DE102022205762A1 - Inspection order for the energy cell producing industry - Google Patents

Inspection order for the energy cell producing industry Download PDF

Info

Publication number
DE102022205762A1
DE102022205762A1 DE102022205762.7A DE102022205762A DE102022205762A1 DE 102022205762 A1 DE102022205762 A1 DE 102022205762A1 DE 102022205762 A DE102022205762 A DE 102022205762A DE 102022205762 A1 DE102022205762 A1 DE 102022205762A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inspection
electrode
camera
flat element
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022205762.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Akram El Jarad
Hanno Gast
Denis Baron
Piotr Kolesnikoff
Ingo Drews
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Koerber Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
Priority to DE102022205762.7A priority Critical patent/DE102022205762A1/en
Priority to PCT/EP2023/065109 priority patent/WO2023237547A1/en
Publication of DE102022205762A1 publication Critical patent/DE102022205762A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8841—Illumination and detection on two sides of object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8848—Polarisation of light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N2021/8909—Scan signal processing specially adapted for inspection of running sheets

Abstract

Eine Inspektionsanordnung für die Energiezellen produzierende Industrie umfasst mindestens eine Inspektionsvorrichtung (10) zur optischen Inspektion eines in einer Maschine (13) geförderten flächigen Elements (50), und eine elektronischen Auswerteeinheit (60), die zu Verarbeitung von der Inspektionsvorrichtung (10) übermittelter Daten eingerichtet ist. Mindestens ein erster Teil (56) der Inspektionsvorrichtung (10) ist in einer Messbeziehung zu einer ersten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements (50) angeordnet. Mindestens ein zweiter Teil (57) der Inspektionsvorrichtung (10) ist in einer Messbeziehung zu einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements (50) angeordnet.An inspection arrangement for the energy cell producing industry comprises at least one inspection device (10) for optically inspecting a flat element (50) conveyed in a machine (13), and an electronic evaluation unit (60) which is used to process data transmitted by the inspection device (10). is set up. At least a first part (56) of the inspection device (10) is arranged in a measuring relationship to a first surface of a conveyed flat element (50). At least a second part (57) of the inspection device (10) is arranged in a measuring relationship to a second surface of a conveyed flat element (50) opposite the first surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Inspektionsanordnung für die Energiezellen produzierende Industrie, mit einer Inspektionsvorrichtung zur optischen Inspektion eines in einer Maschine geförderten flächigen Elements, und mit einer elektronischen Auswerteeinheit, die zu Verarbeitung von der Inspektionsvorrichtung übermittelter Daten eingerichtet ist, wobei mindestens ein erster Teil der Inspektionsvorrichtung in einer Messbeziehung zu einer ersten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements angeordnet ist.The invention relates to an inspection arrangement for the energy cell producing industry, with an inspection device for the optical inspection of a flat element conveyed in a machine, and with an electronic evaluation unit which is set up to process data transmitted by the inspection device, at least a first part of the inspection device being in a measuring relationship to a first surface of a conveyed flat element is arranged.

Für eine finale Inspektion von Elektroden-Separator-Verbundelementen, beispielsweise Monozellen, ist eine optische Prüfung vorteilhaft. Insbesondere Fehler, welche beim Fertigen eines Verbundelements beispielsweise durch Laminieren oder allgemeiner Verbinden entstehen, sollen erkannt werden. Beim Fertigen eines Elektroden-Separator-Verbundelements können neben Verschmutzungen auch Defekte beispielsweise in Form von Falten, Blasen oder Risse entstehen. Oftmals sind diese nur unter bestimmten Beleuchtungsverhältnissen sichtbar.For a final inspection of electrode-separator composite elements, for example monocells, an optical inspection is advantageous. In particular, errors that arise when manufacturing a composite element, for example through laminating or more generally connecting, should be detected. When manufacturing an electrode-separator composite element, in addition to contamination, defects can also arise, for example in the form of wrinkles, bubbles or cracks. These are often only visible under certain lighting conditions.

Zu den zu inspizierenden flächigen Elementen zählt auch Bahnmaterial, insbesondere Elektrodenbahnen und Separatorfolienbahnen. Bei der Oberflächenkontrolle soll das Bahnmaterial auf diverse Fehler oder Anomalien geprüft werden. Hierzu zählen beispielsweise Fremdkörper, Randabplatzungen, Kantenausrisse, Löcher, Risse und Kratzer. Aufgrund der Kombination von der hohen Bahngeschwindigkeit, der geringen Größe der Fehlstellen, der sehr dunklen Farbe des Elektrodenmaterials und des teilweise geringen Helligkeitskontrastes zum Hintergrund ist eine sichere Erkennung erschwert.The flat elements to be inspected also include web material, in particular electrode webs and separator film webs. During surface inspection, the web material should be checked for various defects or anomalies. These include, for example, foreign bodies, edge chips, edge tears, holes, cracks and scratches. Due to the combination of the high web speed, the small size of the defects, the very dark color of the electrode material and the sometimes low brightness contrast to the background, reliable detection is difficult.

Der Aufbau von Elektroden-Separator-Verbundelementen, beispielsweise Monozellen, kann so gestaltet sein, dass von einer Seite die größere Anode frei und hinter einer Separatorfolie die kleinere Kathode verdeckt angeordnet ist. Bei diesem Aufbau sind sowohl ein Durchleuchten, als auch die einseitige Vermessung erheblich erschwert.The structure of electrode-separator composite elements, for example monocells, can be designed in such a way that the larger anode is exposed on one side and the smaller cathode is arranged hidden behind a separator film. With this setup, both x-raying and one-sided measurement are considerably more difficult.

Für Geometrievermessungen von flächigen Elementen mittels einer Kamera werden üblicherweise ebene Leuchttische verwendet. In der Energiezellen produzierenden Industrie findet der Transport von flächigen Elementen, beispielsweise Elektroden-Separator-Verbundelementen, insbesondere Monozellen, auf Trommeln oder allgemeiner Rotationsförderern statt. Die Durchleuchtung von Trommeln oder Rotationsförderern ist sehr aufwändig und fehleranfällig, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung. Zusätzlich ist der Reflexionsgrad der Trommeln meist sehr hoch. Die Krümmung von Trommeln ist für eine Vermessung ungünstig.Flat light tables are usually used to measure the geometry of flat elements using a camera. In the energy cell producing industry, the transport of flat elements, for example electrode-separator composite elements, in particular monocells, takes place on drums or, more generally, rotary conveyors. The screening of drums or rotary conveyors is very time-consuming and prone to errors, for example due to contamination. In addition, the reflectivity of the drums is usually very high. The curvature of drums is unfavorable for measurement.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vergleichsweise einfache Inspektionsanordnung bereitzustellen, mit der flächige Element der Energiezellen produzierenden Industrie, insbesondere Elektroden-Separator-Verbundelemente und Bahnmaterialien, unter Produktionsbedingungen umfassend und mit hoher Genauigkeit vermessen und inspiziert werden können.The object of the invention is to provide a comparatively simple inspection arrangement with which flat elements of the energy cell producing industry, in particular electrode-separator composite elements and web materials, can be measured and inspected comprehensively and with high accuracy under production conditions.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The invention solves this problem with the features of the independent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein zweiter Teil der Inspektionsvorrichtung in einer Messbeziehung zu einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements angeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht die beidseitige und vollständige Inspektion der flächigen Elemente, insbesondere von Elektroden-Separator-Verbundelementen und Bahnmaterialien, und die Erkennung von Verschmutzungen, Fehlern, Fremdkörpern und sonstigen Anomalien. Die Erfindung ermöglicht auch die Geometrievermessung von Elektroden-Separator-Verbundelementen, insbesondere auch im Falle einer durch die Anode verdeckten Kathode.According to the invention, it is provided that at least a second part of the inspection device is arranged in a measuring relationship to a second surface of a conveyed flat element that is opposite the first surface. The invention enables the double-sided and complete inspection of the flat elements, in particular electrode-separator composite elements and web materials, and the detection of contamination, errors, foreign bodies and other anomalies. The invention also enables the geometry measurement of electrode-separator composite elements, especially in the case of a cathode covered by the anode.

Die Erfindung lässt sich einfach realisieren, indem vorzugsweise der erste Teil und der zweite Teil der Inspektionsvorrichtung jeweils eine Kamera umfassen.The invention can be easily implemented by preferably the first part and the second part of the inspection device each comprising a camera.

Im Falle einer Fördervorrichtung mit Rotationsförderern ist es vorteilhaft, dass eine erste Kamera in einer Messbeziehung zu einem ersten Rotationsförderer und die zweite Kamera in einer Messbeziehung zu einem nachfolgenden zweiten Rotationsförderer angeordnet ist. In diesem Fall kann der zweite Rotationsförderer vorteilhaft zum Transport der flächigen Elemente mit gewendeter Oberfläche relativ zu dem ersten Rotationsförderer eingerichtet sein, was eine beidseitige Inspektion oder Vermessung der flächigen Elemente, insbesondere von Elektroden-Separator-Verbundelementen ermöglicht. Ein Transport mit gewendeter Oberfläche ergibt sich ohne weitere Maßnahmen, wenn vorzugsweise der erste Rotationsförderer und der zweite Rotationsförderer entweder unmittelbar aufeinander folgend oder durch eine gerade Anzahl von Rotationsförderern voneinander getrennt angeordnet sind.In the case of a conveyor device with rotary conveyors, it is advantageous that a first camera is arranged in a measuring relationship to a first rotary conveyor and the second camera is arranged in a measuring relationship to a subsequent second rotary conveyor. In this case, the second rotary conveyor can advantageously be set up to transport the flat elements with a turned surface relative to the first rotary conveyor, which enables inspection or measurement of the flat elements, in particular electrode-separator composite elements, on both sides. Transport with a turned surface occurs without further measures if, preferably, the first rotary conveyor and the second rotary conveyor are arranged either directly one after the other or separated from one another by an even number of rotary conveyors.

In einer Ausführungsform sind die Kameras zur beidseitigen optischen Oberflächenprüfung des flächigen Elements und die Auswerteeinheit zur Durchführung einer Fehlerdetektion mittels Bildverarbeitung eingerichtet, was die Erkennung von Verschmutzungen, Fehlern, Fremdkörpern und sonstigen Anomalien der flächigen Elemente, wie etwa Randabplatzungen, Löcher, Risse und Kratzer, ermöglicht.In one embodiment, the cameras are set up for optical surface inspection of the flat element on both sides and the evaluation unit is set up to carry out error detection using image processing, which enables the detection of ver dirt, defects, foreign bodies and other anomalies on the flat elements, such as edge chips, holes, cracks and scratches.

In Anwendungsfällen, in denen das flächige Element ein Elektroden-Separator-Verbundelement ist, ist vorteilhaft die erste Kamera zur Inspektion einer ersten Elektrode und die zweite Kamera zur Inspektion einer zweiten Elektrode in dem Elektroden-Separator-Verbundelement eingerichtet. In diesem Fall ist die elektronische Auswerteeinheit vorteilhaft zur Ermittlung der Lage der ersten Elektrode relativ zu einem Separator, der Lage der zweiten Elektrode relativ zu einem Separator und/oder der Relativposition zwischen erster und zweiter Elektrode in dem Elektroden-Separator-Verbundelement eingerichtet.In applications in which the flat element is an electrode-separator composite element, the first camera is advantageously set up to inspect a first electrode and the second camera to inspect a second electrode in the electrode-separator composite element. In this case, the electronic evaluation unit is advantageously set up to determine the position of the first electrode relative to a separator, the position of the second electrode relative to a separator and/or the relative position between the first and second electrodes in the electrode-separator composite element.

Vorzugsweise ist die Inspektionsvorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einzelbildern entsprechend aufeinander folgender Positionen der Fördervorrichtung, und die Datenverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung eines mindestens ein flächiges Element umfassenden Gesamtbildes aus der Mehrzahl von Einzelbildern per Bildverarbeitung eingerichtet. Mittels einer partiellen Aufnahme von vergleichsweise kleinen Abschnitten lässt sich die Problematik der Trommelkrümmung deutlich reduzieren. Die Aufnahmen erfolgen zeitlich versetzt mit der Bewegung der Trommel. Die partiellen Aufnahmen oder Einzelaufnahmen werden anschließend zu einem Gesamtbild zusammengerechnet und ausgewertet.Preferably, the inspection device is set up to record a plurality of individual images corresponding to successive positions of the conveyor device, and the data processing device is set up to generate an overall image comprising at least one flat element from the plurality of individual images via image processing. By partially recording comparatively small sections, the problem of drum curvature can be significantly reduced. The recordings are made at different times with the movement of the drum. The partial images or individual images are then added together to form an overall image and evaluated.

Die Einzelbilder können geringfügig überlappend sein, was die Auswertung erleichtert und ein entlang der Förderrichtung lückenloses Gesamtbild sicherstellt. Denkbar ist auch, dass die Einzelbilder ohne Überlappung und ohne Abstand oder mit einem geringen Abstand zueinander aufgenommen werden.The individual images can overlap slightly, which makes evaluation easier and ensures an overall image without gaps along the conveying direction. It is also conceivable that the individual images are recorded without overlap and without any distance or at a small distance from one another.

Vorzugsweise ist die Abmessung jedes Einzelbildes entlang der Förderrichtung geringer als die Abmessung eines flächigen Elements entlang der Förderrichtung. Die Abbildung eines flächigen Elements erfolgt durch Kombination einer Mehrzahl von Einzelbildern, die jedes für sich nur einen Teil des flächigen Elements abbilden.Preferably, the dimension of each individual image along the conveying direction is smaller than the dimension of a flat element along the conveying direction. A flat element is depicted by combining a plurality of individual images, each of which only depicts a part of the flat element.

Vorteilhaft ist an zwei gegenüberliegenden Seiten der Fördervorrichtung jeweils eine Kamera vorgesehen. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass für die Bestimmung der Geometrie der mittlere Bereich der flächigen Elemente nicht zwingend vermessen werden muss und es ausreicht, die seitlichen Bereiche der flächigen Elemente im Bereich der Seitenkanten (bezogen auf die Förderrichtung) zu vermessen. Die oder jede Kamera kann dann an die Vermessung eines seitlichen Bereichs der flächigen Elemente angepasst und insbesondere kleiner ausgeführt sein, als es zu der Erfassung des gesamten flächigen Elements erforderlich wäre, was die Kosten erheblich reduziert.A camera is advantageously provided on two opposite sides of the conveyor device. This is based on the knowledge that the central area of the flat elements does not necessarily have to be measured to determine the geometry and it is sufficient to measure the lateral areas of the flat elements in the area of the side edges (related to the conveying direction). The or each camera can then be adapted to the measurement of a lateral region of the flat elements and, in particular, can be made smaller than would be necessary to capture the entire flat element, which significantly reduces costs.

Vorzugsweise beträgt die Breite b eines Einzelbildes entlang einer Förderrichtung der als Rotationsförderer ausgebildeten Fördervorrichtung maximal 2·√(r2-(r-d)2), wobei r der Radius des Rotationsförderers und d die Tiefenschärfe der Inspektionsvorrichtung oder Kamera ist. Mittels dieser Bemessungsregel kann ein an jedem Punkt tiefenscharfes Gesamtbild durch Zusammensetzen einer Mehrzahl von Einzelbildern erreicht werden. Die Förderrichtung ist generell die Umfangsrichtung des Rotationsförderers.Preferably, the width b of an individual image along a conveying direction of the conveying device designed as a rotary conveyor is a maximum of 2*√(r 2 -(rd) 2 ), where r is the radius of the rotary conveyor and d is the depth of field of the inspection device or camera. Using this design rule, an overall image with depth of focus at every point can be achieved by composing a plurality of individual images. The conveying direction is generally the circumferential direction of the rotary conveyor.

Vorzugsweise weist die Inspektionsanordnung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung mindestens eines Messfeldes der Inspektionsvorrichtung auf. Durch die Beleuchtung wird der Umriss des flächigen Elements, insbesondere des Elektroden-Separator-Verbundelements, besser sichtbar. Vorteilhaft ist jeder Kamera mindestens eine separate Beleuchtungseinrichtung zugeordnet, was eine zielgerichtete Beleuchtung und einer Reduzierung der Abmessungen der Beleuchtungseinrichtungen ermöglicht. Die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung kann vorteilhaft durch die Auswerteeinheit zur Bildnahme angesteuert werden.The inspection arrangement preferably has at least one lighting device for illuminating at least one measuring field of the inspection device. The illumination makes the outline of the flat element, in particular the electrode-separator composite element, more visible. Each camera is advantageously assigned at least one separate lighting device, which enables targeted lighting and a reduction in the dimensions of the lighting devices. The at least one lighting device can advantageously be controlled by the evaluation unit for image capture.

Die Beleuchtungseinrichtung verwendet vorzugsweise Licht einer geeigneten Wellenlänge insbesondere im Hinblick auf die Durchleuchtung der Separatorfolie des Elektroden-Separator-Verbundelements, um die unter dem Separator liegende Elektrode, insbesondere die Kathode, besser inspizieren bzw. vermessen zu können. Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinrichtung daher zur Erzeugung von rotem Licht mit einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 1100 nm, vorzugsweise zwischen 650 nm und 950 nm, weiter vorzugsweise zwischen 700 nm und 800 nm eingerichtet. Diese Wellenlängenbereiche haben eine hohe Transmission durch die Separatorfolie sind und daher besonders vorteilhaft zur Durchleuchtung derselben.The illumination device preferably uses light of a suitable wavelength, particularly with regard to the transillumination of the separator film of the electrode-separator composite element, in order to be able to better inspect or measure the electrode lying under the separator, in particular the cathode. The lighting device is therefore preferably set up to generate red light with a wavelength between 600 nm and 1100 nm, preferably between 650 nm and 950 nm, more preferably between 700 nm and 800 nm. These wavelength ranges have a high transmission through the separator film and are therefore particularly advantageous for transillumination of the same.

Vorteilhaft kann auch die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von polarisiertem Licht eingerichtet sein, vorteilhaft ist dann ein Sperrfilter oder Polarisationsanalysator vorgesehen.The lighting device can also advantageously be set up to generate polarized light; a blocking filter or polarization analyzer is then advantageously provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung eine zu einer optischen Achse der Inspektionsvorrichtung koaxiale Strahlachse auf. Eine solche koaxiale Beleuchtung ermöglicht eine genaue Vermessung trotz spiegelnder Mantelfläche des Rotationsförderers. In dieser Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung vorzugsweise einen Strahlteiler zur Umlenkung des von einer Lichtquelle erzeugten Lichts parallel zu der optischen Achse der Inspektionsvorrichtung auf.In a preferred embodiment, the lighting device has a beam axis that is coaxial with an optical axis of the inspection device. Such coaxial lighting enables precise measurement despite the reflective surface of the rotary conveyor. In this embodiment, the lighting device has preferably a beam splitter for deflecting the light generated by a light source parallel to the optical axis of the inspection device.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung eine zu der optischen Achse der Inspektionsvorrichtung schräge Strahlachse auf. Vorzugsweise ist der oder jeder Kamera eine Mehrzahl von Beleuchtungseinrichtungen zugeordnet, die von verschiedenen Seiten mit zu der optischen Achse der Kamera schrägen, wechselseitig nicht-parallelen Strahlachsen das Messfeld der Kamera beleuchten. Bevorzugt ist somit eine an die partielle Aufnahme angepasste Beleuchtung, vorteilhaft in verschiedenen Winkeln zum flächigen Element. Auf diese Weise kann eine Schattenbildung insbesondere durch Oberflächenunebenheiten des flächigen Elements verhindert werden. Die obige Ausführungsform kann insbesondere bei einer rauen Mantelfläche des Rotationsförderers vorteilhaft zum Einsatz kommen.In another advantageous embodiment, the lighting device has a beam axis that is oblique to the optical axis of the inspection device. Preferably, the or each camera is assigned a plurality of lighting devices which illuminate the measuring field of the camera from different sides with mutually non-parallel beam axes that are oblique to the optical axis of the camera. Lighting that is adapted to the partial recording is therefore preferred, advantageously at different angles to the flat element. In this way, shadow formation can be prevented, particularly due to uneven surfaces of the flat element. The above embodiment can be used advantageously, particularly if the lateral surface of the rotary conveyor is rough.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das flächige Element eine Materialbahn. Das flächige Element kann insbesondere eine Separatorbahn sein. In diesem Fall ist vorteilhaft der erste Teil der Inspektionsvorrichtung eine Kamera und der zweite Teil der Inspektionsvorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung, um eine Inspektion der Separatorbahn im Durchlichtverfahren zu ermöglichen.In one embodiment of the invention, the flat element is a material web. The flat element can in particular be a separator web. In this case, the first part of the inspection device is advantageously a camera and the second part of the inspection device is an illumination device in order to enable an inspection of the separator web using the transmitted light method.

Die Erfindung stellt des Weiteren eine Maschine der Energiezellen produzierenden Industrie bereit, die zum Fördern von flächigen Elementen eingerichtet ist. Erfindungsgemäß weist die Maschine eine zuvor beschriebene Inspektionsanordnung auf, die in einer Messbeziehung zu den geförderten flächigen Elementen angeordnet ist.The invention further provides a machine for the energy cell producing industry that is set up to convey flat elements. According to the invention, the machine has a previously described inspection arrangement, which is arranged in a measuring relationship to the conveyed flat elements.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Inspektionsvorrichtung nachfolgend einer Verbindungsvorrichtung der Maschine angeordnet, insbesondere zur beidseitigen Inspektion oder Vermessung von in der Verbindungsvorrichtung erzeugten Elektroden-Separator-Verbundelementen.In one embodiment of the invention, the inspection device is arranged downstream of a connecting device of the machine, in particular for double-sided inspection or measurement of electrode-separator composite elements produced in the connecting device.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Inspektionsvorrichtung in einem Zuführabschnitt der Maschine angeordnet, insbesondere zur Inspektion einer in dem Zuführabschnitt zugeführten Materialbahn. Dabei kann es sich um eine beidseitig zu inspizierende Elektrodenbahn oder um eine im Durchlichtverfahren zu inspizierende Separatorbahn handeln.In one embodiment of the invention, the inspection device is arranged in a feed section of the machine, in particular for inspecting a material web fed in the feed section. This can be an electrode track to be inspected on both sides or a separator track to be inspected using the transmitted light method.

Das flächige Element ist insbesondere ein Elektroden-Separator-Verbundelement, beispielsweise eine Monozelle mit Anode, Separator, Kathode, Separator. Das flächige Element kann auch eine Materialbahn der Energiezellen produzierenden Industrie sein, insbesondere eine Elektrodenbahn oder eine Separatorbahn. Die Fördervorrichtung ist insbesondere ein Rotationsförderer, beispielsweise eine Fördertrommel für eine Maschine zum Herstellen von Energiezellen. The flat element is in particular an electrode-separator composite element, for example a monocell with anode, separator, cathode, separator. The flat element can also be a material web from the energy cell producing industry, in particular an electrode web or a separator web. The conveyor device is in particular a rotary conveyor, for example a conveyor drum for a machine for producing energy cells.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

  • 1 eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Batteriezellen im Ausschnitt;
  • 2 eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Batteriezellen in einem an 1 anschließenden Ausschnitt;
  • 3 ein schematischer Querschnitt durch ein flächiges Element in Form einer Monozelle,
  • 4 einen Teil einer Inspektionsvorrichtung in einem Längsschnitt durch einen Rotationsförderer;
  • 5 die Teilvorrichtung gemäß 4 in einer Draufsicht auf eine Mantelfläche des Rotationsförderers;
  • 6 eine Draufsicht auf ein flächiges Element zur Illustration der Bildnahme durch die Teilvorrichtung;
  • 7 eine schematische Querschnittsansicht durch einen Rotationsförderer;
  • 8 einen Teil einer Inspektionsvorrichtung in einem Längsschnitt durch einen Rotationsförderer in einer weiteren Ausführungsform; und
  • 9 die Teilvorrichtung gemäß 8 in einer Draufsicht auf eine Mantelfläche des Rotationsförderers.
The invention is explained below using preferred embodiments with reference to the attached figures. This shows
  • 1 a schematic view of a machine for producing battery cells in detail;
  • 2 a schematic view of a machine for producing battery cells in one 1 subsequent excerpt;
  • 3 a schematic cross section through a flat element in the form of a monocell,
  • 4 a part of an inspection device in a longitudinal section through a rotary conveyor;
  • 5 the sub-device according to 4 in a top view of a lateral surface of the rotary conveyor;
  • 6 a top view of a flat element to illustrate the image capture by the sub-device;
  • 7 a schematic cross-sectional view through a rotary conveyor;
  • 8th a part of an inspection device in a longitudinal section through a rotary conveyor in a further embodiment; and
  • 9 the sub-device according to 8th in a top view of a lateral surface of the rotary conveyor.

Eine Maschine 13 zur Herstellung von Batteriezellen ist in Ausschnitten in 1 und 2 gezeigt. Die Maschine 13 umfasst einen Zuführabschnitt 23 zum Zuführen von Ausgangsmaterialien, nämlich endlose Separatorbahnen 81, 83 sowie endlose Elektrodenbahnen 82, 84, zu nachfolgenden Maschinenabschnitten 24, 14.A machine 13 for producing battery cells is shown in sections 1 and 2 shown. The machine 13 includes a feed section 23 for feeding starting materials, namely endless separator tracks 81, 83 and endless electrode tracks 82, 84, to subsequent machine sections 24, 14.

Der Zuführabschnitt 23 umfasst einen Elektrodenzuführabschnitt 24 zum Erzeugen und Zuführen von einzelnen Elektrodenblättern oder Elektroden aus den Elektrodenbahnen 82, 84. Der Elektrodenzuführabschnitt 24 weist eine erste Elektrodenherstellvorrichtung 19 zum Herstellen von ersten Elektroden, beispielsweise Kathoden, und eine zweite Elektrodenherstellvorrichtung 18 zum Herstellen von zweiten Elektroden, beispielsweise Anoden, auf.The feeding section 23 includes an electrode feeding section 24 for producing and feeding individual electrode sheets or electrodes from the electrode tracks 82, 84. The electrode feeding section 24 has a first electrode manufacturing device 19 for producing first electrodes, for example cathodes, and a second electrode manufacturing device 18 for producing second electrodes , for example anodes.

Die Elektrodenherstellvorrichtungen 18, 19 weisen jeweils einen rotierenden Schneidapparat 20 zum Zerschneiden der zugführten Elektrodenbahn 82, 84 in einzelne Elektroden auf. Der Schneidapparat 20 umfasst jeweils eine Messerwelle 21 und eine Schneidtrommel 22. Die Messerwelle 21 ist entlang ihres Umfangs mit Messern bestückt, die in Nuten der Schneidtrommel 22 eingreifen, um die Elektrodenbahn 82, 84 zu schneiden. Stromabwärts von dem Schneidapparat 20 kann eine Teilungsänderungstrommel 26 vorgesehen sein, die dazu dient, die geschnittenen Elektroden mit einem Abstand zueinander in Längsrichtung zu versehen.The electrode manufacturing devices 18, 19 each have a rotating cutting apparatus 20 for cutting the pulled electrode track 82, 84 into individual electrodes. The cutting apparatus 20 each comprises a knife shaft 21 and a cutting drum 22. The knife shaft 21 is equipped with knives along its circumference, which engage in grooves in the cutting drum 22 in order to cut the electrode web 82, 84. A pitch changing drum 26 may be provided downstream of the cutting apparatus 20, which serves to provide the cut electrodes with a distance from one another in the longitudinal direction.

Des Weiteren umfasst jede Elektrodenherstellvorrichtung 18, 19 eine Übergabeeinrichtung 27, um die geschnittenen Elektroden an eine nachfolgende Fördereinrichtung 14 zu übergeben. Die Fördereinrichtung 14 ist beispielsweise als Bandförderer ausgebildet und weist vorteilhaft ein Fördermittel 16, insbesondere ein endlos umlaufendes Förderband auf. Die Fördereinrichtung 14 kann auch als Fördertrommel ausgebildet sein.Furthermore, each electrode manufacturing device 18, 19 includes a transfer device 27 in order to transfer the cut electrodes to a subsequent conveyor device 14. The conveying device 14 is designed, for example, as a belt conveyor and advantageously has a conveying means 16, in particular an endlessly rotating conveyor belt. The conveyor device 14 can also be designed as a conveyor drum.

Die Übergabeeinrichtung 27 umfasst jeweils eine Übergabetrommel 28 und eine Führungseinrichtung, die ein um die Übergabetrommel 28 und eine Hilfswalze 17 endlos umlaufendes Führungsband 15 umfasst. Die Übergabetrommel 28 übernimmt die Elektroden von einer vorgeordneten Trommel, hier der Teilungsänderungstrommel 26, und legt diese auf das Fördermittel 16 der Fördereinrichtung 14. Auf dem Fördermittel 16 werden die Elektroden von links nach rechts in 1 gefördert, wobei das Führungsband 15 über dem Fördermittel 16 verläuft, so dass die Elektroden zwischen dem Fördermittel 16 und dem Führungsband 15 geführt werden. Zunächst werden die von der ersten Elektrodenherstellvorrichtung 19 hergestellten ersten Elektroden mittels der entsprechenden Übergabevorrichtung 27 auf dem Fördermittel 16 abgelegt. Anschließend wird unmittelbar hinter der Hilfswalze 17 die erste Separatorbahn 83 mittels einer Umlenkwalze 32 über die ersten Elektroden auf das Fördermittel 16 aufgelegt. Sodann werden die von der zweiten Elektrodenherstellvorrichtung 18 hergestellten zweiten Elektroden mittels der entsprechenden Übergabevorrichtung 27 auf dem Fördermittel 16 abgelegt, wobei jeweils eine zweite Elektrode positionsgenau über einer ersten Elektrode positioniert wird. Anschließend wird unmittelbar hinter der entsprechenden Hilfswalze 17 die weitere Separatorbahn 81 mittels einer Umlenkwalze 33 über die zweiten Elektroden auf das Fördermittel 16 aufgelegt.The transfer device 27 each includes a transfer drum 28 and a guide device, which includes a guide belt 15 that runs endlessly around the transfer drum 28 and an auxiliary roller 17. The transfer drum 28 takes the electrodes from an upstream drum, here the pitch changing drum 26, and places them on the conveyor 16 of the conveyor 14. The electrodes are placed on the conveyor 16 from left to right 1 conveyed, the guide belt 15 running over the conveyor 16, so that the electrodes are guided between the conveyor 16 and the guide belt 15. First, the first electrodes produced by the first electrode manufacturing device 19 are placed on the conveyor 16 by means of the corresponding transfer device 27. Then, immediately behind the auxiliary roller 17, the first separator web 83 is placed on the conveyor 16 via the first electrodes by means of a deflection roller 32. The second electrodes produced by the second electrode manufacturing device 18 are then deposited on the conveyor 16 by means of the corresponding transfer device 27, with a second electrode being positioned precisely above a first electrode. The further separator web 81 is then placed directly behind the corresponding auxiliary roller 17 on the conveyor 16 by means of a deflection roller 33 via the second electrodes.

Die Fördereinrichtung 14 dient demnach zum Übereinanderlegen der Materialien erste Elektrode, erste Separatorbahn 83, zweite Elektrode, weitere Separatorbahn 81, wodurch eine Elektroden-Separator-Materialformation gebildet wird. Die Elektroden-Separator-Materialformation durchläuft anschließend eine Verbindungsvorrichtung 25, beispielsweise eine Laminiervorrichtung mit einer oder mehrerer Laminierwalzen 29 (siehe 2), um die Lagen der Elektroden-Separator-Materialformation miteinander zu verbinden und eine Elektroden-Separator-Verbundbahn 34 zu bilden. Die Verbindungsvorrichtung 25 kann eine der Laminierwalze 29 vorgeordnete Vorwärmvorrichtung 35 zum Vorwärmen der Elektroden-Separator-Materialformation vor dem Laminieren aufweisen. Die Verbindungsvorrichtung 25 kann auch ein oberes Fördermittel 36, insbesondere ein Förderband, aufweisen, so dass die Elektroden-Separator-Materialformation beim Laminieren zwischen dem unteren Fördermittel 16 und dem oberen Fördermittel 36 gehalten ist. Anschließend an die Verbindungsvorrichtung 25 kann eine Kühleinrichtung 39, insbesondere eine Kühltrommel, vorgesehen sein, um von der Verbindungsvorrichtung 25, insbesondere den Laminierwalzen 29, in den Produktionsstrom eingetragene Wärme aus dem Prozess abzuführen. Die Kühleinrichtung 39 ist beispielsweise elektrisch oder mittels Durchleiten eines Kühlmediums kühlbar, um der warmen Verbundbahn 34 gezielt Wärme zu entziehen.The conveyor device 14 is therefore used to superimpose the materials first electrode, first separator web 83, second electrode, further separator web 81, whereby an electrode-separator material formation is formed. The electrode separator material formation then passes through a connecting device 25, for example a laminating device with one or more laminating rollers 29 (see 2 ) to connect the layers of the electrode-separator material formation together and form an electrode-separator composite sheet 34. The connecting device 25 may have a preheating device 35 arranged upstream of the laminating roller 29 for preheating the electrode separator material formation before lamination. The connecting device 25 can also have an upper conveyor 36, in particular a conveyor belt, so that the electrode separator material formation is held between the lower conveyor 16 and the upper conveyor 36 during lamination. Following the connecting device 25, a cooling device 39, in particular a cooling drum, can be provided in order to remove heat from the process that has been introduced into the production stream by the connecting device 25, in particular the laminating rollers 29. The cooling device 39 can be cooled, for example, electrically or by passing a cooling medium through in order to specifically remove heat from the warm composite web 34.

Die Maschine 13 weist eine der Verbindungsvorrichtung 25 nachgeordnete Schneidevorrichtung 37 auf, um die Elektroden-Separator-Verbundbahn 34 in Elektroden-Separator-Verbundelementen, insbesondere Monozellen, zu zerschneiden, und nachgeordnet eine nur schematisch gezeigte Stapelstation 48 zum Stapeln der Elektroden-Separator-Verbundelementen, insbesondere Monozellen, zu einem Zellstapel. Der Maschinenabschnitt zwischen der Verbindungsvorrichtung 25 und der Stapelstation 48 wird im Folgenden als Prüfund Vereinzelungsabschnitt 38 bezeichnet.The machine 13 has a cutting device 37 downstream of the connecting device 25 in order to cut the electrode-separator composite web 34 into electrode-separator composite elements, in particular monocells, and downstream a stacking station 48, shown only schematically, for stacking the electrode-separator composite elements , especially monocells, into a cell stack. The machine section between the connecting device 25 and the stacking station 48 is referred to below as the testing and separating section 38.

Zwischen der Verbindungsvorrichtung 25 und der Schneideinrichtung 37 kann eine vorteilhaft lineare Prüfstrecke 43 vorgesehen sein, die eine oder mehrere Prüfeinrichtungen 44 insbesondere zur Prüfung der Positionen der Anoden und Kathoden in der Verbundbahn 34 aufweist. Es können beispielsweise eine oder mehrere optische Prüfeinrichtungen, etwa eine oder mehrere Kameras, vorgesehen sein. Möglich ist an dieser Stelle, d.h. im Bereich der Prüfstrecke 43, auch eine Abfolge mehrerer Trommeln, auf denen bei Bedarf auch zusätzliche Funktionen realisiert sein können.Between the connecting device 25 and the cutting device 37, an advantageously linear test section 43 can be provided, which has one or more test devices 44, in particular for testing the positions of the anodes and cathodes in the composite web 34. For example, one or more optical testing devices, such as one or more cameras, can be provided. At this point, i.e. in the area of the test section 43, it is also possible to have a sequence of several drums on which additional functions can be implemented if necessary.

Mittels der Schneidevorrichtung 37 wird die Verbundbahn 34 in einzelne Separator-Elektroden-Verbundelemente 91 geschnitten, und zwar vorzugsweise in einem Elektroden-freien Bereich, wodurch Monozellen wie in 3 gezeigt entstehen. Eine Monozelle ist ein Schichtsystem bestehend aus übereinander gelegten Schichten, nämlich einem Separator 92, einer Anode 93, einem weiteren Separator 94 und einer Kathode 95. Zum Aufbau eines Monozellenstapels wird eine Mehr- oder Vielzahl dieser Monozellen übereinander gestapelt und mit einer Abschlusszelle abgeschlossen. Der Zellenstapel dient insbesondere zum Aufbau eines nicht gezeigten elektrochemischen und/oder galvanischen Akkumulators, beispielsweise eines Lithium-Ionen-Akkus. Die Elektroden 93, 95 bestehen aus typischen Elektrodenmaterialien einer elektrochemischen und/oder galvanischen Akkumulatorzelle. Im Falle einer Lithium-Ionen-Zelle enthalten die Elektroden beispielsweise Lithium-Ionen. Die Separatoren dienen zur elektrischen Isolierung der Elektroden voneinander und bestehen beispielsweise aus einer Kunststofffolie, etwa aus einem thermoplastischen Material.By means of the cutting device 37, the composite web 34 is cut into individual separator-electrode composite elements 91, preferably in an electrode-free area, whereby monocells as in 3 shown arise. A monocell is a layer system consisting of layers placed one on top of the other, namely a separator 92, an anode 93, a further separator 94 and a cathode 95. To build a monocell stack, a plurality of cells is used These mono cells are stacked on top of each other and closed off with a final cell. The cell stack is used in particular to build an electrochemical and/or galvanic battery (not shown), for example a lithium-ion battery. The electrodes 93, 95 consist of typical electrode materials of an electrochemical and/or galvanic battery cell. In the case of a lithium-ion cell, the electrodes contain, for example, lithium ions. The separators serve to electrically isolate the electrodes from each other and consist, for example, of a plastic film, such as a thermoplastic material.

Die Schneidvorrichtung 37 ist vorteilhaft gleichartig aufgebaut wie die Schneidapparate 20, 20' und umfasst vorzugsweise eine Schneidtrommel 45 mit Nuten, über die die Verbundbahn 34 geführt wird, und eine Messerwalze 46 mit Messern, die tangential zu der Schneidtrommel 45 und durch Eingreifen der Messer in die Nuten infolge der koordinierten Rotation beider Trommeln 45, 46 die Verbundbahn 34 schneidet.The cutting device 37 is advantageously constructed in the same way as the cutting devices 20, 20 'and preferably comprises a cutting drum 45 with grooves over which the composite web 34 is guided, and a knife roller 46 with knives which are tangential to the cutting drum 45 and by engaging the knives in the grooves cut the composite web 34 as a result of the coordinated rotation of both drums 45, 46.

Der Prüf- und Vereinzelungsabschnitt 38 umfasst vorzugsweise einen nachfolgenden Rotationsförderer 47, beispielsweise ein Prüftrommel, an der mittels einer entsprechenden Prüfeinrichtung elektrische Eigenschaften der einzelnen Verbundelemente 91 oder Monozellen gemessen werden können. Beispielsweise kann eine Prüfung der geometrischen Form der Elektroden 93, 95 und/oder des elektrischen Widerstands der Verbundelemente 91 durchgeführt werden.The testing and separating section 38 preferably includes a subsequent rotary conveyor 47, for example a testing drum, on which electrical properties of the individual composite elements 91 or monocells can be measured using a corresponding testing device. For example, a test of the geometric shape of the electrodes 93, 95 and/or the electrical resistance of the composite elements 91 can be carried out.

Anschließend an den Rotationsförderer 47 kann ein weiterer Rotationsförderer 49, beispielsweise eine Transporttrommel, vorgesehen sein. Ein nachfolgendes, in den Figuren nicht gezeigtes Trommelsystem einer Stapelstation 48 dient zum Stapeln der Verbundelemente 91 oder Monozellen zu einem Monozellenstapel.Following the rotary conveyor 47, a further rotary conveyor 49, for example a transport drum, can be provided. A subsequent drum system of a stacking station 48, not shown in the figures, is used to stack the composite elements 91 or monocells to form a monocell stack.

Eine Inspektionsanordnung mit einer Inspektionsvorrichtung 10 zur Inspektion, insbesondere zur Geometrievermessung und/oder zur Oberflächenprüfung, von flächigen Elementen 50, hier von Verbundelementen 91 oder Monozellen, ist in 2 gezeigt. Die Fördervorrichtung 40 wird in dieser Ausführungsform von Rotationsförderern 47, 49 gebildet. Ein erster Teil 56 der Inspektionsvorrichtung 10 umfasst mindestens eine Kamera 11 und ist in einer Messbeziehung zu einem ersten Förderteil 59 der Fördervorrichtung 40, insbesondere einem Rotationsförderer 47, angeordnet. Ein zweiter Teil 57 der Inspektionsvorrichtung 10 umfasst mindestens eine Kamera 11 und ist in einer Messbeziehung zu einem zweiten Förderteil 62 der Fördervorrichtung 40, insbesondere einem Rotationsförderer 49, angeordnet.An inspection arrangement with an inspection device 10 for inspection, in particular for geometry measurement and/or surface testing, of flat elements 50, here composite elements 91 or monocells, is in 2 shown. In this embodiment, the conveyor device 40 is formed by rotary conveyors 47, 49. A first part 56 of the inspection device 10 comprises at least one camera 11 and is arranged in a measuring relationship to a first conveying part 59 of the conveying device 40, in particular a rotary conveyor 47. A second part 57 of the inspection device 10 comprises at least one camera 11 and is arranged in a measuring relationship to a second conveying part 62 of the conveying device 40, in particular a rotary conveyor 49.

Die Teile 56, 57 der Inspektionsvorrichtung 10 sind so angeordnet, dass sie entgegengesetzte Oberflächen 63, 64 (siehe 3) des flächigen Elements 50, hier des Verbundelements 91, inspizieren können. Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werde, dass die Teile 56, 57 der Inspektionsvorrichtung 10 in Messbeziehung zu unmittelbar aufeinander folgenden Rotationsförderern 47, 49 angeordnet sind, wie in 2, wodurch ein Wenden des flächigen Elements 50 von einem Rotationsförderer 47 zu dem unmittelbar darauf folgenden Rotationsförderer 49 erfolgt. Auch Ausführungsformen mit einer geraden Anzahl von zwischen den Rotationsförderern 47, 49 angeordneten weiteren Rotationsförderern, und/oder einem oder mehreren zwischen den Rotationsförderern 47, 49 angeordneten Linearförderern, welche die Orientierung des flächigen Elements nicht ändern, sind denkbar.The parts 56, 57 of the inspection device 10 are arranged so that they have opposite surfaces 63, 64 (see 3 ) of the flat element 50, here the composite element 91, can be inspected. This can be advantageously achieved in that the parts 56, 57 of the inspection device 10 are arranged in measuring relation to immediately successive rotary conveyors 47, 49, as in 2 , whereby the flat element 50 is turned from a rotary conveyor 47 to the immediately following rotary conveyor 49. Embodiments with an even number of further rotary conveyors arranged between the rotary conveyors 47, 49, and/or one or more linear conveyors arranged between the rotary conveyors 47, 49, which do not change the orientation of the flat element, are also conceivable.

Aufgrund der Erfassung beider entgegengesetzten Oberflächen 63, 64 des flächigen Elements 50 ist eine vollständige Inspektion des gesamten flächigen Elements 50 vorteilhaft möglich, was die Erkennung von Verschmutzungen, Fehlern, Fremdkörpern und sonstigen Anomalien der flächigen Elemente, wie etwa Randabplatzungen, Löcher, Risse und Kratzer, auf der gesamten Oberfläche des flächigen Elements 50 ermöglicht.Due to the detection of both opposite surfaces 63, 64 of the flat element 50, a complete inspection of the entire flat element 50 is advantageously possible, which enables the detection of dirt, defects, foreign bodies and other anomalies of the flat elements, such as edge chips, holes, cracks and scratches , on the entire surface of the flat element 50.

Die Anordnung der Inspektionsvorrichtung 10 ist nicht auf die in 2 gezeigte Anordnung in Messbeziehung zu den Rotationsförderern 47, 49 beschränkt. Beispielsweise könnte der erste Teil 56 der Inspektionsvorrichtung 10 in Messbeziehung zu einem Rotationsförderer der Schneidevorrichtung 37, beispielsweise der Schneidtrommel 45, und der zweite Teil 57 der Inspektionsvorrichtung 10 in Messbeziehung zu einem unmittelbar nachfolgenden Rotationsförderer 47 angeordnet sein.The arrangement of the inspection device 10 is not based on that in 2 The arrangement shown is limited in measuring relationship to the rotary conveyors 47, 49. For example, the first part 56 of the inspection device 10 could be arranged in measuring relation to a rotary conveyor of the cutting device 37, for example the cutting drum 45, and the second part 57 of the inspection device 10 could be arranged in measuring relation to an immediately following rotary conveyor 47.

Auch eine Anordnung der Inspektionsvorrichtung 10 im Bereich vor der Schneidevorrichtung 37, beispielsweise im Bereich der linearen Prüfstrecke 43, ist möglich. In diesem Fall erfolgt die Messung an den noch nicht vereinzelten Verbundelementen 91 in der Verbundbahn 34. Der erste Teil 56 und der zweite Teil 57 der Inspektionsvorrichtung 10 sind in diesem Fall an entgegengesetzten Seiten der Verbundbahn 34 angeordnet.It is also possible to arrange the inspection device 10 in the area in front of the cutting device 37, for example in the area of the linear test section 43. In this case, the measurement is carried out on the composite elements 91 in the composite web 34 that have not yet been separated. The first part 56 and the second part 57 of the inspection device 10 are arranged on opposite sides of the composite web 34 in this case.

Die Inspektionsvorrichtung 10 kann auch zur Vermessung der Geometrie eines flächigen Elements 50, oder einzelner Schichten darin, beispielsweise der Elektrodenblätter 93, 95 in dem Verbundelement 91, dienen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Inspektionsvorrichtung 10, die zur besonders zur Geometrievermessung, alternativ oder zusätzlich auch zur Oberflächeninspektion eines flächigen Elements 50 geeignet sind, werden im Folgenden anhand der 4 bis 9 erläutert.The inspection device 10 can also be used to measure the geometry of a flat element 50 or individual layers therein, for example the electrode sheets 93, 95 in the composite element 91. Advantageous embodiments of the inspection device 10, which are particularly suitable for geometry measurement, alternatively or additionally are also suitable for the surface inspection of a flat element 50, are explained below using the 4 until 9 explained.

Die Vermessung der Geometrie eines flächigen Elements 50 umfasst insbesondere die Bestimmung der Kontur 51 des flächigen Elements 50, oder einzelner Schichten 93, 95 darin, in einer Draufsicht auf die flächige Erstreckung, wie beispielsweise in 5. Diese Kontur 51 ist beispielsweise im Wesentlichen rechteckig und weist in Förderrichtung eine Vorderkante 54, eine Hinterkante 55 und zwei Seitenkanten 53 auf. An einem Elektrodenblatt 93, 95 kann insbesondere seitlich eine Ableiterfahne 52 vorgesehen sein, die dazu dient, sämtliche Kathoden und sämtliche Anoden im fertigen Zellstapeln jeweils untereinander elektrisch zu verbinden.The measurement of the geometry of a flat element 50 includes in particular the determination of the contour 51 of the flat element 50, or individual layers 93, 95 therein, in a top view of the flat extension, such as in 5 . This contour 51 is, for example, essentially rectangular and has a front edge 54, a rear edge 55 and two side edges 53 in the conveying direction. On an electrode sheet 93, 95, a conductor lug 52 can be provided, in particular on the side, which serves to electrically connect all cathodes and all anodes in the finished cell stack to one another.

Zur Vermessung der Geometrie des flächigen Elements 50 weist jeder Teil 56, 57 der Inspektionsvorrichtung 10 mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei Kameras 11 auf, die mit Blickrichtung auf das entsprechende Förderteil 59, 62 der Fördervorrichtung 40 angeordnet sind. Im Folgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine vorteilhafte Ausführungsform des ersten Teils 56 der Inspektionsvorrichtung 10 mit Bezug zu dem ersten Förderteil 59 (Rotationsförderer 47) der Fördervorrichtung 40 betrachtet und anhand der 4 bis 9 erläutert. Die entsprechenden Ausführungen lassen sich ohne weiteres auf den zweiten Teil 57 der Inspektionsvorrichtung 10 mit Bezug zu dem zweiten Förderteil 62 der Fördervorrichtung 40 übertragen.To measure the geometry of the flat element 50, each part 56, 57 of the inspection device 10 has at least one, preferably at least two cameras 11, which are arranged facing the corresponding conveying part 59, 62 of the conveying device 40. Below, without limiting generality, an advantageous embodiment of the first part 56 of the inspection device 10 will be considered with reference to the first conveying part 59 (rotary conveyor 47) of the conveying device 40 and based on 4 until 9 explained. The corresponding statements can easily be transferred to the second part 57 of the inspection device 10 with reference to the second conveying part 62 of the conveying device 40.

Wenn das erste Förderteil 59 der Fördervorrichtung 40 ein Rotationsförderer 47 ist, wie in 2, ist die mindestens eine Kamera 11 mit Blickrichtung auf eine Mantelfläche 41 des Rotationsförderers 47, vorzugsweise mit einer radialen Blickrichtung bezogen auf die Rotationsachse R, angeordnet sind. Mit Bezug auf die zu der Rotationsachse R senkrechte Mittelebene M des Rotationsförderers 47 sind vorzugsweise mehrere, hier zwei, Kameras 11 seitlich versetzt angeordnet. Vorteilhaft ist auf beiden Seiten der Mittelebene M des Rotationsförderers 47 jeweils mindestens eine Kamera 11 angeordnet. Vorzugsweise ist jede Kamera 11 zur Erfassung eines Bereichs um jeweils eine Seitenkante 53 des flächigen Elements 50 eingerichtet und angeordnet. Falls das flächige Element 50, oder eine Schicht darin, eine seitliche Ableiterfahne 52 aufweist, ist eine Kamera 11 zur vollständigen Erfassung der Ableiterfahne 52 eingerichtet und angeordnet.If the first conveying part 59 of the conveying device 40 is a rotary conveyor 47, as in 2 , the at least one camera 11 is arranged with a viewing direction onto a lateral surface 41 of the rotary conveyor 47, preferably with a radial viewing direction based on the rotation axis R. With respect to the central plane M of the rotary conveyor 47, which is perpendicular to the axis of rotation R, several, here two, cameras 11 are preferably arranged laterally offset. At least one camera 11 is advantageously arranged on both sides of the central plane M of the rotary conveyor 47. Each camera 11 is preferably set up and arranged to capture an area around a side edge 53 of the flat element 50. If the flat element 50, or a layer therein, has a lateral arrester lug 52, a camera 11 is set up and arranged to completely capture the arrester lug 52.

Die oder jede der beiden Kameras 11 ist zur Erfassung eines streifen- oder zeilenförmigen Einzelbildes 30 eingerichtet. Die Längserstreckung des Einzelbildes 30 verläuft senkrecht zu der Förderrichtung F oder senkrecht zu der Mittelebene M des Rotationsförderers 47. Die Länge L jedes Einzelbildes 30 ergibt sich aus der Forderung, dass ein ausreichend großer Bereich um die jeweilige Seitenkante 53 oder um die Ableiterfahne 52 von der Kamera 11 erfassbar ist. Die Breite b jedes Einzelbildes 30 ist vorzugsweise signifikant kleiner als die Breite B eines flächigen Elements 50, wenn aufgrund der Krümmung des Mantels 41 des Rotationsförderers 47 bei gegebener Tiefenschärfe d der Kamera 11 ein scharfes Bild des flächigen Elements 50 über dessen gesamte Breite nicht erzielbar ist. Dies wird im Folgenden noch genauer erläutert.The or each of the two cameras 11 is set up to capture a strip-shaped or line-shaped individual image 30. The longitudinal extent of the individual image 30 runs perpendicular to the conveying direction F or perpendicular to the central plane M of the rotary conveyor 47. The length L of each individual image 30 results from the requirement that a sufficiently large area around the respective side edge 53 or around the arrester tab 52 from the Camera 11 can be detected. The width b of each individual image 30 is preferably significantly smaller than the width B of a flat element 50 if, due to the curvature of the jacket 41 of the rotary conveyor 47, a sharp image of the flat element 50 over its entire width cannot be achieved at a given depth of field d of the camera 11 . This will be explained in more detail below.

Infolge der Rotation des Rotationsförderers 40 um die Rotationsachse R können sukzessive vergleichsweise schmale Einzelbilder 30 mit den Kameras 11 aufgenommen werden. Die Bildnahme wird in Abhängigkeit der Rotationsposition des Rotationsförderers 47, die beispielsweise von einem positionsgeregelten Antrieb des Rotationsförderers 47 bekannt sein kann, oder in Abhängigkeit eines Maschinentakts von einer elektronische Auswerteeinheit 60 (siehe 5) gesteuert.As a result of the rotation of the rotary conveyor 40 about the axis of rotation R, comparatively narrow individual images 30 can be successively recorded with the cameras 11. The image is taken depending on the rotational position of the rotary conveyor 47, which can be known, for example, from a position-controlled drive of the rotary conveyor 47, or depending on a machine cycle from an electronic evaluation unit 60 (see 5 ) controlled.

In der elektronische Auswerteeinheit 60 erfolgt eine Bildverarbeitung der von den Kameras 11 übermittelten Einzelbildern 30. Dabei werden die einem flächigen Element 50 entsprechenden Einzelbilder 30 einer Kamera 11 zu einem Gesamtbild 31 zusammengefasst, siehe 6. Auf diese Weise kann ein vollständiges Bild im Bereich beider Seitenkanten 53 des flächigen Elements 50 einschließlich der Ableiterfahne 52 erhalten werden.Image processing of the individual images 30 transmitted by the cameras 11 takes place in the electronic evaluation unit 60. The individual images 30 of a camera 11 corresponding to a flat element 50 are combined to form an overall image 31, see 6 . In this way, a complete image can be obtained in the area of both side edges 53 of the flat element 50 including the arrester tab 52.

In 6 sind die von einer Kamera 11 aufgenommenen Einzelbilder 30 der Übersichtlichkeit wegen mit einem geringen Abstand zueinander abgebildet. Die Einzelbilder 30 können aber von einer Kamera 11 auch mit einer Überlappung in der Förderrichtung F, oder abstandslos aneinander angrenzend, aufgenommen werden.In 6 For the sake of clarity, the individual images 30 recorded by a camera 11 are shown at a small distance from one another. However, the individual images 30 can also be recorded by a camera 11 with an overlap in the conveying direction F, or adjacent to one another without a gap.

Aus dem oder den Gesamtbildern 30 kann per Bildverarbeitung in der elektronische Auswerteeinheit 60 die Kontur 51 des flächigen Elements 50, oder einer Schicht 93, 95 darin, bestimmt werden. Die Kontur im mittleren Bereich des flächigen Elements 50 kann dabei mit hoher Genauigkeit interpoliert werden, so dass eine Bildnahme im mittleren Bereich des flächigen Elements 50 nicht erforderlich ist.The contour 51 of the flat element 50, or a layer 93, 95 therein, can be determined from the overall image or images 30 by image processing in the electronic evaluation unit 60. The contour in the central region of the flat element 50 can be interpolated with high precision, so that an image acquisition in the central region of the flat element 50 is not necessary.

Die Bemessung der Breite b eines Einzelbildes 30 wird im Folgenden anhand von 7 erläutert. Diese zeigt einen Querschnitt durch den beispielsweise zylindrischen Rotationsförderer 47 in einem Ausschnitt. Der Rotationsförderer 47 hat einen Radius r. Die Kamera 11 hat eine Tiefenschärfe d. Dann ergibt sich die maximale Breite b eines Einzelbildes 30 zu b = 2·√(r2-(r-d)2). Wenn die Breite des Einzelbildes 30 kleiner oder gleich b gewählt wird, kann trotz der Krümmung des Rotationsförderer 47 im Querschnitt eine hohe Schärfe des Gesamtbildes 31 über die gesamte Breite B des flächigen Elements 50 erreicht werden. Selbstverständlich kommt es für diese Überlegung auf die Breite eines Einzelbildes 30 im Gesamtbild 31 an. D.h. die Aufnahme eines Einzelbildes mit Breite > b ist möglich; anschließend kann per Bildverarbeitung ein oder mehrere Randstreifen des aufgenommenen Einzelbildes abgeschnitten werden, um die Bedingung: Breite des Einzelbildes 30 ≤ b zu erfüllen. The dimensioning of the width b of an individual image 30 is based on below 7 explained. This shows a cross section through the, for example, cylindrical rotary conveyor 47 in a detail. The rotary conveyor 47 has a radius r. The camera 11 has a depth of field d. The maximum width b of an individual image 30 then results in b = 2·√(r 2 -(rd) 2 ). If the width of the Individual image 30 is chosen to be less than or equal to b, despite the curvature of the rotary conveyor 47 in cross section, a high sharpness of the overall image 31 can be achieved over the entire width B of the flat element 50. Of course, the width of an individual image 30 in the overall image 31 is important for this consideration. This means that it is possible to record a single image with a width >b; Subsequently, one or more edge strips of the recorded individual image can be cut off using image processing in order to fulfill the condition: width of the individual image 30 ≤ b.

Die Kamera 11 kann beispielsweise eine Zeilenkamera oder eine Matrixkamera sein. Der lichtempfindliche Sensor der Kamera 11 kann zeilen- oder streifenfömig sein. Der lichtempfindliche Sensor der Kamera 11 kann aber auch eine andere Form haben. In diesem Fall kann ein beispielsweise streifen- oder zeilenförmiges Einzelbild 30 per Bildverarbeitung aus einem größeren aufgenommenen Bild ausgeschnitten werden.The camera 11 can be, for example, a line camera or a matrix camera. The light-sensitive sensor of the camera 11 can be line-shaped or strip-shaped. The light-sensitive sensor of the camera 11 can also have a different shape. In this case, a strip-shaped or line-shaped individual image 30, for example, can be cut out of a larger recorded image using image processing.

Vorteilhaft weist die Inspektionsanordnung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 70 zur Beleuchtung mindestens eines Messfeldes der Inspektionsvorrichtung 10 auf. Vorzugsweise sind mindestens zwei Beleuchtungseinrichtungen 70 vorgesehen, wobei jede Beleuchtungseinrichtung 70 zum Beleuchten eines Messfeldes einer Kamera 11 eingerichtet ist. Die Beleuchtungseinrichtung 70 ist daher so angeordnet und eingerichtet, dass ein von der Beleuchtungseinrichtung 70 erzeugter Lichtstrahl 71, gegebenenfalls nach Umlenkung, auf ein von der Fördervorrichtung 40 durch das Blickfeld der Kamera 11 gefördertes flächiges Element 50 fällt, um das flächige Element 50 zu beleuchten. Aufgrund der Beleuchtung durch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 70 kann die Qualität der von der entsprechenden Kamera 11 aufgenommenen Bilder signifikant verbessert werden.The inspection arrangement advantageously has at least one lighting device 70 for illuminating at least one measuring field of the inspection device 10. Preferably, at least two lighting devices 70 are provided, each lighting device 70 being set up to illuminate a measuring field of a camera 11. The lighting device 70 is therefore arranged and set up in such a way that a light beam 71 generated by the lighting device 70, if necessary after deflection, falls on a flat element 50 conveyed by the conveying device 40 through the field of view of the camera 11 in order to illuminate the flat element 50. Due to the illumination by the at least one lighting device 70, the quality of the images recorded by the corresponding camera 11 can be significantly improved.

Jede Beleuchtungseinrichtung 70 weist eine Lichtquelle 72 zur Erzeugung der Lichtstrahlen 71 auf. Die Lichtquelle 72 kann beispielsweise eine LED-Lichtquelle sein, insbesondere in Form einer LED-Zeile oder einer LED-Matrix.Each lighting device 70 has a light source 72 for generating the light beams 71. The light source 72 can be, for example, an LED light source, in particular in the form of an LED line or an LED matrix.

In der vorteilhaften Ausführungsform gemäß den 4 und 5 ist eine koaxiale Beleuchtungseinrichtung 70 vorgesehen. Dies bedeutet, dass der auf das flächige Element 50 oder auf die Mantelfläche des Rotationsförderers 47, 49 einfallende Lichtstrahl koaxial oder parallel zu der Blickrichtung oder der optischen Achse 12 der Kamera 11 verläuft. Dies wird mittels eines Strahlteilers 73 erreicht, die den von der Lichtquelle 72 erzeugten, beispielsweise seitlich einfallenden Lichtstrahl 71 um beispielsweise 90° umlenkt, so dass der umgelenkte Lichtstrahl 71 dann parallel zu der optische Achse 12 der Kamera 11 verläuft. Die optische Achse 12 der Kamera 11 verläuft durch den Strahlteiler 73, wie in 1 gezeigt. Die koaxiale Beleuchtungseinrichtung 70 kann einen zwischen der Lichtquelle 72 und dem Strahlteiler 73 angeordneten Diffusor aufweisen, um das von einzelnen Lichterzeugungselementen, beispielsweise LEDs, in der Lichtquelle 72 erzeugte Lichtmuster zu vereinheitlichen oder zu vergleichmäßigen. Jeweils eine Kamera 11 und eine zugeordnete Beleuchtungseinrichtung 70 kann vorteilhaft in einer baulichen Einheit zu einer Vermessungseinheit zusammengefasst sein.In the advantageous embodiment according to 4 and 5 a coaxial lighting device 70 is provided. This means that the light beam incident on the flat element 50 or on the lateral surface of the rotary conveyor 47, 49 runs coaxially or parallel to the viewing direction or the optical axis 12 of the camera 11. This is achieved by means of a beam splitter 73, which deflects the light beam 71 generated by the light source 72, for example from the side, by, for example, 90°, so that the deflected light beam 71 then runs parallel to the optical axis 12 of the camera 11. The optical axis 12 of the camera 11 runs through the beam splitter 73, as in 1 shown. The coaxial illumination device 70 may have a diffuser arranged between the light source 72 and the beam splitter 73 in order to unify or even out the light pattern generated by individual light generating elements, for example LEDs, in the light source 72. Each camera 11 and an associated lighting device 70 can advantageously be combined in a structural unit to form a measuring unit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß den 8 und 9 ist die Beleuchtungseinrichtung 70 zur Erzeugung eines schräg auf die Mantelfläche 41 des Rotationsförderers 47, 49 oder auf das flächige Element 50 einfallenden Lichtstrahls 71 eingerichtet. In dieser Ausführungsform ist ein Strahlteiler 73 entbehrlich.In a further advantageous embodiment according to 8th and 9 the lighting device 70 is set up to generate a light beam 71 incident obliquely onto the lateral surface 41 of the rotary conveyor 47, 49 or onto the flat element 50. In this embodiment, a beam splitter 73 is unnecessary.

Zur Vermeidung von Schattenbildung durch Unebenheiten des flächigen Elements 50 sind vorzugsweise auf jeder Seite des Rotationsförderers 44, 49 oder des flächigen Elements 50 drei Lichtquellen 72 vorgesehen (siehe 9), wobei eine Lichtquelle 72 von schräg vorne, d.h. von der Vorderkante 54 her, eine Lichtquelle 72 von schräg hinten, d.h. von der Hinterkante 55 her, und eine weitere Lichtquelle 72 von der jeweiligen Seitenkante 53 her jeweils schräg einstrahlt.To avoid the formation of shadows due to unevenness of the flat element 50, three light sources 72 are preferably provided on each side of the rotary conveyor 44, 49 or the flat element 50 (see 9 ), whereby a light source 72 shines obliquely from the front, ie from the front edge 54, a light source 72 shines obliquely from the rear, ie from the rear edge 55, and a further light source 72 shines obliquely from the respective side edge 53.

Bei einem Verbundelement 91 ist in der Regel eine Elektrode (Anode 93 in 3) nach außen durch eine Separator 92 abgedeckt. Die Beleuchtungseinrichtung 70, die dem entsprechenden Teil 57 der Inspektionsvorrichtung 10 zugeordnet ist, der zur Messung der Oberfläche 63 mit nach außen gerichtetem Separator 92 angeordnet ist, ist daher vorzugsweise zur Erzeugung von Licht mit einer Wellenlänge auf, das eine hohe Transmission durch die Separatorfolie 92 aufweist, um diese möglichst störungsfrei durchleuchten zu können. In dieser Hinsicht besonders geeignet ist rotes Licht, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 1100 nm, vorzugsweise zwischen 650 nm und 950 nm, weiter vorzugsweise zwischen 700 nm und 800 nm. Auch die Verwendung von polarisiertem Licht, ggf. mit einem Sperrfilter oder Polarisationsanalysator, kann vorteilhaft sein.In a composite element 91 there is usually an electrode (anode 93 in 3 ) covered to the outside by a separator 92. The lighting device 70, which is assigned to the corresponding part 57 of the inspection device 10, which is arranged for measuring the surface 63 with the separator 92 directed outwards, is therefore preferably used to generate light with a wavelength that has a high transmission through the separator film 92 in order to be able to examine them with as little disruption as possible. Particularly suitable in this regard is red light, in particular with a wavelength between 600 nm and 1100 nm, preferably between 650 nm and 950 nm, more preferably between 700 nm and 800 nm. The use of polarized light, if necessary with a blocking filter or Polarization analyzer, can be beneficial.

Die Inspektionsanordnung ist nicht auf die Inspektion der Elektroden-Separator-Verbundbahn 34, oder daraus geschnittener Elektroden-Separator-Verbundelementen 91, beispielsweise Monozellen, d.h. auf eine Anordnungen nach der Verbindungsvorrichtung 25, beschränkt. In 1 ist beispielsweise eine weitere Ausführungsform einer Inspektionsvorrichtung 10 mit Kameras 11, die auf entgegengesetzten Seiten einer Elektrodenbahn 82 angeordnet sind, gezeigt. Damit ist eine beidseitige Inspektion der Elektrodenbahn 82 möglich, was die Erkennung von Verschmutzungen, Fehlern, Fremdkörpern und sonstigen Anomalien der flächigen Elemente 50, hier der Elektrodenbahn 82, wie etwa Randabplatzungen, Löcher, Risse und Kratzer, auf der gesamten Oberfläche des flächigen Elements 50 ermöglicht. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ eine Inspektionsvorrichtung 10 mit Kameras 11, die auf entgegengesetzten Seiten der anderen Elektrodenbahn 84 angeordnet sind, vorgesehen sein.The inspection arrangement is not limited to the inspection of the electrode-separator composite web 34, or electrode-separator composite elements 91 cut therefrom, for example monocells, ie to an arrangement downstream of the connecting device 25. In 1 is, for example, a further embodiment of an inspection device 10 with cameras 11, which are on opposite sides of an electrode track 82 are arranged, shown. This makes it possible to inspect the electrode track 82 on both sides, which enables the detection of contamination, defects, foreign bodies and other anomalies in the flat elements 50, here the electrode track 82, such as edge chips, holes, cracks and scratches, on the entire surface of the flat element 50 enabled. Of course, an inspection device 10 with cameras 11, which are arranged on opposite sides of the other electrode track 84, can additionally or alternatively be provided.

Auch eine Inspektion einer oder beider Separatorbahnen 81, 83 ist möglich. In 1 ist beispielsweise eine weitere Ausführungsform einer Inspektionsvorrichtung 10 mit einer Kamera 11, die in einer Messbeziehung zu einer Separatorbahn 81, und einer auf der entgegengesetzten Seite der Separatorbahn 81 angeordnete Beleuchtungseinrichtung 70 gezeigt. Diese Inspektionsanordnung 10 misst demnach im Durchlichtverfahren. Damit ist eine beidseitige Inspektion der Separatorbahn 81 möglich, was die Erkennung von Verschmutzungen, Fehlern, Fremdkörpern und sonstigen Anomalien der flächigen Elemente 50, hier der Separatorbahn 81, wie etwa Randabplatzungen, Löcher, Risse und Kratzer, auf der gesamten Oberfläche des flächigen Elements 50 ermöglicht. Die Beleuchtungseinrichtung 70 ist wiederum vorzugsweise zur Erzeugung von Licht mit einer Wellenlänge eingerichtet, das eine hohe Transmission durch die Separatorbahn 81 aufweist, um diese möglichst störungsfrei durchleuchten zu können. In dieser Hinsicht besonders geeignet ist wiederum rotes Licht, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 1100 nm, vorzugsweise zwischen 650 nm und 950 nm, weiter vorzugsweise zwischen 700 nm und 800 nm. Die Verwendung von polarisiertem Licht, ggf. mit einem Sperrfilter oder Polarisationsanalysator, kann auch hier vorteilhaft sein. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ eine Inspektionsvorrichtung 10 mit Kamera 11 und Beleuchtungseinrichtung 70 vorgesehen sein, die auf entgegengesetzten Seiten der anderen Separatorbahn 83 angeordnet sind.An inspection of one or both separator tracks 81, 83 is also possible. In 1 For example, a further embodiment of an inspection device 10 is shown with a camera 11, which is in a measuring relationship to a separator web 81, and an illumination device 70 arranged on the opposite side of the separator web 81. This inspection arrangement 10 therefore measures using the transmitted light method. This makes it possible to inspect the separator web 81 on both sides, which enables the detection of contamination, defects, foreign bodies and other anomalies in the flat elements 50, here the separator web 81, such as edge chips, holes, cracks and scratches, on the entire surface of the flat element 50 enabled. The lighting device 70 is in turn preferably set up to generate light with a wavelength that has a high transmission through the separator web 81 in order to be able to illuminate it with as little interference as possible. Particularly suitable in this regard is red light, in particular with a wavelength between 600 nm and 1100 nm, preferably between 650 nm and 950 nm, more preferably between 700 nm and 800 nm. The use of polarized light, if necessary with a blocking filter or Polarization analyzer can also be advantageous here. Of course, an inspection device 10 with a camera 11 and lighting device 70 can additionally or alternatively be provided, which are arranged on opposite sides of the other separator web 83.

Die in 1 gezeigten Inspektionsvorrichtungen sind demnach in dem Zuführabschnitt 23 der Maschine 13 angeordnet.In the 1 The inspection devices shown are therefore arranged in the feed section 23 of the machine 13.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
InspektionsvorrichtungInspection device
1111
Kameracamera
1212
optische Achseoptical axis
1313
Maschinemachine
1414
FördervorrichtungConveyor device
1515
FührungsbandGuide tape
1616
Fördermittelfunding
1717
HilfswalzeAuxiliary roller
18,1918.19
ElektrodenherstellvorrichtungElectrode manufacturing device
2020
Schneidapparatcutting apparatus
2121
MesserwelleKnife shaft
2222
Schneidtrommelcutting drum
2323
ZuführabschnittFeed section
2424
ElektrodenzuführabschnittElectrode feeding section
2525
VerbindungsvorrichtungConnection device
2626
TeilungsänderungstrommelPitch change drum
2727
ÜbergabeeinrichtungTransfer facility
2828
Übergabetrommeltransfer drum
2929
Laminierwalzelaminating roller
3030
EinzelbildSingle image
3131
GesamtbildOverall picture
32,3332.33
Umlenkwalzedeflection roller
3434
VerbundbahnCompound railway
3535
VorwärmvorrichtungPreheating device
3636
oberes Fördermittelupper conveyor
4040
FördervorrichtungConveyor device
4141
MantelflächeLateral surface
4343
PrüfstreckeTest track
4444
PrüfeinrichtungTest facility
4545
Schneidtrommelcutting drum
4646
MesserwalzeKnife roller
47,4947.49
RotationsfördererRotary conveyor
4848
StapelstationStacking station
5050
flächiges Elementflat element
5151
Konturcontour
5252
AbleiterfahneArrester flag
5353
Seitenkanteside edge
5454
Vorderkanteleading edge
5555
Hinterkantetrailing edge
56, 5756, 57
Teile einer InspektionsvorrichtungParts of an inspection device
59, 6259, 62
Förderteileconveyor parts
6060
elektronische Auswerteeinheitelectronic evaluation unit
63, 6463, 64
Oberflächensurfaces
7070
BeleuchtungseinrichtungLighting device
7171
LichtstrahlRay of light
7272
Lichtquellelight source
7373
StrahlteilerBeam splitter
81,8381.83
SeparatorbahnSeparator track
82,8482.84
ElektrodenbahnElectrode track
9191
VerbundelementComposite element
92,9492.94
SeparatorenSeparators
93,9593.95
ElektrodenElectrodes

Claims (23)

Inspektionsanordnung für die Energiezellen produzierende Industrie, mit mindestens einer Inspektionsvorrichtung (10) zur optischen Inspektion eines in einer Maschine (13) geförderten flächigen Elements (50), und mit einer elektronischen Auswerteeinheit (60), die zu Verarbeitung von der Inspektionsvorrichtung (10) übermittelter Daten eingerichtet ist, wobei mindestens ein erster Teil (56) der Inspektionsvorrichtung (10) in einer Messbeziehung zu einer ersten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements (50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Teil (57) der Inspektionsvorrichtung (10) in einer Messbeziehung zu einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche eines geförderten flächigen Elements (50) angeordnet ist.Inspection arrangement for the energy cell producing industry, with at least one inspection device (10) for the optical inspection of a flat element (50) conveyed in a machine (13), and with an electronic evaluation unit (60), which is transmitted for processing by the inspection device (10). Data is set up, wherein at least a first part (56) of the inspection device (10) is arranged in a measuring relationship to a first surface of a conveyed flat element (50), characterized in that at least a second part (57) of the inspection device (10) is arranged in a measuring relationship to a second surface of a conveyed flat element (50) opposite the first surface. Inspektionsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (56) und der zweite Teil (57) der Inspektionsvorrichtung (10) jeweils eine Kamera (11) umfassen.inspection order Claim 1 , characterized in that the first part (56) and the second part (57) of the inspection device (10) each comprise a camera (11). Inspektionsanordnung nach Anspruch 2, wobei die flächigen Elemente (50) mittels einer Fördervorrichtung (40) gefördert werden, die eine Mehrzahl von Rotationsförderern (47, 49) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kamera (11) in einer Messbeziehung zu einem ersten Rotationsförderer (47) und eine zweite Kamera (11) in einer Messbeziehung zu einem nachfolgenden zweiten Rotationsförderer (49) angeordnet ist.inspection order Claim 2 , wherein the flat elements (50) are conveyed by means of a conveyor device (40) which comprises a plurality of rotary conveyors (47, 49), characterized in that a first camera (11) is in a measuring relationship to a first rotary conveyor (47) and a second camera (11) is arranged in a measuring relationship to a subsequent second rotary conveyor (49). Inspektionsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rotationsförderer (47) und der zweite Rotationsförderer (49) aufeinander folgend oder durch eine gerade Anzahl von Rotationsförderern voneinander getrennt angeordnet sind.inspection order Claim 3 , characterized in that the first rotary conveyor (47) and the second rotary conveyor (49) are arranged one after the other or separated from one another by an even number of rotary conveyors. Inspektionsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (11) zur beidseitigen optischen Oberflächenprüfung des flächigen Elements (50) und die Auswerteeinheit (60) zur Durchführung einer Fehlerdetektion mittels Bildverarbeitung eingerichtet ist.Inspection order according to one of the Claims 2 until 4 , characterized in that the cameras (11) are set up for optical surface inspection of the flat element (50) on both sides and the evaluation unit (60) is set up to carry out error detection using image processing. Inspektionsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das flächige Element (50) ein Elektroden-Separator-Verbundelement (91) ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kamera (11) zur Inspektion einer ersten Elektrode (93) und eine zweite Kamera (11) zur Inspektion einer zweiten Elektrode (95) in dem Elektroden-Separator-Verbundelement (91) eingerichtet ist.Inspection order according to one of the Claims 2 until 5 , wherein the flat element (50) is an electrode-separator composite element (91), characterized in that a first camera (11) for inspecting a first electrode (93) and a second camera (11) for inspecting a second electrode ( 95) is set up in the electrode separator composite element (91). Inspektionsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinheit (60) zur Ermittlung der Lage der ersten Elektrode (93) relativ zu einem Separator (92, 94), der Lage der zweiten Elektrode (95) relativ zu einem Separator (92, 94) und/oder der Relativposition zwischen erster Elektrode (93) und zweiter Elektrode (93) in dem Elektroden-Separator-Verbundelement (91) eingerichtet ist.inspection order Claim 6 , characterized in that the electronic evaluation unit (60) is used to determine the position of the first electrode (93) relative to a separator (92, 94), the position of the second electrode (95) relative to a separator (92, 94) and / or the relative position between the first electrode (93) and the second electrode (93) in the electrode-separator composite element (91). Inspektionsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Inspektionsvorrichtung (10) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einzelbildern (30) entsprechend aufeinander folgender Förderpositionen des flächigen Elements (50) eingerichtet ist, und die Datenverarbeitungseinrichtung (60) zur Erzeugung eines mindestens ein flächiges Element (50) umfassenden Gesamtbildes (31) aus der Mehrzahl von Einzelbildern (30) per Bildverarbeitung eingerichtet ist.Inspection arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the inspection device (10) is set up to record a plurality of individual images (30) corresponding to successive conveying positions of the flat element (50), and the data processing device (60) is set up to generate at least one flat element (50) comprehensive overall image (31) is set up from the plurality of individual images (30) by image processing. Inspektionsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung jedes Einzelbildes (30) entlang der Förderrichtung geringer ist als die Abmessung eines flächigen Elements (50) entlang der Förderrichtung.inspection order Claim 8 , characterized in that the dimension of each individual image (30) along the conveying direction is smaller than the dimension of a flat element (50) along the conveying direction. Inspektionsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite b eines Einzelbildes (30) entlang einer Förderrichtung der als Rotationsförderer (47, 49) ausgebildeten Fördervorrichtung maximal 2·√(r2-(r-d)2) beträgt, wobei r der Radius des Rotationsförderers (47, 49) und d die Tiefenschärfe der Inspektionsvorrichtung (10) ist.inspection order Claim 8 or 9 , characterized in that the width b of an individual image (30) along a conveying direction of the conveying device designed as a rotary conveyor (47, 49) is a maximum of 2*√(r 2 -(rd) 2 ), where r is the radius of the rotary conveyor (47, 49) and d is the depth of field of the inspection device (10). Inspektionsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsanordnung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (70) zur Beleuchtung mindestens eines Messfeldes der Inspektionsvorrichtung (10) aufweist.Inspection arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the inspection arrangement has at least one lighting device (70) for illuminating at least one measuring field of the inspection device (10). Inspektionsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) zur Erzeugung von Licht mit einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 1100 nm, vorzugsweise zwischen 650 nm und 950 nm, weiter vorzugsweise zwischen 700 nm und 800 nm eingerichtet ist.inspection order Claim 11 , characterized in that the lighting device (70) is set up to generate light with a wavelength between 600 nm and 1100 nm, preferably between 650 nm and 950 nm, more preferably between 700 nm and 800 nm. Inspektionsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) zur Erzeugung von polarisiertem Licht eingerichtet ist.inspection order Claim 11 or 12 , characterized in that the lighting device (70) is set up to generate polarized light. Inspektionsanordnung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kamera (11, 11) mindestens eine separate Beleuchtungseinrichtung (70) zugeordnet ist.inspection order Claim 2 and one of the Claims 11 until 13 , characterized in that each camera (11, 11) is assigned at least one separate lighting device (70). Inspektionsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) eine zu einer optischen Achse (12) der Inspektionsvorrichtung (10) koaxiale Strahlachse (71) aufweist.Inspection order according to one of the Claims 11 until 14 , characterized in that the lighting device (70) has a beam axis (71) coaxial with an optical axis (12) of the inspection device (10). Inspektionsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) einen Strahlteiler (73) zur Umlenkung des von einer Lichtquelle (72) erzeugten Lichtstrahls (71) parallel zu der optischen Achse (12) der der Inspektionsvorrichtung (10) aufweist.inspection order Claim 15 , characterized in that the lighting device (70) has a beam splitter (73) for deflecting the light beam (71) generated by a light source (72) parallel to the optical axis (12) of the inspection device (10). Inspektionsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) eine zu einer optischen Achse (12) der Inspektionsvorrichtung (10) schräge Strahlachse (71) aufweist.Inspection order according to one of the Claims 11 until 16 , characterized in that the lighting device (70) has a beam axis (71) which is oblique to an optical axis (12) of the inspection device (10). Inspektionsanordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Kamera (11) eine Mehrzahl von Beleuchtungseinrichtungen (70) zugeordnet ist, die von verschiedenen Seiten mit zu der optischen Achse (12) der Kamera (11) schrägen, wechselseitig nicht-parallelen Strahlachsen das Messfeld der Kamera (11) beleuchten.inspection order Claim 2 and Claim 17 , characterized in that the or each camera (11) is assigned a plurality of lighting devices (70) which provide the measuring field of the camera from different sides with mutually non-parallel beam axes that are oblique to the optical axis (12) of the camera (11). (11) illuminate. Inspektionsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (50) eine Materialbahn (81-84) ist.Inspection arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the flat element (50) is a material web (81-84). Inspektionsanordnung nach Anspruch 19, wobei das flächige Element (50) eine Separatorbahn (81, 83) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (56) der Inspektionsvorrichtung (10) eine Kamera (11) und der zweite Teil (57) der Inspektionsvorrichtung (10) eine Beleuchtungseinrichtung (70) ist, um eine Inspektion der Separatorbahn (81, 83) im Durchlichtverfahren zu ermöglichen.inspection order Claim 19 , wherein the flat element (50) is a separator web (81, 83), characterized in that the first part (56) of the inspection device (10) has a camera (11) and the second part (57) of the inspection device (10) has a Illumination device (70) is to enable inspection of the separator web (81, 83) using the transmitted light method. Maschine (13) der Energiezellen produzierenden Industrie, die zum Fördern von flächigen Elementen (50) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (13) eine Inspektionsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, die in einer Messbeziehung zu den geförderten flächigen Elementen (50) angeordnet ist.Machine (13) in the energy cell producing industry, which is set up to convey flat elements (50), characterized in that the machine (13) has an inspection arrangement according to one of the preceding claims, which is in a measuring relationship to the conveyed flat elements (50 ) is arranged. Maschine (13) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (10) nachfolgend einer Verbindungsvorrichtung (25) der Maschine (13) angeordnet ist.machine (13). Claim 21 , characterized in that the inspection device (10) is arranged downstream of a connecting device (25) of the machine (13). Maschine (13) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (10) in einem Zuführabschnitt (23) der Maschine (13) angeordnet ist.machine (13). Claim 21 or 22 , characterized in that the inspection device (10) is arranged in a feed section (23) of the machine (13).
DE102022205762.7A 2022-06-07 2022-06-07 Inspection order for the energy cell producing industry Pending DE102022205762A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022205762.7A DE102022205762A1 (en) 2022-06-07 2022-06-07 Inspection order for the energy cell producing industry
PCT/EP2023/065109 WO2023237547A1 (en) 2022-06-07 2023-06-06 Inspection assembly for the energy cell-producing industry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022205762.7A DE102022205762A1 (en) 2022-06-07 2022-06-07 Inspection order for the energy cell producing industry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022205762A1 true DE102022205762A1 (en) 2023-12-07

Family

ID=86732619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022205762.7A Pending DE102022205762A1 (en) 2022-06-07 2022-06-07 Inspection order for the energy cell producing industry

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022205762A1 (en)
WO (1) WO2023237547A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022117877A1 (en) 2022-07-18 2024-01-18 Körber Technologies Gmbh Machine for producing electrodes for the energy cell producing industry

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117740828A (en) * 2024-02-20 2024-03-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 Encapsulation detection system and encapsulation detection method for cylindrical battery cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140014037A1 (en) 2011-03-29 2014-01-16 Atsushi Watanabe Electrode plate production device
DE102013221592A1 (en) 2013-10-24 2015-05-13 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Method and device for testing an electrode and method for producing an energy store
EP3525278B1 (en) 2017-04-26 2020-12-16 LG Chem, Ltd. Lamination device for secondary battery
EP4109624A1 (en) 2020-12-28 2022-12-28 LG Energy Solution, Ltd. Defect detection system for electrode sheet

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4716138B2 (en) * 2008-01-11 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 Electrode winding device, deviation detection method between band electrode and band separator, deviation amount measuring method, deviation amount correcting method, and electrode winding method
JP5736921B2 (en) * 2011-04-07 2015-06-17 日産自動車株式会社 Wrinkle detection device and wrinkle detection method
JP6752483B2 (en) * 2016-05-24 2020-09-09 エリーパワー株式会社 End position detection system and manufacturing method for electrodes for electrochemical cells
JP6700469B2 (en) * 2017-02-27 2020-05-27 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン Monocell manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140014037A1 (en) 2011-03-29 2014-01-16 Atsushi Watanabe Electrode plate production device
DE102013221592A1 (en) 2013-10-24 2015-05-13 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Method and device for testing an electrode and method for producing an energy store
EP3525278B1 (en) 2017-04-26 2020-12-16 LG Chem, Ltd. Lamination device for secondary battery
EP4109624A1 (en) 2020-12-28 2022-12-28 LG Energy Solution, Ltd. Defect detection system for electrode sheet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022117877A1 (en) 2022-07-18 2024-01-18 Körber Technologies Gmbh Machine for producing electrodes for the energy cell producing industry

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023237547A1 (en) 2023-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023237547A1 (en) Inspection assembly for the energy cell-producing industry
DE102004050463B3 (en) Test system for solar cells
DE3713525C2 (en) Device for the automatic sorting of sheets, in particular paper, made from a web-like material
DE102013104545B4 (en) Method and device for detecting defects of deposited semifinished fiber products
DE102013108308A1 (en) Method and device for detecting tape rolls made of brittle-hard or brittle-breaking, at least partially transparent material, and their use
DE102017223835A1 (en) Examination device and winding device
EP1782047A1 (en) Optical control of products in the tobacco processing industry
DE102012016685A1 (en) Inspection device and inspection method for light-emitting devices
DE3111194C2 (en) Method and device for the detection of defects in glass objects
WO2021165380A1 (en) Method for analysing a weld during laser welding of workpieces
WO2010121753A1 (en) Method for detecting flaws in a thin wafer for a solar element and device for carrying out said method
EP3736556A1 (en) Device and method for detecting surface defects
DE19953415C1 (en) Device for the contactless detection of test specimens
DE102019120858A1 (en) Battery foil tester
DE2613978C3 (en) Measuring arrangement for checking the surface quality of a workpiece
DE3904897A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CHECKING CONNECTION POINTS
DE102022205761A1 (en) Device for the geometric measurement of a flat element conveyed on a rotary conveyor in the energy cell producing industry
DE2127999C3 (en) Device for detecting irregularities in a sheet-like material
DE102012008586B4 (en) Method and device for detecting a defect on a surface of a workpiece
EP1695070A1 (en) Method and device for testing the surface of a transported material strand in the tobacco processing industry
DE112016006757T5 (en) Method and system for monitoring a laser structuring process for forming isolation trenches in a solar module
EP2545594B1 (en) Test device and a test method
DE10141051A1 (en) Arrangement and method for inspection of unstructured wafers
DE102010009957A1 (en) Device for imaging a planar object
DE102022113313A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR SENSOR-BASED INSPECTION OF AN OBJECT

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: KOERBER TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: HAUNI MASCHINENBAU GMBH, 21033 HAMBURG, DE