Leuze, une expertise en matière de capteurs pour les batteries haute tension de BMW
L'une des usines de construction automobile les plus modernes au monde est située au nord de la ville de Leipzig, en Allemagne, il s’agit de BMW Group Plant Leipzig. Ce site produit des modèles à moteur à combustion et des modèles électriques. L'e-mobilité nécessite des batteries haute tension pour fournir aux voitures électriques ou hybrides de BMW Group l'énergie nécessaire à leur propulsion. Le groupe automobile les fabrique également sur place. La technologie des capteurs de Leuze apporte une contribution importante à un processus de production efficace et fiable mis en œuvre par Schaeffler Special Machinery, l'entreprise de construction mécanique du groupe Schaeffler.
www.leuze.com
Tout commence par la cellule
Depuis le premier composant jusqu'à la batterie haute tension finie, trois étapes de production successives sont nécessaires : ce n'est qu'après le revêtement de la cellule, la production du module et enfin l'assemblage qu'une batterie haute tension est prête à être utilisée pour l'alimentation en énergie d'un véhicule électrique. Des processus précis et fiables sont indispensables à chaque étape. Leuze y contribue en proposant des solutions de capteurs pour le revêtement des cellules et la production de modules. Le revêtement des cellules est la première étape de la production de batteries haute tension. Chaque module de batterie se compose de plusieurs cellules. Celles-ci sont livrées à BMW dans de grands porte-charges (LLC pour large load carriers). Afin que les LLC puissent être déchargés automatiquement par un robot, une barrière immatérielle de sécurité Leuze de la série MLC sécurise la zone dangereuse afin d'empêcher les personnes d'y pénétrer. L'inhibition garantit que seul le LLC peut passer. Le robot décharge toujours 16 cellules en même temps et les place sur un tapis roulant. Ici, les barrières immatérielles de la série CSL, installées horizontalement, détectent si les cellules sont correctement positionnées. « Les barrières immatérielles de sécurité sont parfaitement adaptées à la surveillance de grandes zones de détection », explique Jürgen Schweiß, spécialiste des applications KAM-Automotive et Sécurité chez Leuze. « En outre, grâce à un paramétrage rapide et à une manipulation simple, elles sont généralement plus rentables que les méthodes d'imagerie. »
Détection des surfaces brillantes
Les capteurs de Leuze assurent plusieurs fonctions à différents endroits : « Les capteurs montés sur la bande détectent la présence et la position correcte des cellules. Si elles sont présentes et correctement positionnées, le processus se poursuit », explique Jürgen Schweiß. L'avantage des capteurs de la série PRK 25C : ils détectent la surface très brillante des cellules avec une fiabilité absolue. De plus, l'émetteur et le récepteur se trouvent dans le même boîtier. Cela signifie que les applications peuvent être mises en œuvre de manière pratique et rentable, même dans des situations d'installation restreintes. La variante du capteur optimisée pour les objets réfléchissants permet d'atteindre des portées allant jusqu'à 16 mètres (52,5 ft). Les opérateurs de systèmes peuvent également configurer facilement la sensibilité, puisqu'ils sont réglés rapidement et facilement grâce à leur point lumineux. Outre les capteurs PRK 25C avec réflecteur, les détecteurs de la série HT25C avec suppression de l'arrière-plan sont également utilisés pour détecter les cellules individuelles.
Une approche compacte de la sécurité
La technologie des capteurs de Leuze permet de surveiller tous les aspects de l'enrobage des cellules : les détecteurs laser à réflexion diffuse de la série HT46CL détectent les cellules individuelles et commandent le convoyeur - avec une fiabilité de détection maximale grâce à la suppression de l'arrière-plan. Avant que les cellules ne soient chargées dans un LLC, elles sont évacuées par une barrière immatérielle de sécurité MLC de Leuze. Avantages des barrières immatérielles de sécurité de Leuze : elles ne se distinguent pas seulement par leur haute résolution, la hauteur de leur champ de protection et leur plage de fonctionnement, comme le souligne Jürgen Schweiß : « Avec les barrières immatérielles de sécurité, il est possible de réaliser des économies d'énergie. Pour les barrières immatérielles, une conception compacte et de courtes distances de sécurité sont souvent également importantes. Ce n'est qu'ainsi qu'elles peuvent être facilement intégrées dans des situations d'installation restreintes. »
Un positionnement précis
Les détecteurs de lumière à réflexion diffuse de Leuze laser surveillent également le déchargement des cellules d'un LLC dans une ligne de modules de ThyssenKrupp Automation Engineering. Chaque cellule reçoit également un « bouclier thermique » - un isolant thermique protecteur - qui est pressé sur les longs côtés. Des robots font tourner les cellules dans la position souhaitée sur une machine circulaire. Là aussi, les capteurs de Leuze apportent leur soutien : les cellules photoélectriques reflex PRK 25 détectent la présence des objets. Le processus de fabrication des boucliers thermiques se déroule en parallèle sur deux stations afin d'obtenir un temps de traitement élevé.
De l'empilage au module
Lors de l'empilage de plusieurs cellules pour former un module de batterie, plusieurs cellules sont placées l'une à côté de l'autre et une plaque de pression est fixée à chaque extrémité. Les capteurs PRK 25C de Leuze détectent la hauteur et la présence des cellules et reconnaissent si les porte-outils sont correctement fermés. Les capteurs sont également utilisés pour placer le système de contact des cellules (ZKS) sur le module. Une machine soulève l'ensemble du module afin de contrôler le revêtement de la base des cellules : « ici, les capteurs de Leuze apportent leur soutien, entre autres, pour la détection de la hauteur et les positions d'arrêt », explique M. Schweiß.
Tout est synchronisé
Les capteurs de Leuze remplissent des tâches importantes dans la ligne de revêtement des cellules et la production de modules dans l'usine du BMW Group à Leipzig : ils détectent des objets de manière fiable et répondent à des exigences élevées, telles que la détection de surfaces très brillantes. En outre, la technologie de sécurité de Leuze assure une sécurité sans faille sur les machines et les installations. Leuze contribue ainsi à l'efficacité des processus dans l'industrie automobile et se tiennent à la disposition des exploitants de systèmes pour les aider à concevoir et à mettre en œuvre des solutions en matière de capteurs et de sécurité.
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