電池セル製造のインライン検査｜巻回・溶接・トップカバーの測定
電池セル製造のインライン検査｜巻回・溶接・トップカバーの測定。EV、蓄電システム、携帯電子機器でリチウムイオン電池の需要が増える中、セル製造工程の品質管理が重要になっています。
EV、蓄電システム、携帯電子機器でリチウムイオン電池の需要が増える中、セル製造工程の品質管理が重要になっています。SinceVisionは、箔材の残量検出から溶接部の精密検査まで、高速・非接触のセンサを提供し、不良削減、歩留まり向上、生産ラインの自動化を支援します。
巻回と溶接は不良が発生しやすい重要工程です。高応答性と耐干渉性を備えたセンサを組み合わせ、動きのある工程の検査に対応します。
電池製造における3Dレーザプロファイラの用途
A. 塗工・圧延工程における電極表面のエンボス形状検査
SRシリーズで電極表面の凹凸を走査し、エンボス加工後の深さと幅を測定します。測定の繰返し精度0.1 µmにより、電極表面形状の管理を支援します。
深さの過不足による形状のばらつきを検出し、設計条件と電池性能の一貫性を確認します。800 mm/sの速度に対応し、高速な巻回・エンボス工程の検査に活用できます。
B. 接続片の溶接後検査
SRシリーズは輝度画像と高さ画像を同時に出力し、溶接痕の幅、面積、外観を測定します。溶接位置の特定と欠陥の深さ情報の取得を同時に行えます。
溶接品質を定量化し、スパッタ、接合不良に関連する表面形状、ビード位置のずれを検出します。不良品を工程内で排出し、セル性能や後工程への影響を抑えます。
C. トップカバーの段差・隙間測定
SRシリーズは、幅0.05 mm以上の隙間、高さ0.25 mm以上の段差を検出する本用途に対応します。かしめ後の段差と隙間を測定し、断面・3D形状を解析します。
トップカバー溶接前に寸法を確認し、過大な隙間や段差に起因する溶接不良、シール不良のリスク低減を支援します。
D. トップカバーの溶接後検査
1ヘッドによる往復走査、または2ヘッドの協調走査で、溶接部の長辺、短辺、R部を測定します。3D点群と輝度画像を同時取得し、スパッタやピットなどの表面欠陥を検出して、電解液漏れにつながる不良の管理に役立てます。
E. 封止ピンの溶接後検査
SRシリーズは1ヘッドの往復走査、または2ヘッドの協調走査に対応します。X方向分解能5 µmで溶接ビードの3D点群と濃淡画像を取得します。
複雑な曲面の溶接部を立体的に解析し、スパッタ、クレータ、ピンホール、溶接欠けなどを検出します。電解液漏れのリスクを抑えるため、封止ピン溶接部の外観品質を確認します。
F. フィルム被覆後のセルの外観・寸法検査
高精度の点群と深さ情報を用い、青色フィルム表面の気泡、しわ、傷を検出します。本事例の検出基準は、高さ・深さ・幅0.2 mm以上、しわ・傷の長さ2 mm以上です。
寸法公差0.3 mmの判定に対応し、対向配置の2ヘッドでセルの長さと幅を測定します。トップカバーを除く5面の外観と寸法を確認し、組立精度とセル品質の管理を支援します。
電池製造におけるレーザ変位計の用途
G. 巻出しロールの残量検出
SD-Cシリーズはロール径をリアルタイムに測定し、残材の長さを算出します。検出距離200～600 mm、繰返し精度0.2 mmにより、400 mmの範囲で径の変化を監視し、異なるロール径の残量管理に対応します。
H. 接続片溶接時の焦点ずれ測定
SD-Cシリーズは、0.03 mm以下の焦点ずれ検出に対応します。溶接面の高さのずれからデフォーカス量を算出し、リアルタイムにフィードバックして焦点位置の動的補正を支援します。
焦点ずれに起因する未接合や溶け落ちのリスクを抑え、接続片・タブの溶接に必要なサブmmの距離管理を行います。
I. トップカバー溶接時の焦点ずれ測定
SD-Cシリーズは0.03 mm以下の焦点ずれ検出に対応します。デフォーカス量を測定・出力し、溶接装置の焦点補正を支援することで、接合不良や溶け落ちのリスクを抑えます。
トップカバーとケースの溶接に必要な距離をサブmmで管理し、セル封止工程のシール性と構造信頼性を支援します。
電池製造における透過型エッジセンサの用途
J. 電極巻出し時の蛇行補正
SE2シリーズはEtherCAT通信を備え、追加コントローラを介さず接続できます。通信モジュールは1対4構成に対応し、耐干渉性を備えています。測定幅24 mm、エッジ位置検出精度0.1 mmにより、搬送中の電極端を取得し、自動蛇行補正によって端位置をそろえます。
K. 巻回時の電極位置合わせ
SE1シリーズはサンプリング周波数4 kHz、繰返し精度5 µmで電極端の微小なずれを捉えます。1.5 × 1.5 mmの欠けを検出し、測定データをリアルタイム出力・可視化することで、端部のずれや損傷に起因する不良を抑えます。
電池製造におけるフルスペクトルセンサの用途
L. 識別テープの検出
SS2シリーズは、テープの強い反射に対応する光学設計と光量検出を利用し、電極接続テープ、巻終わりテープ、不良表示テープを識別します。5 kHzのサンプリングとしきい値判定により、テープ位置の特定・切断を支援し、見逃しや誤検出による接続異常を抑えて連続生産と歩留まりを支えます。
M. 接続片の極性・取付方向の識別
SS2シリーズは高感度の色識別と外乱光の影響を抑える設計により、接続片とタブの取付方向・組合せを確認します。誤った部材の排出や警報に連携し、取付ずれに起因する溶接不良や配線異常のリスクを低減します。
巻出しからトップカバー溶接まで、高速サンプリング、µm単位の測定、設備連携機能を備えたSinceVisionのセンサが、セル製造の品質管理と自動化を支援します。
サンプル測定、実機デモ、生産ラインへの組込みについては、SinceVision Japanへお問い合わせください。
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