EP4537049A1 - Vorrichtung zur geometrischen vermessung eines auf einem rotationsförderer geförderten flächigen elements der energiezellen produzierenden industrie - Google Patents

Vorrichtung zur geometrischen vermessung eines auf einem rotationsförderer geförderten flächigen elements der energiezellen produzierenden industrie

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EP4537049A1
EP4537049A1 EP23729791.6A EP23729791A EP4537049A1 EP 4537049 A1 EP4537049 A1 EP 4537049A1 EP 23729791 A EP23729791 A EP 23729791A EP 4537049 A1 EP4537049 A1 EP 4537049A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camera
rotary conveyor
machine
flat element
conveyor
Prior art date
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Pending
Application number
EP23729791.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akram El Jarad
Denis Baron
Hanno Gast
Piotr KOLESNIKOFF
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
Publication of EP4537049A1 publication Critical patent/EP4537049A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/52—Combining or merging partially overlapping images to an overall image

Definitions

  • the object of the invention is to provide a comparatively simple device with which the geometry of a flat element of the energy cell producing industry conveyed on a rotary conveyor can be measured with high accuracy.
  • the invention solves this problem with the features of the independent claims.
  • 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.
  • a camera is advantageously provided on two opposite sides of the rotary conveyor. This is based on the Knowledge that to determine the geometry, the central area of the flat elements does not necessarily have to be measured and it is sufficient to measure the side areas of the flat elements in the area of the side edges (related to the conveying direction).
  • the camera or each camera can then be adapted to the measurement of a lateral area 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.
  • the width b of an individual image along a conveying direction of the rotary conveyor is a maximum of 2 >/(r 2 - (r-d) 2 ), where r is the radius of the rotary conveyor and d is the depth of field of the camera.
  • the conveying direction is generally the circumferential direction of the rotary conveyor.
  • the lighting device has a beam axis that is oblique to the optical axis of the camera.
  • 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 in particular if the lateral surface of the rotary conveyor is rough.
  • a further aspect of the invention relates to a machine in the energy cell producing industry, comprising at least one rotary conveyor for conveying flat elements held thereon.
  • the machine has a device for geometry measurement of the type described above, which is arranged in a measuring relationship to a lateral side of the rotary conveyor.
  • the device for geometry measurement is preferably arranged between an electrode cutting apparatus and a connecting device of the machine.
  • the device for geometry measurement is preferably arranged in an electrode feed section of the machine.
  • the flat element is in particular an electrode sheet, namely a cathode sheet or an anode sheet for an energy cell, in particular a battery cell.
  • a separator sheet is also conceivable as a flat element.
  • the rotary conveyor is in particular a conveyor drum in a machine for producing energy cells.
  • FIG. 1 shows a device for geometry measurement in a longitudinal section through a rotary conveyor
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a top view of a lateral surface of the rotary conveyor
  • FIG. 3 shows a top view of a flat element to illustrate the image acquisition of the device for geometry measurement
  • Fig. 4 is a schematic cross-sectional view through a rotary conveyor
  • 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.
  • the lighting device 70 is set up to generate a light beam 71 incident obliquely onto the lateral surface 41 of the rotary conveyor 40 or onto the flat element 50.
  • a beam splitter 73 is unnecessary.
  • three light sources 72 are preferably provided on each side of the rotary conveyor 40 or the flat element 50 (see Figure 6), with a light source 72 coming from obliquely in front, ie from the front edge 54 72 of obliquely behind, ie from the rear edge 55, and a further light source 72 shines obliquely from the respective side edge 53.
  • 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 over the electrodes from an upstream drum, here the pitch changing drum 26, and places them on the conveying means 16 of the conveying device 14.
  • the electrodes are conveyed on the conveyor 16 from left to right in FIG. 7, with the guide belt 15 running over the conveyor 16, so that the electrodes are guided between the conveyor 16 and the guide belt 15.
  • 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.
  • the first separator web 83 is placed on the conveyor 16 via the first electrodes by means of a deflection roller 32.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zur geometrischen Vermessung eines auf einem Rotationsförderer (40) geförderten flächigen Elements (50) der Energiezellen produzierenden Industrie umfasst mindestens eine Kamera (11), die in einer Messbeziehung zu einer Mantelfläche (41) des Rotationsförderers (40) angeordnet ist, und eine elektronische Auswerteeinheit (60), die zu Verarbeitung von der Kamera (11) übermittelter Daten eingerichtet ist. Die mindestens eine Kamera (11) ist zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einzelbildern (30) entsprechend aufeinander folgender Rotationspositionen des Rotationsförderers (40) eingerichtet, und die Datenverarbeitungseinrichtung (60) ist zur Erzeugung eines mindestens ein flächiges Element (50) umfassenden Gesamtbildes (31) aus der Mehrzahl von Einzelbildern (30) per Bildverarbeitung eingerichtet.

Description

Vorrichtung zur geometrischen Vermessung eines auf einem Rotationsförderer geförderten flächigen Elements der Energiezellen produzierenden Industrie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur geometrischen Vermessung eines auf einem Rotationsförderer geförderten flächigen Elements der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend mindestens eine Kamera, die in einer mantelseitigen Messbeziehung zu dem Rotationsförderer angeordnet ist, und eine elektronische Auswerteeinheit, die zu Verarbeitung von der Kamera übermittelter Daten eingerichtet ist.
Für Geometrievermessungen von flächigen Elementen mittels einer Kamera werden üblicherweise ebene Leuchttische verwendet. In der Energiezellen produzierenden Industrie findet der Transport von flächigen Elementen oder Einzelblättern, nämlich Elektrodenblättern und Separatorblättern, auf Trommeln oder allgemeiner Rotationsförderern statt. Die Durchleuchtung von Trommeln oder Rotationsförderern ist extrem 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.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vergleichsweise einfache Vorrichtung bereitzustellen, mit der die Geometrie eines auf einem Rotationsförderer geförderten flächigen Elements der Energiezellen produzierenden Industrie mit hoher Genauigkeit vermessen werden kann. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Kamera zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einzelbildern entsprechend aufeinander folgender Rotationspositionen des Rotationsförderers eingerichtet ist, und die Datenverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung eines mindestens ein flächiges Element umfassenden Gesamtbildes aus der Mehrzahl von Einzelbildern per Bildverarbeitung eingerichtet ist. 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.
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.
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.
Vorteilhaft ist an zwei gegenüberliegenden Seiten des Rotationsförderers jeweils eine Kamera vorgesehen. Dies beruht auf der Er- Kenntnis, 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 Kamera oder jede kann dann an die Vermessung eines seitlichen Bereichs der flächigen Elemente angepasst sein und insbesondere kleiner ausgeführt sein, als es zu der Erfassung des gesamten flächigen Elements erforderlich wäre, was die Kosten erheblich reduziert.
Vorzugsweise beträgt die Breite b eines Einzelbildes entlang einer Förderrichtung des Rotationsförderers maximal 2 >/(r2- (r- d)2) , wobei r der Radius des Rotationsförderers und d die Tiefenschärfe der 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.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Messfeldes der mindestens einen Kamera auf. Durch die Beleuchtung wird der Umriss des flächigen Elements 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.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung eine zu der optischen Achse der Kamera koaxiale Strahlachse auf. Eine solche koaxiale Beleuchtung ermöglicht eine ge- naue 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 Kamera auf.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung eine zu der optischen Achse der Kamera 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 zum Einsatz kommen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Maschine der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassen mindestens einen Rotationsförderer zum Fördern von darauf gehaltenen flächigen Elementen. Erfindungsgemäß weist die Maschine eine Vorrichtung zur Geometrievermessung der vorbeschriebenen Art auf, die in einer Messbeziehung zu einer Mantelseite des Rotationsförderers angeordnet ist. Die Vorrichtung zur Geometrievermessung ist vorzugsweise zwischen einem Elektroden-Schneidapparat und einer Verbindungsvorrichtung der Maschine angeordnet. Im Allgemeinen ist die Vorrichtung zur Geometrievermessung vorzugsweise in einem Elektrodenzuführabschnitt der Maschine angeordnet. Das flächige Element ist insbesondere ein Elektrodenblatt, nämlich ein Kathodenblatt oder ein Anodenblatt für eine Energiezelle, insbesondere eine Batteriezelle. Auch ein Separatorblatt ist als flächiges Element denkbar. Der Rotationsförderer ist insbesondere eine Fördertrommel in einer Maschine zum Herstellen von Energiezellen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Geometrievermessung in einem Längsschnitt durch einen Rotationsförderer;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer Draufsicht auf eine Mantelfläche des Rotationsförderers;
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein flächiges Element zur Illustration der Bildnahme der Vorrichtung zur Geometrievermessung;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht durch einen Rotationsförderer;
Fig. 5 eine Vorrichtung zur Geometrievermessung in einem Längsschnitt durch einen Rotationsförderer in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 6 die Vorrichtung gemäß Figur 5 in einer Draufsicht auf eine Mantelfläche des Rotationsförderers; und Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Batteriezellen im Ausschnitt.
Die Vorrichtung 10 dient zur Vermessung der Geometrie eines flächigen Elements 50, das auf einem um eine Rotationsachse R rotierend angetriebenen Rotationsförderer 40 beispielsweise mittels Unterdrück gehalten und in einer Förderrichtung F gefördert wird. Das flächige Element 50 ist insbesondere ein Elektrodenblatt, nämlich ein Kathodenblatt oder ein Anodenblatt, oder ein Separatorblatt für eine Energiezelle. Der Rotationsförderer 40 ist insbesondere eine Fördertrommel in einer Maschine zum Herstellen von Energiezellen.
Die Vermessung der Geometrie eines flächigen Elements 50 umfasst insbesondere die Bestimmung der Kontur 51 des flächigen Elements 50 in einer Draufsicht auf die flächige Erstreckung, wie beispielsweise in Figur 2. 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 kann insbesondere seitlich eine Ableiterfahne 52 vorgesehen sein, die dazu dient, sämtliche Kathoden und sämtliche Anoden im fertigen Zellstapeln jeweils untereinander elektrisch zu verbinden.
Zur Vermessung der Geometrie des flächigen Elements 50 weist die Vorrichtung 10 mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei Kameras 11 auf, die mit Blickrichtung auf eine Mantelfläche 41 des Rotationsförderers 40, 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 40 sind die Kameras 11 vorzugsweise seitlich versetzt angeordnet. Vorteilhaft ist auf beiden Seiten der Mittelebene M des Rotationsförderers 40 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 eine seitliche Ableiterfahne 52 aufweist, ist eine Kamera 11 zur vollständigen Erfassung der Ableiterfahne 52 eingerichtet und angeordnet.
Die oder jede der beiden Kameras 11 ist zur Erfassung eines streifen- oder zeilenförmigen Einzelbildes 30 eingerichtet. Die Längser- streckung des Einzelbildes 30 verläuft senkrecht zu der Förderrichtung F oder senkrecht zu der Mittelebene M des Rotationsförderers 40. 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 40 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.
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 40, die beispielsweise von einem positionsgeregelten Antriebs des Rotationsförderers 40 bekannt sein kann, oder in Abhängigkeit eines Maschinentakts von einer elektronische Auswerteeinheit 60 (siehe Figur 2) gesteuert. 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 Figur 3. Auf diese Weise kann ein vollständiges Bild im Bereich beider Seitenkanten 53 des flächigen Elements 50 einschließlich der Ableiterfahne 52 erhalten werden.
In Figur 3 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.
Aus dem oder den Gesamtbildern 30 kann per Bildverarbeitung in der elektronische Auswerteeinheit 60 die Kontur 51 des flächigen Elements 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.
Die Bemessung der Breite b eines Einzelbildes 30 wird im Folgenden anhand von Figur 4 erläutert. Diese zeigt einen Querschnitt durch den beispielsweise zylindrischen Rotationsförderer 40 in einem Ausschnitt. Der Rotationsförderer 40 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 Rotationsförderers 40 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.
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.
Vorteilhaft weist die Vorrichtung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 70, vorzugsweise mindestens zwei Beleuchtungseinrichtungen 70 auf, 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 dem Rotationsförderer 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.
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. In der vorteilhaften Ausführungsform gemäß den Figure 1 und 2 ist eine koaxiale Beleuchtungseinrichtung 70 vorgesehen. Dies bedeutet, dass der auf das flächige Element 50 oder auf die Mantelfläche des Rotationsförderers 40 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 Figur 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 einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß den Figuren 5 und 6 ist die Beleuchtungseinrichtung 70 zur Erzeugung eines schräg auf die Mantelfläche 41 des Rotationsförderers 40 oder auf das flächige Element 50 einfallenden Lichtstrahls 71 eingerichtet. In dieser Ausführungsform ist ein Strahlteiler 73 entbehrlich.
Zur Vermeidung von Schattenbildung durch Unebenheiten des flächigen Elements 50 sind vorzugsweise auf jeder Seite des Rotationsförderers 40 oder des flächigen Elements 50 drei Lichtquellen 72 vorgesehen (siehe Figur 6), 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.
Eine Maschine 13 zur Herstellung von Batteriezellen ist im Ausschnitt in Figur 7 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.
Die Maschine 10 umfasst des Weiteren 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.
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.
Des Weiteren umfasst jede Elektrodenherstellvorrichtung 18, 19 eine Übergabeeinrichtung 27, um die geschnittenen Elektroden an eine nachfolgende Fördervorrichtung 14 zu übergeben. Die Fördervorrichtung 14 ist beispielsweise als Bandförderer ausgebildet und weist vorteilhaft ein Fördermittel 16, insbesondere ein endlos umlaufendes Förderband auf. Die Fördervorrichtung 14 kann auch als Fördertrommel ausgebildet sein.
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 Fördervorrichtung 14 auf. Auf dem Fördermittel 16 werden die Elektroden von links nach rechts in Figur 7 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. Die Fördervorrichtung 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-Separa- tor-Materialformation durchläuft danach eine Verbindungsvorrichtung 25, beispielsweise eine Laminiervorrichtung, um die Lagen der Elektroden-Separator-Materialformation miteinander zu verbinden und eine Elektroden-Separator-Verbundbahn zu bilden, eine nicht gezeigte Schneidevorrichtung, um die Elektroden-Separator- Verbundbahn in Elektroden-Separator-Verbundeinheiten, insbesondere Monozellen, zu zerschneiden, und eine nicht gezeigte Stapelstation zum Stapeln der Elektroden-Separator-Verbundeinheiten zu einem Zellstapel.
In der Figur 7 kann die Schneidtrommel 22, die Teilungsänderungs- trommel 26 und/oder die Übergabetrommel 28 als erfindungsgemäßer Rotationsförderer 40 mit einer Messvorrichtung 10 zur Inspektion darauf geförderter Elektroden ausgebildet sein. Im allgemeinen kann jede Fördertrommel ab der Schneidtrommel 22 bis zu der Fördervorrichtung 14 als erfindungsgemäßer Rotationsförderer 40 mit einer Messvorrichtung 10 ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung zur Geometrievermessung
11 Kamera
12 optische Achse
13 Maschine
14 Fördervorrichtung
15 Führungsband
16 Fördermittel
17 Hilfswalze
18,19 Elektrodenherstellvorrichtung
20 Schneidapparat
21 Messerwelle
22 Schneidtrommel
23 Zuführabschnitt
24 Elektrodenzuführabschnitt
25 Verbindungsvorrichtung
26 Teilungsänderungstrommel
27 Übergabeeinrichtung
28 Übergabetrommel
30 Einzelbild
31 Gesamtbild
32,33 Umlenkwalze
40 Rotationsförderer
41 Mantelfläche
50 flächiges Element
51 Kontur
52 Ableiterfahne
53 Seitenkante
54 Vorderkante
55 Hinterkante 60 elektronische Auswerteeinheit
70 Beleuchtungseinrichtung
71 Lichtstrahl
72 Lichtquelle 73 Strahlteiler
81.83 Separatorbahn
82.84 Elektrodenbahn

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung (10) zur geometrischen Vermessung eines auf einem Rotationsförderer (40) geförderten flächigen Elements (50) der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend mindestens eine Kamera (11), die in einer Messbeziehung zu einer Mantelfläche (41) des Rotationsförderers (40) angeordnet ist, und eine elektronische Auswerteeinheit (60), die zu Verarbeitung von der Kamera (11) übermittelter Daten eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera (11) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einzelbildern (30) entsprechend aufeinander folgender Rotationspositionen des Rotationsförderers (40) 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.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung jedes Einzelbildes (30) entlang der Förderrichtung geringer ist als die Abmessung eines flächigen Elements (50) entlang der Förderrichtung.
3. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Rotationsförderers (40) jeweils eine Kamera (11) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite b eines Einzelbildes (30) entlang einer Förderrichtung des Rotationsförderers (40) maximal 2 ■ !(r2- (r- d)2) beträgt, wobei r der Radius des Rotationsförderers (40) und d die Tiefenschärfe der Kamera (11) ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (70) zur Beleuchtung des Messfeldes der mindestens einen Kamera (11) aufweist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kamera (11) mindestens eine separate Beleuchtungseinrichtung (70) zugeordnet ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) eine zu der optischen Achse (12) der Kamera (11) koaxiale Strahlachse (71) aufweist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, 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 Kamera (11) aufweist. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (70) eine zu der optischen Achse (12) der Kamera (11) schräge Strahlachse (71) aufweist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, 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.
11. Maschine (13) der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend mindestens einen Rotationsförderer (40) zum Fördern von darauf gehaltenen flächigen Elementen (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (13) eine Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, die in einer Messbeziehung zu einer Mantelseite (41) des Rotationsförderers angeordnet ist.
12. Maschine (13) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zwischen einem Elektroden- Schneidapparat (20) und einer Verbindungsvorrichtung (25) der Maschine (13) angeordnet ist.
13. Maschine (13) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) in einem Elektrodenzuführabschnitt (24) der Maschine (13) angeordnet ist.
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