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Control de calidad de la bandeja de batería

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Información sobre la bandeja de batería

La bandeja de batería es el receptáculo de la batería en el coche. La bandeja debe ser mecánicamente estable y estar fijada a toda la carrocería. Sin embargo, ya no se trata de una sola pieza unida simplemente a un vehículo eléctrico. Es más, la bandeja se ha integrado totalmente en la carrocería. El complejo diseño de soldadura de aluminio contiene todas las celdas de la batería, los conectores y las unidades de control. Además, los paquetes de baterías incluyen diversos números de módulos de baterías.

Medición por triangulación con láser óptico de la bandeja de batería en la CMM con brazo horizontal de ZEISS

Posición y dimensiones

La dilatación térmica del paquete de baterías durante la carga y la conducción puede provocar torsiones y flexiones en la bandeja. Por lo tanto, es necesario medir diversas características dimensionales, como la longitud, el diámetro y la posición de las ranuras, ya sea mediante un muestreo aleatorio o una inspección automatizada completa al final de la línea. El gran número de características requiere ciclos de inspección rápidos que incluyan mediciones multisensor. Los escáneres láser ópticos sin contacto de ZEISS pueden extraer rápidamente datos de características, mientras que los sistemas de sonda táctil pueden alcanzar socavados y otras características ópticas difíciles.

Calidad de las juntas soldadas

La bandeja debe integrarse adecuadamente en la carrocería del coche debido a la gran cantidad de energía que contienen las celdas de la batería, así como para garantizar la seguridad de la batería en caso de accidente. Los puntos de conexión (es decir, los pernos soldados) la unen al resto de la carrocería. El tamaño y la ubicación de estos puntos soldados son importantes para el proceso de montaje totalmente automatizado de la bandeja de batería, y para que la conexión estructural soporte las fuerzas de carga durante la conducción, la carga y en caso de accidente. Todos estos requisitos dan lugar a una amplia gama de características diferentes que podrían cubrirse con sistemas de sonda flexibles definidos por el usuario o mediante el escaneado de nubes de puntos con sensores ópticos de ZEISS.

Medición táctil de la bandeja de batería en la CMM con brazo horizontal de ZEISS

Medición en línea en producción

Gracias al elevado número de elementos geométricos y juntas de soldadura que deben medirse, así como al tamaño de la bandeja de batería, se consiguen rápidamente largos ciclos de medición e inspección. La bandeja de batería, como componente fundamental para la seguridad, requiere muy a menudo una supervisión del 100 %, por lo que se necesita una solución en línea para la producción, además de la medición de referencia en la sala de medición, donde se miden los elementos más importantes. ZEISS ofrece diferentes sistemas de sensores para la tecnología de medición e inspección en línea. Los sensores se desplazan hasta las características que se van a medir mediante robots industriales, lo que permite conseguir un tiempo de medición muy corto sin necesidad de expulsar adicionalmente la bandeja de batería.

Inspección óptica en línea de la bandeja de batería

Mediciones ópticas de una bandeja de batería con una máquina de medición 3D

Adquisición de geometría de campo completo

Las máquinas de medición óptica permiten la medición de campo completo de la bandeja de batería con una proyección de franjas de alta precisión. Estas máquinas digitalizan el componente en un breve periodo de tiempo desde distintas direcciones de visualización, con gran precisión y resolución de detalles. Los sensores generan datos de medición absolutos, sin correlación y trazables.

El usuario obtiene millones de coordenadas 3D distribuidas en todo el campo que pueden compararse con el modelo CAD para detectar desviaciones e identificar defectos, como deformaciones. Al utilizar datos CAD y planos de inspección, el software crea de forma totalmente automática las posiciones de los sensores y las trayectorias de los robots necesarias para la adquisición de imágenes.

Gemelo digital para el control de procesos y calidad

El resultado de la medición es la copia digital, un gemelo digital geométrico que muestra la geometría real de la bandeja de batería. Las características de inspección relacionadas con el proceso, como la ubicación de los orificios de fijación, pueden extraerse de la nube de puntos 3D y evaluarse en un análisis de tendencias. Los análisis de tendencias basados en mediciones de campo completo permiten detectar cambios en el proceso de producción en una fase temprana. Durante los análisis de problemas, las desviaciones de superficie codificadas por colores de la nube de puntos 3D facilitan alcanzar la geometría CAD nominal deseada. Con las funciones GD&T, se puede calcular la planitud o el perfil superficial de las superficies de sellado o de los compartimentos individuales de las baterías. Asimismo, la altura y la posición del cordón de sellado son fáciles de capturar.

Desviaciones entre el gemelo digital y los datos CAD en GOM Inspect

Montaje digital

En el montaje digital, se puede evaluar la interacción de los módulos de la batería con la bandeja de batería. Las situaciones de ensamblaje pueden simularse y optimizarse mediante diferentes alineaciones locales. Las preguntas sobre los cambios en el tamaño de los huecos causados por la deformación térmica de los módulos de la batería tras las pruebas de ciclo también pueden responderse fácilmente. Las desviaciones de superficie entre el módulo de la batería y la bandeja de batería también pueden utilizarse para calcular el volumen de la pasta conductora de calor necesaria para los distintos compartimentos de la batería.

Determinación del tamaño del hueco entre el módulo de la batería y la bandeja de batería tras el montaje digital

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