Präzision auf den Punkt gebracht

Höhenmessung von Elektrodenmagazinen in der Batteriezellenfertigung    

In Zellstapelanlagen der Batteriezellenfertigung ist es von besonderer Bedeutung die Handhabung von Elektroden prozesssicher zu gestalten. In einem gemeinsamen Projekt mit einem namhaften Forschungsinstitut hat SICK mit dem Displacementsensor OD200 eine solche Lösung für die Höhenmessung von Elektrodenmagazinen realisiert. Möglich wurde dies, weil der OD200 hinsichtlich Präzision und Messwertstabilität in dieser Anwendung viele Vorteile mit einbringt.

Der OD200 ist ein messender Laserabstandsensor für kurze Reichweiten in Miniaturbauform. Für Anwender stellt der innovative Abstandssensor ein deutliches Upgrade gegenüber dem bisherigen Marktstandard dar, wie der Kunde bestätigt: „Mit seinem neu entwickelten Messkern mit hochdynamischer Empfängerzeile und dem optimierten optischen System erreicht der Miniatur-Displacement-Sensor OD200 eine Robustheit und Zuverlässigkeit, wie sie sonst nur High-End-Geräte bieten. Dadurch gewährleistet dieser Sensor eine hohe Messwertstabilität und ein reproduzierbares  Detektions- und Schaltverhalten.“ 

Und darauf kam es in einem Prozessschritt in besonderem Maß an – denn in einer Zellstapelanlage zur Batteriezellfertigung bestand die Herausforderung, die Handhabung von Elektroden durch ein automatisches Greifsystem prozesssicher zu gestalten. Der Vakuumgreifer muss an der Stelle präzise abgestoppt und positioniert werden, um die oberste Elektrode aufzunehmen. Dabei misst der OD200 die Stapelhöhe der Elektroden. Weitere wichtige Aspekte waren die einfache Integration des Sensors sowie seine einfache Einstellung und ein geringer Wartungsaufwand im Betrieb.

Punktmessung direkt auf die Elektrodenoberfläche: präzise, reproduzierbar, zuverlässig

Mit der Präsentation des OD200 von SICK beim Forschungsinstitut waren erste Gedanken einer Höhenmessung per Lichtschranke schnell verworfen. „Beim OD200 handelt es sich um eine Stand-alone-Komplettlösung in einem Gerät, das ohne Reflektor auskommt und einfach einzustellen ist,“ bestätigt der Kunde und ergänzt:„Zudem ermöglicht der Sensor eine Punktmessung auf die Elektrodenoberfläche genau an der Stelle, an der der Greifer die Elektrode aufnimmt, weshalb eine Wölbung der Elektrode keine Rolle spielt. Und das unter nahezu jedem Ausrichtungswinkel, was wirklich sehr beeindruckend ist.“

Ebenso vorteilhaft für den Anwender ist die Präzision und Reproduzierbarkeit der Messungen. „Verantwortlich dafür, dass nur minimale Messabweichungen auftreten, ist zunächst der neu entwickelte Triangulations-Messkern mit seinen hochperformanten Auswerte-Algorithmen“, sagt Michael Kiss, Strategic Product Manager bei SICK. „Er macht den OD200 über die Anwendung beim Forschungsinstitut hinaus zum Problemlöser bei Messungen auf stark reflektierende, sehr dunkle und unregelmäßige Oberflächen.“

Ebenfalls hohen Anteil an der Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des OD200 hat das modifizierte optische System. „Dieses haben wir hinsichtlich der Geometrie und Homogenität des Lichtflecks sowie der Fremdlichtsicherheit weiter optimiert. Im Gegensatz zu Geräten des Marktstandards sind dadurch Störungen durch Falschmessungen und ausbleibende Signale signifikant reduziert. Dies bedeutet weniger Stillstand, weniger Einstell- und Wartungsaufwand und mehr Produktivität.“ 

Der OD200 konnte – nicht zuletzt auch dank seines Miniaturgehäuses und seiner gängigen Konnektivitätsoptionen – ohne wesentlichen Einstell- und Justageaufwand schnell und einfach in die Zellstapelanlage implementiert werden. Seit der Inbetriebnahme ist festzustellen, dass mit diesem Sensor die Höhenmessung der Elektrodenstapel ohne Probleme, einfach und reproduzierbar erfolgt.

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