Il servizio ParAlign individua il disallineamento su oltre 100 rulli in 3 ore per un produttore di batterie per veicoli elettrici

Sintesi

Fluke Reliability ha aiutato un importante produttore europeo di batterie per veicoli elettrici a misurare e verificare l'allineamento dei rulli su due nuove linee di produzione di anodi e catodi grazie al servizio di allineamento dei rulli ParAlign. I tecnici hanno eseguito correzioni rapide e precise e hanno contribuito a garantire che le linee fossero pronte per la produzione per il loro cliente, una casa automobilistica globale con sede in Europa.

Punti chiave

• Oltre 220 rotoli misurati in 6 ore: Il rapido processo di misurazione senza contatto visivo di ParAlign ha consentito una valutazione completa di due complesse linee di produzione di batterie per veicoli elettrici.
• Precisione di misura migliore di 0.05 mm/m: I team hanno potuto verificare e mantenere tolleranze di allineamento rigorose (+/- 0.10 mm/m a 0.20 mm/m a seconda dei rulli) durante l'intero processo di correzione, garantendo un rivestimento e una laminazione privi di difetti.
• Tempi di allineamento di 6 giorni: Il team del servizio ParAlign ha completato le misurazioni e le regolazioni con il team di correzione in poco meno di una settimana.

sfondo

Un importante produttore europeo di batterie per veicoli elettrici ha recentemente installato due nuove linee di produzione: una per il rivestimento dell'anodo e una per il rivestimento del catodo. Queste linee erano destinate a produrre lamine per elettrodi di alta qualità da utilizzare nelle batterie dei veicoli elettrici.

Ogni linea supportava una metà diversa della struttura della cella della batteria, con la linea del catodo che produceva strati caricati positivamente e la linea dell'anodo che produceva strati caricati negativamente. La registrazione degli strati tra questi materiali è fondamentale per mantenere un rivestimento uniforme, un controllo accurato della tensione e un'esatta registrazione degli strati, fattori importanti per le prestazioni a lungo termine della batteria.

Come ha sottolineato il tecnico dell'assistenza ParAlign presente all'appuntamento, la pressione era particolarmente elevata: il prodotto finale era destinato a una casa automobilistica globale nota per i suoi rigorosi standard di qualità, quindi "tutto doveva essere perfetto". In ambienti roll-to-roll ad alta velocità, anche piccoli disallineamenti nelle macchine possono comportare gravi rischi di produzione, tra cui rivestimenti non uniformi degli elettrodi, separatori inclinati o piegati, posizionamento errato o rottura delle linguette e cortocircuiti interni delle celle.

Questi problemi spesso rimangono nascosti fino ai controlli di qualità in fase avanzata o ai test post-assemblaggio, momento in cui i team hanno già investito notevoli costi di manodopera e materiali nella produzione. Verificare l'allineamento nelle prime fasi della produzione è il modo migliore, e spesso l'unico, per mitigare il rischio di guasti critici della batteria lungo la linea di produzione.

Prima di avviare la produzione, il produttore ha incaricato il team del servizio di allineamento rulli ParAlign di verificare e documentare l'allineamento di tutti i rulli critici su entrambe le linee. I rulli di ogni sezione della macchina erano stati preallineati in fabbrica, ma dopo l'installazione, le diverse parti della macchina dovevano essere allineate tra loro in loco.

Le sfide

Il raggiungimento di un allineamento preciso dei rulli sia sulle macchine anodiche che catodiche ha presentato diversi ostacoli tecnici.

Il cliente richiedeva tolleranze estremamente ristrette: +/- 0.10 mm/m o 0.20 mm/m (a seconda dei rulli) rispetto al rullo di riferimento, il che richiedeva un livello di precisione che non poteva essere raggiunto solo con l'ispezione visiva o la regolazione manuale. Questa tolleranza è significativamente più ristretta di quelle riscontrate nei tradizionali settori basati su bobina, come quello della carta o della pellicola, dove sono comuni soglie di circa 0.30 mm/m o superiori. Il materiale in lamina è estremamente sottile, quindi anche un minimo disallineamento dei rulli può causare difetti visibili come grinze, graffi o rotture del nastro. "Bisogna essere in grado di regolare entro 0.10 mm/m o 0.20 mm/m a seconda dei rulli", ha osservato il tecnico dell'assistenza ParAlign. "Altrimenti, il materiale può danneggiarsi durante il passaggio nella macchina."

Poiché ogni correzione doveva essere confermata entro tolleranze rigorose, il processo di misurazione doveva supportare un feedback immediato e ripetibile per ogni bobina, consentendo ai tecnici di confermare la precisione dell'allineamento man mano che il lavoro procedeva. E poiché l'allineamento della macchina era una delle fasi finali prima dell'inizio della produzione, era importante che il processo fosse completato nel modo più efficiente e accurato possibile.

Implementazione/Attuazione

Sebbene strutturalmente simili, le due macchine appena installate erano situate in aree diverse dello stabilimento e dovevano essere allineate come sistemi separati. Ognuna conteneva più di 25 rulli critici che richiedevano una verifica prima di poter iniziare la produzione.

Grazie alla compattezza dei rotoli (circa un metro di lunghezza) e alla loro facile accessibilità, il team ParAlign ha completato l'intero processo di misurazione di una linea in meno di 1 ore. Questa velocità è stata resa possibile dalle capacità uniche del dispositivo ParAlign. A differenza dei metodi ottici che richiedono una linea di vista libera e frequenti cambi di configurazione, ParAlign utilizza la tecnologia dei sensori inerziali per acquisire i dati di allineamento spostandosi rapidamente da un rotolo all'altro, anche in configurazioni complesse o chiuse.

Per massimizzare la precisione, i tecnici hanno selezionato un singolo rullo di riferimento all'inizio di ogni scansione. Il team ParAlign ha effettuato tutte le misurazioni relative a questo rullo, creando una linea di base angolare coerente in tutto il sistema. Questo metodo consente confronti estremamente accurati tra i rulli e aiuta a evitare errori cumulativi, in particolare nei sistemi composti da più sezioni modulari.

Risultati

Il servizio ParAlign ha consentito al produttore di mettere in funzione entrambe le nuove linee di produzione delle batterie con la certezza della loro configurazione meccanica.

Il processo di allineamento iterativo, supportato da una rapida rimisurazione, ha permesso al cliente di completare le correzioni in modo efficiente, senza ritardi o rilavorazioni. Di conseguenza, ha potuto avviare la produzione sia sulla linea anodica che su quella catodica, con dati di allineamento tracciabili disponibili per la convalida interna e la rendicontazione.

Oltre ai problemi immediati di qualità, il disallineamento può accelerare l'usura meccanica. "Quando la macchina non è allineata correttamente, si riduce la durata utile dei cuscinetti e di altri componenti strutturali". Oltre a soddisfare gli obiettivi di produzione immediati, il servizio ha anche stabilito una base di allineamento affidabile per i futuri cicli di manutenzione, aiutando l'impianto a garantire la stabilità di processo a lungo termine nelle operazioni di produzione di batterie per veicoli elettrici.