Flexibel remote laserlassen – E-mobiliteit
Krachtig technologiepakket voor het lassen van batterijcellen tot elektromotoren
Bij het lassen van zeer gevoelige en veeleisende toepassingen voor elektromobiliteit in de autoproductie zijn nauwkeurige, procesbetrouwbare en economisch lasergelaste verbindingen vereist. Contacten moeten absoluut vrij zijn van gebreken en een hoge sterkte en optimale stroomoverdracht garanderen. Bij de productie van batterijcellen, elektromotoren en elektrische contacten worden aluminium en kopermaterialen gelast, wat een geconcentreerde, controleerbare energie-input en reproduceerbare processen vereist. De eisen die aan de technologie worden gesteld, zijn navenant hoog: dynamische bewerkingsscanners moeten hoge laserintensiteiten genereren die door geavanceerde besturingsconcepten optimaal worden gedoseerd voor de toepassing.
In samenwerking met Blackbird biedt ABICOR BINZEL zeer flexibele remote laseroplossingen voor elektromobiliteit, die het laserlassen van bijzonder veeleisende verbindingen van batterijcellen tot elektromotoren procesveilig en rendabel maken.
Uitdagingen van laserlassen in electromobiliteit
Bij het laserlassen op afstand van elektrische contacten, batterijcellen en bipolaire platen van brandstofcellen, zijn er verschillende uitdagingen voor de laserlastechnologie. Deze zijn als volgt:
Lassen van elektrische contacten
De uitdagingen bij het lassen van elektrische contacten zijn enerzijds het lassen van verschillende materialen zoals koper en aluminium, en anderzijds hun vlakke verbinding in de kleinst mogelijke ruimte en maximale verbindingsdoorsnede voor een optimale stroomoverdracht. Dit houdt in dat er een groot aantal verbindingen moet worden gemaakt waarvan de verbindingsvlakken de grootst mogelijke reproduceerbaarheid hebben. Toleranties die inherent optreden zijn in dit geval normaal en moeten gecompenseerd worden. Hiervoor is het van belang dat het pad van de laserstraal - gegenereerd door een 2D scanner - kan worden aangepast aan de positie en de tolerantie van de component. Door hoogfrequente oscillatie kunnen ook de naadgeometrie en de lasdiepte nauwkeurig worden geregeld. Een discipline bij uitstek is het lassen van statorhairpins in elektromotoren, waarbij defecten absoluut niet zijn toegelaten.
Lassen van batterijcellen
Dichte verbindingen zijn essentieel voor de uiteindelijke afdichting van batterijcellen en hun integratie in de batterijmodules - en dit met zeer korte cyclustijden. Voor het lassen van batterijcellen moet de laserstraal precies op de lascontour worden gepositioneerd en geleid. Als oscillatie wordt toegevoegd aan de lasbeweging, kunnen spleten beter worden overbrugd en kunnen toleranties in de component worden gecompenseerd terwijl de lasdiepte gelijk blijft.
Lassen van bipolaire platen van brandstofcellen
De bipolaire plaat is een onderdeel met verschillende functies. In de brandstofcel geleidt en scheidt de bipolaire plaat het gas en dient de plaat als elektrische verbinding, alsook voor de koeling. Om een bipolaire plaat te produceren, worden twee zeer dunne roestvrijstalen platen in een overlapverbinding met de laser gelast tot een dichte plaat. Een hoge lassnelheid zorgt ervoor dat de energie van de sterk gefocusseerde laserstraal zodanig op de platen kan inwerken dat het lasproces veilige verbindingen met weinig vervorming oplevert. Om de energieverdeling in de laserstraal te optimaliseren kan gebruik worden gemaakt van optische elementen. Zo worden onvolkomenheden zoals humping - dat zijn onregelmatigheden in de lasnaad -, poriënvorming en naaduitworp, die het gevolg kunnen zijn van de veeleisende procesparameters, verminderd.
Het Blackbird technologiepakket
Voor e-mobiliteit betekent het uitgebreide Blackbird technologiepakket met het ABICOR BINZEL verkoop- en servicenetwerk economische voordelen: zeer dynamische scannersystemen, geavanceerde besturingstechnologieën, optimaal afgestemde optieken en de buitengewone gebruiksvriendelijkheid kunnen productieprocessen voor remote laserlassen in e-mobiliteit via een internationaal netwerk overal ter wereld optimaliseren.
Met dit complete systeem kunnen veilige processen met een hoge economische efficiëntie worden gerealiseerd.
Specifieke configuratie voor de toepassing
- RobotSyncUnit (RSU) – intelligente software
- ScanControlUnit (SCU) – highly efficient control
- intelliSCAN FT – krachtige 2D scanner
- ScaVis – zeer intelligente beeldherkenning en -verwerking
ScaVis camera technologie – voor gegarandeerde veilige contacten
Bij het laserlassen van hairpins is de ScaVis camera een must. Voor het laserlassen van andere contacten is het een waardevolle aanwinst.
Hoogwaardig machinale visie zorgt voor een hoge proceskwaliteit, die 100 procent gegarandeerd moet zijn, vooral bij het lassen van hairpins. De ScaVis-camera van Blackbird zorgt ervoor dat elk van de maximaal 400 pinparen absoluut foutloos wordt gelast. Daarachter zit een betrouwbaar detectie- en lokalisatiesysteem van de draden, dat de karakteristieke geometrieën van het onderdeel bepaalt. Op basis van de camerabeelden wordt het laspad offline gedefinieerd en geparametreerd. Voordat het laserlasproces wordt gestart, vergelijkt de software van de RobotSyncUnit (RSU) de werkelijke contouren van het onderdeel met het opgeslagen patroon. Zodra een afwijking buiten de gedefinieerde grenzen en dus een ontoelaatbare componentpositie wordt gedetecteerd, stuurt het systeem een waarschuwing naar de machinebesturing en voorkomt het dat er gelast wordt.
Uiteraard worden de lasgegevens gedocumenteerd op de PLC van de gebruiker, zodat de lasresultaten kunnen worden gecontroleerd.
Gegarandeerd zonder defecte lassen
Door de flexibele en deels uitbestede inkoopprocessen kan een onderdeel in de autoproductie bij verschillende leveranciers worden ingekocht. Aangezien er ook verschillende productietechnologieën worden gebruikt, worden afwijkingen van onderdelen in de leveringsbatches letterlijk vooraf geprogrammeerd. Om op alle afwijkingen voorbereid te zijn, bevat de software van het Blackbird-technologiepakket grote hoeveelheden beeldinformatie over een mogelijk ontwerp van het onderdeel. De simulatie van het beeldherkenningsproces maakt het mogelijk de programmaspecifieke ScaVis-camera-instellingen voor de nieuwe batch te verifiëren.
Mocht een onderdeel ooit buiten de gespecificeerde grenzen vallen, dan slaat het systeem individuele lassen over. Dit voorkomt defecte lassen, omdat dit een onderdeel onherroepelijk zou vernietigen. Wanneer een las wordt overgeslagen, blijft de mogelijkheid tot nabewerking open. In dat geval kan de systeemoperator de las handmatig in de ScaVis programma-interface plaatsen. Als het proces tijdskritisch is, kan de bovenliggende besturing de opdracht krijgen om lassen over te slaan om het onderdeel later opnieuw te bewerken.
Remote laserlassen voor elektromobiliteit to the point
- Realiseert een goede reproduceerbaarheid, zelfs voor complexe verbindingen
- voorgedefinieerde algoritmen binnen de RSU-software beslissen tussen laserlassen of interventie door de gebruiker
- Maakt het instellen van nauwkeurige lasnaden mogelijk, zelfs bij lage cyclustijden
- er is een geoptimaliseerde getimede opeenvolging van beeldherkenning, beeldevaluatie, scannerpositionering en lasuitvoering
- Zorgt voor betrouwbare gegevensdocumentatie
- door overdracht van de lasgegevens naar de gebruikers-PLC worden de lasresultaten traceerbaar
Oplossingenpakket ABICOR BINZEL & Blackbird
Wie een doordacht, betrouwbaar en zuinig oplossingenpakket wil voor elektromobiliteit in de autoproductie, zit veilig met het totaalaanbod van ABICOR BINZEL en Blackbird. De hoogontwikkelde en krachtige technologie van Blackbird kan internationaal worden ingezet in de automobielindustrie via het wereldwijde verkoop- en servicenetwerk van ABICOR BINZEL.
Voordelen van dit oplossingenpakket voor e-mobiliteit in de autoproductie
- Geavanceerd technologiepakket
- Internationaal netwerk van experten
- Wereldwijde applicatie- en serviceondersteuning