías de vehículos eléctricos.

Cada línea soportaba una mitad diferente de la estructura de la celda de la batería: la línea catódica producía capas con carga positiva y la línea anódica, las negativas. El registro de capas entre estos materiales es fundamental para mantener un recubrimiento uniforme, un control preciso de la tensión y un registro de capas preciso, factores importantes para el rendimiento a largo plazo de la batería.

Como señaló el técnico de servicio de ParAlign presente en la cita, la presión era especialmente alta: el producto final estaba destinado a un fabricante de automóviles global conocido por sus estrictos estándares de calidad, por lo que «todo tenía que ser perfecto». En entornos de alta velocidad y de rollo a rollo, incluso pequeñas desalineaciones en las máquinas pueden suponer graves riesgos de producción, como recubrimientos irregulares de los electrodos, separadores torcidos o doblados, desalineación o rotura de pestañas y cortocircuitos internos en las celdas.

Estos problemas suelen permanecer ocultos hasta las últimas comprobaciones de calidad o las pruebas posteriores al montaje, momento en el que los equipos ya han invertido considerables costes de mano de obra y materiales en la producción. Verificar la alineación en las primeras etapas de la producción es la mejor —y a menudo la única— manera de mitigar el riesgo de fallos críticos de la batería en el futuro.

Antes de iniciar la producción, el fabricante contrató al equipo de Servicio de Alineación de Rodillos ParAlign para verificar y documentar la alineación de todos los rodillos críticos en ambas líneas. Los rodillos de cada sección de la máquina se habían prealineado en fábrica, pero tras la instalación, era necesario alinear las distintas partes de la máquina in situ.

Desafíos

Lograr una alineación precisa de los rodillos en las máquinas de ánodo y cátodo presentó varios obstáculos técnicos.

El cliente requería tolerancias extremadamente estrictas: +/- 0.10 mm/m o 0.20 mm/m (dependiendo de los rollos) desde el rollo de referencia, lo que exigía un nivel de precisión que no se podía lograr mediante inspección visual o ajuste manual únicamente. Esta tolerancia es significativamente más estricta que las que se encuentran en las industrias tradicionales basadas en bobinas, como el papel o la película, donde los umbrales de aproximadamente 0.30 mm/m o más son comunes. El material de la lámina es extremadamente delgado, por lo que incluso la más mínima desalineación del rollo puede provocar defectos visibles como arrugas, rayones o roturas de la bobina. "Hay que poder ajustar con una precisión de 0.10 mm/m o 0.20 mm/m, dependiendo de los rollos", señaló el técnico de servicio de ParAlign. "De lo contrario, el material puede dañarse al moverse por la máquina".

Dado que cada corrección debía confirmarse dentro de tolerancias estrictas, el proceso de medición debía ofrecer información inmediata y repetible para cada rollo, lo que permitía a los técnicos confirmar la precisión de la alineación a medida que avanzaba el trabajo. Y dado que la alineación de la máquina era uno de los pasos finales antes del inicio de la producción, era fundamental que el proceso se completara con la mayor eficiencia y precisión posibles.

Implementación

Aunque estructuralmente similares, las dos máquinas recién instaladas estaban ubicadas en diferentes zonas de la planta y tuvieron que alinearse como sistemas separados. Cada una contenía más de 25 rollos críticos que requerían verificación antes de iniciar la producción.

Gracias a que los rollos eran compactos (de aproximadamente un metro de longitud) y de fácil acceso, el equipo de ParAlign completó el proceso completo de medición de una línea en menos de 1 horas. Esta velocidad fue posible gracias a las capacidades únicas del dispositivo ParAlign. A diferencia de los métodos ópticos, que requieren una línea de visión despejada y cambios frecuentes de configuración, ParAlign utiliza tecnología de sensores inerciales para capturar datos de alineación mientras se desplaza rápidamente de un rollo a otro, incluso en diseños complejos o cerrados.

Para maximizar la precisión, los técnicos seleccionaron un único rodillo de referencia al inicio de cada escaneo. El equipo de ParAlign tomó todas las mediciones con respecto a este rodillo, creando una línea base angular consistente en todo el sistema. Este método permite comparaciones muy precisas entre rodillos y ayuda a evitar errores acumulativos, especialmente en sistemas compuestos por varias secciones modulares.

Resultados

El servicio ParAlign permitió al fabricante poner en funcionamiento ambas nuevas líneas de producción de baterías con confianza en su configuración mecánica.

El proceso de alineación iterativo, respaldado por una rápida repetición de mediciones, permitió al cliente realizar correcciones de forma eficiente, sin demoras ni retrabajos. Como resultado, pudo iniciar la producción tanto en las líneas de ánodo como de cátodo, con datos de alineación trazables disponibles para la validación interna y la rendición de cuentas.

Más allá de los problemas inmediatos de calidad, la desalineación puede acelerar el desgaste mecánico. «Cuando la máquina no está correctamente alineada, se reduce la vida útil de los rodamientos y otros componentes estructurales». Además de cumplir con los objetivos de producción inmediatos, el servicio también estableció una línea base de alineación fiable para futuros ciclos de mantenimiento, lo que ayudó a la planta a incorporar estabilidad a largo plazo en sus operaciones de baterías para vehículos eléctricos.