Usługa ParAlign identyfikuje niezgodność ponad 100 rolek w ciągu 3 godzin dla producenta akumulatorów do pojazdów elektrycznych

Podsumowanie

Firma Fluke Reliability pomogła wiodącemu europejskiemu producentowi akumulatorów do pojazdów elektrycznych zmierzyć i zweryfikować ustawienie rolek na dwóch nowo zainstalowanych liniach produkcyjnych anod i katod dzięki usłudze ustawiania rolek ParAlign. Technicy szybko i precyzyjnie dokonali korekt oraz pomogli upewnić się, że linie są gotowe do produkcji dla ich klienta, globalnego producenta samochodów z siedzibą w Europie.

Na wynos

• Ponad 220 rolek zmierzonych w ciągu 6 godzinSzybki proces pomiaru bez użycia linii wzroku firmy ParAlign umożliwił pełną ocenę dwóch skomplikowanych linii produkcyjnych akumulatorów do pojazdów elektrycznych.
• Dokładność pomiaru lepsza niż 0.05 mm/mZespoły mogły weryfikować i utrzymywać ścisłe tolerancje wyrównania (+/- 0.10 mm/m do 0.20 mm/m w zależności od rolek) przez cały proces korekcji, wspierając bezbłędne powlekanie i laminowanie.
• 6-dniowy czas realizacji ustawienia: Zespół serwisowy ParAlign wykonał pomiary i regulacje we współpracy z zespołem korekcyjnym w niecały tydzień.

Tło

Wiodący europejski producent akumulatorów do pojazdów elektrycznych niedawno zainstalował dwie nowe linie produkcyjne – jedną do powlekania anod, a drugą do powlekania katod. Linie te miały produkować wysokiej jakości folie elektrodowe do stosowania w akumulatorach pojazdów elektrycznych.

Każda linia podtrzymywała inną połowę struktury ogniwa baterii, przy czym linia katody wytwarzała warstwy naładowane dodatnio, a linia anody – warstwy naładowane ujemnie. Dopasowanie warstw między tymi materiałami jest kluczowe dla utrzymania jednorodności powłoki, precyzyjnej kontroli naprężenia i precyzyjnego dopasowania warstw, co jest istotne dla długotrwałej wydajności baterii.

Jak zauważył technik serwisowy ParAlign podczas spotkania, presja była szczególnie duża: produkt końcowy miał trafić do globalnego producenta samochodów, znanego z rygorystycznych standardów jakości, więc „wszystko musiało być idealne”. W tak szybkich środowiskach, gdzie występuje zjawisko „roll-to-roll”, nawet drobne odchylenia w ustawieniach maszyn mogą stwarzać poważne zagrożenia produkcyjne, w tym nierówne powłoki elektrod, skośne lub zagięte separatory, nieprawidłowe położenie lub rozdarcie wypustek oraz wewnętrzne zwarcia ogniw.

Problemy te często pozostają ukryte aż do późnych kontroli jakości lub testów pomontażowych, kiedy to zespoły produkcyjne już zainwestowały znaczne koszty pracy i materiałów w produkcję. Weryfikacja zgodności na najwcześniejszych etapach produkcji to najlepszy – i często jedyny – sposób na ograniczenie ryzyka awarii krytycznych akumulatorów w przyszłości.

Przed rozpoczęciem produkcji producent zaangażował zespół ParAlign Roll Alignment Service w celu weryfikacji i udokumentowania wyrównania wszystkich kluczowych rolek na obu liniach. Rolki w każdej sekcji maszyny zostały wstępnie wyrównane w fabryce, ale po instalacji, poszczególne części maszyny wymagały wyrównania względem siebie na miejscu.

Wyzwania

Osiągnięcie precyzyjnego wyrównania rolek w maszynach anodowych i katodowych wiązało się z koniecznością pokonania kilku przeszkód natury technicznej.

Klient wymagał niezwykle ścisłych tolerancji: +/- 0.10 mm/m lub 0.20 mm/m (w zależności od rolek) od rolki referencyjnej – co wymagało poziomu precyzji, którego nie dało się osiągnąć wyłącznie za pomocą kontroli wizualnej lub ręcznej regulacji. Tolerancja ta jest znacznie węższa niż w tradycyjnych branżach zwojowych, takich jak papiernicza czy foliowa, gdzie progi wynoszące około 0.30 mm/m lub więcej są powszechne. Materiał foliowy jest niezwykle cienki – dlatego nawet niewielkie odchylenie od współosiowości rolek może prowadzić do widocznych defektów, takich jak zmarszczki, zarysowania lub zerwania wstęgi. „Musisz być w stanie regulować z dokładnością do 0.10 mm/m lub 0.20 mm/m, w zależności od rolek” – zauważył technik serwisu ParAlign. „W przeciwnym razie materiał może ulec uszkodzeniu podczas przesuwania się w maszynie”.

Ponieważ każda korekta musiała zostać potwierdzona w ramach ścisłych tolerancji, proces pomiaru musiał zapewniać natychmiastową, powtarzalną informację zwrotną dla każdej rolki – umożliwiając technikom weryfikację dokładności ustawienia w miarę postępu prac. A ponieważ ustawienie maszyny było jednym z ostatnich etapów przed rozpoczęciem produkcji, ważne było, aby proces przebiegał jak najsprawniej i najdokładniej.

Wdrożenie

Choć pod względem konstrukcyjnym podobne, dwie nowo zainstalowane maszyny znajdowały się w różnych częściach zakładu i musiały zostać zestrojone jako oddzielne systemy. Każda z nich zawierała ponad 25 rolek o znaczeniu krytycznym, które wymagały weryfikacji przed rozpoczęciem produkcji.

Ponieważ rolki były kompaktowe (około metra długości) i łatwo dostępne, zespół ParAlign ukończył pełny proces pomiaru jednej linii w niecałe 1 godziny. Taka szybkość była możliwa dzięki unikalnym możliwościom urządzenia ParAlign. W przeciwieństwie do metod optycznych, które wymagają wyraźnej linii widzenia i częstych zmian ustawień, ParAlign wykorzystuje technologię czujników bezwładnościowych do rejestrowania danych o wyrównaniu podczas szybkiego przemieszczania się z rolki na rolkę — nawet w złożonych lub zamkniętych układach.

Aby zmaksymalizować precyzję, technicy wybierali pojedynczy walec referencyjny na początku każdego skanowania. Zespół ParAlign wykonał wszystkie pomiary względem tego walca, tworząc spójną linię bazową kątową w całym systemie. Ta metoda pozwala na bardzo dokładne porównania między walcami i pomaga uniknąć kumulacji błędów, szczególnie w systemach składających się z wielu sekcji modułowych.

Efekty

Usługa ParAlign pozwoliła producentowi uruchomić obie nowe linie produkcyjne akumulatorów, mając pewność co do ich konfiguracji mechanicznej.

Iteracyjny proces regulacji, wspierany szybkimi pomiarami, pozwolił klientowi na sprawne wprowadzanie poprawek, bez opóźnień i przeróbek. W rezultacie mógł on rozpocząć produkcję zarówno na linii anodowej, jak i katodowej, z możliwymi do prześledzenia danymi z regulacji, dostępnymi do wewnętrznej walidacji i rozliczania.

Poza bezpośrednimi problemami jakościowymi, brak współosiowości może przyspieszyć zużycie mechaniczne. „Nieprawidłowe wyosiowanie maszyny skraca żywotność łożysk i innych elementów konstrukcyjnych”. Oprócz osiągnięcia natychmiastowych celów produkcyjnych, usługa ta zapewniła również wiarygodny punkt odniesienia w zakresie wyosiowania na potrzeby przyszłych cykli konserwacji, pomagając zakładowi w budowaniu długoterminowej stabilności procesów w zakresie akumulatorów pojazdów elektrycznych.