Optische Messtechnik / Messtaster
Messsensoren für Elektromobilität
In der zunehmend wettbewerbsintensiven Welt der E-Mobilität ist die effiziente Produktion hochwertiger Komponenten für Elektrofahrzeuge (EVs) und deren Batterien von entscheidender Bedeutung. Sensoren von KEYENCE leisten einen wichtigen Beitrag dazu, dass Zulieferer und Hersteller ihre Ziele hinsichtlich Prozessoptimierung und Zuverlässigkeit der Komponenten erreichen. Im Folgenden zeigen wir, warum die Messsensoren von KEYENCE unverzichtbare Werkzeuge sind, um den neuen Anforderungen der Elektromobilität gerecht zu werden.
Dank großer Innovationssprünge und hochmoderner Technologien ist das Elektrofahrzeug, das lange Zeit Science-Fiction war, für viele Menschen Realität geworden. Die Elektromobilitätsindustrie entwickelt sich in rasantem Tempo weiter und setzt Messsensoren ein, um die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte sicherzustellen.
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Die Bedeutung präziser Messungen in der Elektromobilitätsindustrie
Wie in der gesamten Automobilbranche ist Präzision auch in der Elektromobilitätsindustrie nicht nur eine Frage der Qualität – sie ist ebenso entscheidend für die Fahrzeugleistung und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Da immer mehr Elektrofahrzeuge durch städtische Gebiete fahren, ist die exakte Vermessung jeder einzelnen Komponente – von der Batterie bis hin zur Steuereinheit (ECU) – von zentraler Bedeutung. Dies gilt umso mehr mit dem Aufkommen autonomer Fahrzeuge, die auf hochentwickelte Sensorik und komplexe Bildverarbeitungssysteme angewiesen sind.
Präzise Messungen ermöglichen eine ebenso präzise Fertigung – und diese stellt sicher, dass Elektrofahrzeuge die strengen Standards der Automobilindustrie erfüllen und dabei effizient sowie zuverlässig funktionieren.
Dickenmessung von Bahnware nach dem Walzen
Die Modellreihe TM-X5000 erfasst die 2D-Kontur der Materialkante, um eine hochpräzise Dickenmessung zu ermöglichen. Durch die Erfassung des umliegenden Bereichs kann die Modellreihe TM-X5000 eventuell auftretende Bahnverschiebungen oder Unwuchten der Walzen erfassen und so die Materialdicke unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit präzise bestimmen.
Inline Profilprojektor Modellreihe TM-X5000
Inspektion der Schweißnahtform beim Laserschweißen
Mit 3D Laser-Profilsensoren lassen sich Absplitterungen oder Dellen in Laserschweißnähten zuverlässig erkennen. Die Messung ist unabhängig von Farbe oder Glanz der Naht, wodurch stabile Prüfergebnisse auch bei Reflexionen oder variierenden Nahtformen gewährleistet sind.
2D/3D Laser-Profilsensor Modellreihe LJ-X8000
Messung des Rotorschlags
Die Exzentrizität des Rotorkerns kann berührungslos gemessen werden. Dank der Hochgeschwindigkeitsabtastung der Modellreihe LS-9000 lassen sich Position und Durchmesser des Kerns während der Rotation präzise erfassen – Bedienfehler werden dadurch vollständig ausgeschlossen.
Optisches LED Lichtbandmikrometer Modellreihe LS-9000
Messung der Höhe und Position der Anschlüsse eines 3-Phasen-Elektromotors
Der 3D Laser-Snapshot-Sensor der Modellreihe LJ-S8000 verwendet einen Linienlaser, um die Zieloberfläche abzutasten. Dabei werden gleichzeitig Höhe und Position der Anschlüsse von Statoren geprüft. Durch den integrierten Scan-Mechanismus der Modellreihe LJ-S8000 entfallen zusätzliche Komponenten wie Achsen oder Encoder – ebenso wie der Aufwand für deren Auswahl und Integration. Eine Inspektion ist einfach durch Integration des Sensors in die Anlage möglich.
3D Laser-Snapshot-Sensor Modellreihe LJ-S8000
Inspektion von Breite, Höhe und Volumen von wärmeleitendem Material (Gap Filler)
Der 3D Laser-Snapshot-Sensor der Modellreihe LJ-S8000 kann das von einem Dispenser aufgetragene wärmeleitende Material inspizieren. Während herkömmliche Vision-Sensoren mit Graustufenbildern Schwierigkeiten haben, Breite und Höhe gleichzeitig zu prüfen, scannt die Modellreihe LJ-S8000 die Oberflächenform des Messobjekts und erfasst so Höheninformationen. Diese können zur Inspektion von Höhe, Breite und Volumen des wärmeleitenden Materials verwendet werden. Da der Scan-Mechanismus direkt im Sensorkopf integriert ist, sind für die Auslegung zusätzlicher Komponenten, wie beispielsweise Verfahreinheiten oder Encoder, keine zeitlichen Ressourcen erforderlich. Somit können Inline-Inspektionen mit der Modellreihe LJ-S8000 einfach durch die Integration des Sensorkopfs in bestehende Anlagen realisiert werden.
3D Laser-Snapshot-Sensor Modellreihe LJ-S8000
Inspektion von FIPG-Beschichtungen an Batteriegehäusen
Da sich die Batterie eines Elektrofahrzeugs (EV) unter dem Fahrzeugboden befindet, muss das Batteriegehäuse luftdicht sein, um das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern zu verhindern. Die Modellreihe LJ-X8000 verfügt über einen großen Dynamikbereich mit hoher Empfindlichkeit, was stabile und zuverlässige Inspektionen ermöglicht.
2D/3D Laser-Profilsensor Modellreihe LJ-X8000
Inspektion des Schweißnahtbildes am Einlass
Sichtprüfungen von Objekten mit Farb- oder Glanzunterschieden auf der Oberfläche, wie sie beispielsweise bei Schweißnähten auftreten, sind mit herkömmlichen Graustufenbildern in der Regel nicht zuverlässig durchführbar. Die 3D-Inspektion hingegen nutzt Höhendaten, um ungleichmäßige Oberflächen unabhängig vom Zustand der Zieloberfläche zuverlässig zu erkennen. Der 3D Laser-Snapshot-Sensor der Modellreihe LJ-S8000 verfügt darüber hinaus über einen integrierten Scan-Mechanismus, sodass keine zusätzlichen Komponenten wie Verfahreinheit oder Encoder erforderlich sind. Dadurch entfällt auch der Zeitaufwand für deren Auswahl und Integration. Die Inspektion ist einfach durch das Anbringen der Modellreihe LJ-S8000 an der vorhandenen Ausrüstung möglich.
3D Laser-Snapshot-Sensor Modellreihe LJ-S8000
Elektrodendickenmessung nach der Beschichtung
Die Messung der Dicke der Elektrode ist erforderlich, um eine korrekte Beschichtungsanwendung sicherzustellen. Dies erfolgt durch die präzise Bestimmung der Gesamtdicke von Elektrode und Trägerfolie nach dem Beschichtungsprozess.
Eine spezielle Vorrichtung unterstützt die exakte Ausrichtung der Sensorköpfe, wodurch Messfehler reduziert und hochpräzise Messungen einfach durchgeführt werden können.
Konfokaler Wegmesssensor Modellreihe CL-3000
Breitenmessung von Elektrodenfolie
Die Breite der Elektrodenfolie, die zuvor von Schneidmaschinen getrennt wurde, wird mittels Inline-Messung bestimmt. Die Abmessungen können ohne Einfluss von Umgebungslicht oder einer Neigung der Elektrode während des Transports verwaltet werden.
Optisches LED Lichtbandmikrometer Modellreihe LS-9000
Inspektion der Bördelung von Dosen
Der Außendurchmesser wird gleichzeitig an mehreren Positionen gemessen, nachdem der Deckel auf die Dose aufgepresst und befestigt wurde. Die Hochgeschwindigkeitsberfassung und eine große Tiefenschärfe von bis zu ±20 mm ermöglichen eine stabile Inline-Inspektion.
Inline Profilprojektor Modellreihe TM-X5000
Messung der Elektrodendicke in einer Vakuumkammer (Vakuumbeschichtung)
Die Anode von Lithium-Metall-Batterien, einer Art Festkörperbatterie, wird in einer Vakuumkammer gebildet. Der für das Vakuum geeignete Messkopf CL-S015 der Modellreihe CL-3000 kann direkt in Umgebungen mit Vakuum platziert werden. Er verbessert die Ausbeute, indem er die Dicke innerhalb der Kammer misst.
Konfokaler Wegmesssensor Modellreihe CL-3000
Inspektion der Fehlausrichtung von laminierten Elektroden (Pouch-Zellen)
Das Vorhandensein einer Fehlausrichtung wird nach dem Laminierungsprozess überprüft. Die Modellreihe LJ-X8000 kann Profile mit einem minimalen Pitch von 2,5 µm erfassen, wodurch sichergestellt wird, dass jedes Elektrodenprofil auch während des Transports präzise gemessen wird.
2D/3D Laser-Profilsensor Modellreihe LJ-X8000
Messung der Höhe und Position von Stromschienen
Die Messung der Höhe von Stromschienen vor dem Schweißen sowie die Inspektion der XY-Positionen nach dem Schweißen können mit einem einzigen System durchgeführt werden. Obwohl die Inspektion der X- und Y-Positionen mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen möglich ist, können mit den 3D-Daten der Modellreihe LJ-X8000 sowohl XY-Positionen als auch Z-Höhendaten gleichzeitig geprüft werden.
2D/3D Laser-Profilsensor Modellreihe LJ-X8000
Messung der Höhe und Breite von Hairpins
Der Messkopf der Modellreihe TM-X5065 vermisst das Profil der Hairpins nach dem Umformen.
Es können Breiten, Winkel und Höhenunterschiede gleichzeitig gemessen werden. Dadurch wird eine fehlerhafte Montage des Stators verhindert und die Produktionsausbeute verbessert.
Inline Profilprojektor Modellreihe TM-X5000
Inspektion von EV-Batteriekomponenten und -montage
Batterien stehen im Zentrum von Elektrofahrzeugen (EV) und ein großer Teil der Forschung und Entwicklung in dieser Branche ist der Batterieentwicklung gewidmet. Die Herstellung erfolgt in mehreren Stufen: Die einzelnen Batterien werden ausgerichtet, in vorgesehene Zellen eingesetzt und miteinander verschweißt. Anschließend werden die Elektroden präzise positioniert, um die korrekte Polarität für die weitere Montage sicherzustellen.
Alle diese Prozesse erfordern Maßgenauigkeit und präzise Messungen mithilfe von Profilsensoren oder Wegmesssensoren, wie dem Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-X8000 und dem konfokalen Wegmesssensor der Modellreihe CL-3000 von KEYENCE. Dies ermöglicht es den Montagerobotern, die Batterien korrekt zu positionieren und ordnungsgemäß zu verschweißen. Nach der Montage werden die Batterien anschließend visuellen und elektrischen Prüfungen unterzogen.
Inspektion von EV-Motorkomponenten
Jegliche Fehlausrichtung in den Wicklungen eines Elektromotors beeinträchtigt deren Gleichmäßigkeit, mechanisches Gleichgewicht und elektrische Leistung – was letztlich zu weiteren Leistungsproblemen und erhöhtem Verschleiß über die Zeit führt.
Um dies zu vermeiden, setzt die EV-Industrie auf die zuvor genannten Sensoren, um die Gleichmäßigkeit der Wicklungen zu analysieren und verschiedene weitere Aspekte des Elektromotors zu inspizieren. Dazu gehören die Motorwelle, Statoren, Rotoren und das Gehäuse.
Inspektion der EV-ECU-Montage
Die elektronische Steuereinheit (ECU) ist das Gehirn vieler Fahrzeuge – nicht nur von Elektrofahrzeugen. Sie steuert den Motorbetrieb, den Kraftstoffverbrauch und zahlreiche weitere Faktoren. Da ECUs größtenteils aus Elektronik bestehen, werden sie auf Leiterplatten montiert. Dabei werden Steckverbinder und verschiedene andere Komponenten auf Defekte und korrekte Montage geprüft, was letztlich zu einem zuverlässigeren Betrieb führt.
Messsensoren für die Elektrofahrzeugindustrie
Die Herstellung eines Elektrofahrzeugs ist äußerst komplex und wird zu einem großen Teil von Robotern durchgeführt. Diese Roboter verlassen sich häufig auf komplexe Bildverarbeitungssysteme, die aus mehreren „sehenden” Sensoren und Kameras bestehen. Diese Systeme führen die Roboter und erhöhen ihre Präzision.
Bildverarbeitungssysteme wie die Modellreihe IV3 von KEYENCE, kombiniert mit anderen 2D-/3D Laser-Profilsensoren und Wegmesssensoren, sorgen für einen möglichst reibungslosen Produktionsprozess, ohne die zuvor genannte Zuverlässigkeit und Sicherheit der Endprodukte zu beeinträchtigen.
Integration von Messsensoren in Inspektionsprozesse für Elektrofahrzeuge
Die Integration von Messsensoren in die Inspektionsprozesse von Elektrofahrzeugen unterstützt die EV-Industrie dabei, die strengen Branchenstandards sowie verschiedene Gesetze und Vorschriften einzuhalten. Diese Integrationen steigern letztlich die Qualität des Endprodukts, minimieren Ausfallzeiten und ermöglichen eine wesentlich präzisere und zuverlässigere Behebung von Produktionsfehlern.
Möchten Sie den Produktionsprozess Ihrer Elektrofahrzeugmontage verbessern? Kontaktieren Sie KEYENCE, um mehr über unsere fortschrittlichen Bildverarbeitungssysteme und Messsensoren zu erfahren – speziell entwickelt für die Anforderungen der Elektrofahrzeugindustrie.
![Industrietrends Neue messtechnische Lösungen [Elektronikbauteile für die Automobilindustrie]](/dede/img/asset/AS_56619_L.jpg)