Prüffeld, Lebensdauertest und End-of-Line in der Batteriefertigung: Prüfergebnis und Freigabe über den Code zuordnen

Ein Prüfergebnis ohne Nummer ist wertlos: Identität im Prüffeld

Ein Wert für Temperatur, Dicke oder Dichtheit sagt nur dann etwas über eine Zelle aus, wenn feststeht, zu welcher Zelle er gehört. Solange ein Werker zwischen den Stationen steht, liefert er diese Zuordnung oft nebenbei, mit dem Handgerät oder mit einem Blick auf das Etikett. Wird das Prüffeld automatisiert, fällt dieser Handgriff weg. Dann muss jede Station die Nummer selbst lesen, bevor sie ihr Ergebnis schreibt.

In der Anwendungspraxis folgen daraus zwei Regeln. Gelesen wird vor oder mit dem Prüfschritt und nicht irgendwann danach, damit sich zwischen Lesung und Ergebnis kein anderes Teil einschieben kann. Und ein Teil ohne gültige Lesung erhält weder Ergebnis noch Freigabe, sondern geht in die Klärung. Wie die Prüfstände messen und an welchen Stationen der Modul- und Packmontage gelesen wird, behandeln die Beiträge zur Maßprüfung und zur Kennzeichnung in dieser Reihe.

Nach jedem Messschritt lesen: die Zelle in der Finishing-Linie

Für eine Linie, in der Batteriezellen nach ihrer Herstellung gemessen, isoliert und beschriftet werden, sind mehrere stationäre Lesestellen geplant. Die erste sitzt hinter dem Lift, der die Werkstückträger hebt. Es folgen Lesungen nach der Temperaturmessung, nach der Dickenmessung und nach der Isolierung, eine weitere vor der Laserbeschriftung. Vorgesehen ist dafür der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X.

Warum so dicht? Zwischen zwei Messungen wird die Zelle bewegt, gehoben oder versetzt, und jede Bewegung ist eine Gelegenheit für eine Vertauschung. Liest jede Station die Nummer selbst, hängt jedes Ergebnis an einer eigenen Lesung und nicht an der Annahme, dass die Reihenfolge auf dem Band gestimmt hat.

Nach demselben Muster ist eine Lesestelle an einem Öltank für die Batteriekühlung vorgesehen. Der DMC soll nach der Dichtigkeitsprüfung gelesen werden, damit das Prüfergebnis beim richtigen Tank steht. Die Daten sollen über PROFINET an die Steuerung gehen oder vorerst in eine Excel-Datei. Für eine Übergangslösung ohne fertiges Rückverfolgungssystem kann der Codeleser Lesedaten als CSV-Datei per FTP ablegen, die sich in einer Tabellenkalkulation öffnen lässt.

Lebensdauertest und Prüfstand: lesen, wenn der Prüf-Connector im Weg ist

Ein junges Unternehmen testet Batteriezellen im Auftrag auf ihre Lebensdauer. Die Zellen tragen einen gelaserten Code. Für den Test wird ein Prüf-Connector auf die Zelle geschweißt, und der Code lässt sich danach nur unter einem deutlichen Winkel lesen. In Frage kommen ein stationärer Codeleser und der Robuste AI-Handscanner der Modellreihe HR-X. Für einen fest montierten Leser spricht, dass der Winkel einmal eingestellt wird und nicht an jeder Zelle neu gesucht werden muss.

Im Winkel wird ein Code verzerrt und verkürzt abgebildet, und auf gelasertem Metall ändert sich mit dem Blickwinkel auch der Glanz. Das sind Grenzen der Technikklasse, die nur eine Zelle mit angeschweißtem Connector im Test zeigt. Für schwer lesbare Codes kommt der AI-Filter in Frage. In den Ausführungen SR-X300 vergleicht er ein schwer lesbares 2D-Codebild mit über 100.000 hinterlegten Bildern und braucht dafür mehr Zeit zum Dekodieren.

In der Planung automatisierter Prüfstände für Stacks und Einzelzellen geht es um dieselbe Frage. Weil die Abläufe dort ohne Werker auskommen sollen, wird jeder Schritt gescannt, und das Kernteam zählt die Codelesung zu den großen Themen des IT-Teils. Die Codes unterscheiden sich, ebenso die Flächen, auf denen sie sitzen, und sie sind teils nadelgeprägt, teils gelasert. Handscanner sollen ebenfalls dazukommen. Für wechselnde Codes an derselben Lesestelle geht der Codeleser mit einer Parameterreihe mehrere gespeicherte Leseeinstellungen innerhalb einer Lesung durch.

Die Prüfzelle für Module: alle auf einmal oder beim Einfahren

In einer Prüfzelle für Batteriemodule werden die Module heute mit einem Handscanner erfasst, und dieser Schritt soll entfallen. Das Bildfeld misst rund 300 x 510 mm, dazu kommt ein Sicherheitszuschlag. Die Codes sind etwa 12 mm groß und haben 18 x 18 Module; ob der aufgeklebte oder der gelaserte Code gelesen wird, ist noch zu klären. Rechnerisch misst ein Codemodul damit rund 0,67 mm.

Zwei Wege kommen in Frage. Entweder erfasst ein Bild alle Module in der Vorrichtung, oder jedes Modul wird beim Einfahren gelesen. In dieser Anwendung spricht mehr für das Einfahren, mit zwei Codelesern mit Weitwinkeloptik. In Frage kommen außerdem der 1D- und 2D-Codeleser der Modellreihe SR-2000 und ein Handscanner mit PROFINET-Schnittstelle.

Für die Zuordnung macht die Wahl einen Unterschied. Beim Einfahren entsteht die Folge der Nummern aus der Folge der Module, und die Prüfzelle muss sie ihren Plätzen zuordnen. Liest der Codeleser dabei kontinuierlich, verhindert die Funktion Doppellesung verhindern, dass dasselbe Modul innerhalb einer eingestellten Zeit zweimal gemeldet wird; ein dauerhafter Dublettenfilter ist das nicht. Beim Bild über die ganze Vorrichtung gibt der Codeleser mehrere Codes pro Reihe oder pro Bereich aus und meldet für nicht gelesene Reihen einen Fehlercode. So bekommt jeder Platz seine Nummer, und eine Lücke fällt vor dem Prüfstart auf.

EOL-Tester, Freigabe, Werkerplatz: dieselbe Nummer an drei Stellen

Ein Batteriedeckel aus Vorder- und Hinterteil erhält seinen Code, bevor er zur Endprüfung kommt. Das Bauteil misst in beiden Richtungen deutlich mehr als einen Meter, gelesen werden muss aber nur ein kleiner Bereich. Am EOL-Tester soll ein stationärer Codeleser den Deckel lesen, danach folgt die Freigabe, und am Werkerplatz, an dem der Deckel weiterverarbeitet wird, liest ein Handscanner dieselbe Nummer noch einmal. In Frage kommen der Codeleser in der Ausführung SR-X300 und der Handscanner in der DPM-Ausführung HR-X500.

Die drei Stellen haben verschiedene Aufgaben. Die Lesung am Tester bindet das Prüfergebnis an den Deckel. Die Freigabe ist kein Ort, sondern ein Eintrag im System, und sie gilt nur für die gelesene Nummer. Am Werkerplatz kann die zweite Lesung abfragen, ob der Deckel in der Hand des Werkers auch der freigegebene ist. Was keine Freigabe hat, lässt sich dort anhalten, bevor daran weitergearbeitet wird.

Etikett am HV-Speicher: Klarschrift und Code in einem Bild lesen

An einer Standby-Station in der Montage von HV-Speichern soll ein aufgeklebtes Etikett von etwa 70 x 100 mm gelesen werden. Es kommt mit vorgedruckten Symbolen, die variablen Inhalte werden erst im Prozess gedruckt. Gelesen werden sollen Klarschrift, ein DMC und ein QR-Code. Das Etikett sitzt immer an derselben Stelle, der Speicher steht aber auf einem fahrerlosen Transportfahrzeug und schwankt in seiner Position um bis zu 50 mm. Die Anlagensteuerung teilt den Ablauf in Arbeitsvorgänge ein, und die Ausgabe ist über OPC UA vorgesehen.

Rechnerisch muss das Bildfeld in der Achse der Schwankung also mindestens 50 mm größer sein als das Etikett, und zwar mit Reserve. Für die Klarschrift hat die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die Werkzeuge AI-OCR und OCR/OCV2, den Code wertet sie in derselben Aufnahme aus. Auf der Seite der Steuerung spricht die Kamera EtherNet/IP, PROFINET, PLC-Link und EtherCAT; wie die Ergebnisse den Weg nach OPC UA finden, gehört in die Auslegung der Station. Ob das Etikett überhaupt klebt und gerade sitzt, ist eine Frage der Anwesenheits- und Lageprüfung, hier zählt sein Inhalt.

Klarschrift behalten oder ersetzen: das Etikett mit 1D-Code und Text

Eine Batteriebox trägt oben ein Etikett mit einem 1D-Code und alphanumerischer Klarschrift, die per OCR gelesen werden soll. Offen ist, wie das Etikett künftig aussieht. Die Klarschrift kann ganz entfallen, oder Code und Text bleiben nebeneinander und beides wird gelesen. Denkbar ist auch, den Code oben direkt zu lasern und die Etikettenversion daneben zu behalten.

Die Wahl bestimmt die Lesestelle. Übernimmt ein Code den Inhalt der Klarschrift, liest die Station nur noch den Code, und der Text bleibt für den Menschen. Muss die Station die Klarschrift selbst auswerten, ist Texterkennung eine eigene Anforderung neben der Codelesung, und für Text und Code in einem Bild ist die All-in-One Kamera die beschriebene Klasse.

Häufige Fragen

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