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Garanzia di qualità per il vano batteria

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Informazioni sul vano batteria

Il vano batteria custodisce la batteria dell'automobile. Deve avere stabilità meccanica ed essere fissato all'intera carrozzeria dell'automobile. Non si tratta una singola parte semplicemente annessa a un veicolo elettrico, ma è ormai completamente integrato nella carrozzeria dell'automobile. Il complesso progetto di saldatura dell'alluminio contiene tutte le celle della batteria, i connettori e le unità di controllo. Inoltre, i pacchi batteria comprendono un elevato numero di moduli di batterie.

Misura ottica a triangolazione laser del vano batteria sulla CMM a braccio orizzontale di ZEISS

Posizione e dimensioni

L'espansione termica della batteria durante la carica e la guida può provocare torsioni e curvature nel vano. Una varietà di caratteristiche dimensionali, come lunghezza, diametro e posizione delle fessure, devono essere misurate utilizzando un campionamento casuale o un'ispezione completa automatizzata a fine linea. L'elevato numero di caratteristiche richiede cicli di ispezione rapidi, tra cui la misura multisensore. Gli scanner laser ottici senza contatto di ZEISS possono estrarre rapidamente i dati degli elementi, mentre i sistemi con sonda a contatto possono raggiungere sottosquadra e altri elementi ottici impegnativi.

Qualità dei giunti di saldatura

Il vano deve essere correttamente integrato nella carrozzeria dell'auto per via della grande quantità di energia nelle celle della batteria, e al fine di garantire la sicurezza della batteria in caso di incidente. I punti di giunzione (ossia i bulloni saldati) lo fissano al resto della carrozzeria dell'automobile. Le dimensioni e la posizione di questi punti saldati sono importanti per il processo di assemblaggio completamente automatizzato del vano batteria e per il collegamento strutturale, per assorbire le forze di carico durante la guida, per la ricarica e per eventuali incidenti. Tutti questi requisiti necessitano di caratteristiche diverse che possono essere soddisfatte con sistemi di sonde flessibili definiti dall'utente o con la scansione di nuvole di punti mediante sensori ottici ZEISS.

Misura a contatto del vano batteria sulla CMM a braccio orizzontale di ZEISS

Misura inline in produzione

L'elevato numero di elementi geometrici e giunti di saldatura da misurare, oltre che le dimensioni del vano batteria, richiedono la rapida esecuzione di lunghi cicli di misura e ispezione. Come componente critico per la sicurezza, il vano batteria necessita molto spesso di un monitoraggio al 100%, rendendo necessaria una soluzione in linea per la produzione, accanto alla misura di riferimento presso la sala metrologica in cui vengono misurati gli elementi più importanti. ZEISS offre vari sistemi di tastatura per tecnologie di ispezione e misura inline. I sensori vengono spostati sulle caratteristiche da misurare da robot industriali, il che significa che è possibile ottenere un tempo di misura molto breve senza la necessità di espellere ulteriormente il vano batteria.

Ispezione ottica inline del vano batteria

Misure ottiche di un vano batteria con un macchina di misura 3D

Acquisizione geometrica a campo intero

Le macchine di misura ottiche consentono di misurare il vano batteria a campo intero con un processo di proiezione delle frange a elevata precisione. Il componente viene digitalizzato in breve tempo da diverse direzioni di osservazione, con un'elevata precisione e risoluzione dei dettagli. I sensori creano dati di misura assoluti, privi di correlazione e tracciabili.

L'utente ottiene milioni di coordinate 3D distribuite a campo intero confrontabili con il modello CAD per rilevare le deviazioni e identificare difetti, come ad esempio le deformazioni. Utilizzando dati e piani di analisi CAD, il software crea in modo completamente automatico le posizioni dei sensori e i percorsi dei robot necessari per l'acquisizione.

Gemello digitale per il controllo del processo e della qualità

Il risultato della misurazione è una copia digitale, un gemello geometrico digitale che mostra la geometria reale del vano batteria. Le caratteristiche dell'ispezione relative al processo, come la posizione dei fori di fissaggio, possono essere estratte dalla nuvola di punti 3D e valutate in un'analisi delle tendenze. Tali analisi delle tendenze basate su misure a campo intero consentono di individuare tempestivamente i cambiamenti nel processo di produzione. Durante l'analisi del problema, le deviazioni superficiali codificate per colore della nuvola di punti 3D facilitano il raggiungimento della geometria CAD nominale desiderata. Utilizzando le funzioni GD&T, è possibile calcolare la planarità o il profilo superficiale delle superfici di tenuta o dei singoli scomparti della batteria. Allo stesso modo, l'altezza e la posizione del cordone di tenuta sono rilevabili in tutta facilità.

Deviazioni tra il gemello digitale e i dati CAD in GOM Inspect Pro

Assemblaggio digitale

Nell'assemblaggio digitale è possibile valutare l'interazione dei moduli della batteria con il rispettivo vano. Le situazioni di assemblaggio possono essere simulate e ottimizzate attraverso diversi allineamenti locali. Diventa inoltre più facile risolvere dubbi sulle variazioni delle dimensioni dell'intercapedine derivanti dalla deformazione termica dei moduli della batteria dopo i test di ciclo. Le deviazioni superficiali tra il modulo e il vano della batteria possono essere utilizzate anche per calcolare il volume della pasta termoconduttiva necessaria per i singoli comparti della batteria.

Determinazione della dimensione dell'intercapedine tra il modulo e il vano della batteria dopo l'assemblaggio digitale

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Report sui prodotti e punti salienti della metrologia

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