Czy zaawansowane rozwiązania laserowe DMK Laser do wizji i spawania mogą rozwiązać wąskie gardła w kontroli jakości w masowej produkcji pakietów akumulatorów litowych?

Precyzyjne spawanie laserowe jest nieodzowne przy produkcji szyn zbiorczych, zacisków i zaworów odpornych na wybuch stosowanych w pakietach akumulatorów do pojazdów energii nowej. Spawanie metali różnorodnych – miedzi i aluminium – często powoduje wady takie jak złącza zimne, porowatość, odchylenia od toru spawania oraz rozpryski. Inspekcja ręczna charakteryzuje się niską wydajnością oraz niestabilnymi kryteriami oceny, podczas gdy zwykłe urządzenia laserowe nie posiadają dedykowanych źródeł światła i zamkniętych systemów wizji zaprojektowanych specjalnie dla akumulatorów litowych, co skutkuje niestabilną wydajnością energetyczną, nie spełniającą wymogów szybkich, ciągłych linii produkcyjnych. DMK Laser prowadzi celowane badania i rozwój kompletnych urządzeń do spawania laserowego przeznaczonych wyłącznie do produkcji pakietów akumulatorów litowych. Firma niezależnie opracowała trzy kluczowe technologie: źródła światła laserowego, systemy sterowania ruchem oraz sztuczną inteligencję wspomagającą inspekcję wizyjną, a także stworzyła pełny zestaw własnych procesów spawania dla akumulatorów trakcyjnych, zapewniając liderstwo branżowe pod względem ogólnych parametrów technicznych urządzeń oraz możliwości kontroli jakości w czasie rzeczywistym.

Pod względem źródeł światła laserowego i kluczowych komponentów optycznych firma DMK Laser opracowuje spersonalizowane impulsowe źródła światła włókienkowego przeznaczone do obróbki cienkich, wysoko odbijających materiałów aluminiowych i miedzianych stosowanych w akumulatorach litowych, które są odpowiednie dla dwóch typowych warunków pracy: spawania punktowego szyn zbiorczych oraz ciągłego zgrzewania modułów. Samodzielnie opracowane moduły stopniowego zwiększania i zmniejszania mocy ograniczają powstawanie pęknięć w punktach rozpoczęcia i zakończenia łuku. Cała ścieżka optyczna wykorzystuje wielowarstwowe soczewki ochronne z powłoką antyrefleksyjną oraz soczewki skupiające typu F-theta z płaskim polem obrazu, połączone z wysokoszybkimi dwuosiowymi układami galwanometrycznymi. Stabilność położenia plamki jest kontrolowana z dokładnością ±0,02 mm, a wahania energii nie przekraczają 2%. Na podstawie obszernych testów procesów ortogonalnych firma DMK kalibruje progi spawania oraz określa okna energetyczne dla podłoży miedzi, aluminium i niklu, zapobiegając uszkodzeniom separatorów komórek spowodowanym nadmiernym dopływem ciepła oraz minimalizując powstawanie wad na poziomie sprzętu.

DMK Laser niezależnie opracował zintegrowany system sterowania koordynacją ruchu i wizji, wyposażony w lekką jednostkę wizyjną opartą na sztucznej inteligencji, wykorzystującą zoptymalizowane algorytmy YOLO. Specjalny model rozpoznawania spawów akumulatorów litowych identyfikuje sześć typowych wad, w tym przepalenie i niepełne spawanie. Urządzenie realizuje zamknięty cykl pracy obejmujący pozycjonowanie wizyjne, rzeczywiste spawanie w czasie rzeczywistym oraz jednoczesną kontrolę jakości. Trójwymiarowa wizja laserowa linii skanującej rejestruje trójwymiarowe profile spawów oraz mierzy szerokość spawu i głębokość przetopu z dokładnością do mikrona; prędkość kontroli jest zgodna z szybkimi liniami produkcyjnymi – do 700 punktów spawania na minutę. System automatycznie synchronizuje dane o wadach z platformami MES, umożliwiając pełną śledzilność w całym cyklu życia produktu i eliminując ryzyko partii wadliwych wyrobów wynikające z opóźnień związanych z kontrolą po spawaniu poza linią produkcyjną. Obsługując komunikację poprzez magistralę EtherCAT, system wieloosiowy zapewnia powtarzalną dokładność pozycjonowania ±1 μm oraz wspiera elastyczne przełączanie produkcji między modułami akumulatorów cylindrycznymi, prostokątnymi i torebkowymi.

Dzięki własnym, kompleksowym kompetencjom obejmującym źródła światła, elementy optyczne, inteligentne systemy wizji oraz kompleksowe rozwiązania procesowe system spawania laserowego do modułów akumulatorów litowo-jonowych firmy DMK Laser nie wymaga zakupu modułów kluczowych od zewnętrznych dostawców i zapewnia znacznie lepszą zgodność sprzętu z oprogramowaniem niż standardowe urządzenia spawalnicze. Zintegrowane rozwiązanie zapewnia równowagę między wydajnością produkcji, bezpieczeństwem ogniw oraz inteligentną, on-line kontrolą jakości i zostało szeroko wdrożone w liniach produkcyjnych masowych modułów akumulatorów trakcyjnych oraz pakietów akumulatorów do pojazdów. Zapewnia stabilne, niskodefektowe i cyfrowo zarządzalne, kompleksowe rozwiązania spawania laserowego dla wiodących producentów akumulatorów nowej energii, wspierając modernizację przemysłu akumulatorów litowo-jonowych w kierunku zielonej, inteligentnej produkcji.