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Maschinensicherheit bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien: Risiken, Schutz und Sensorauswahl
Maschinensicherheit bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien
Ein prozessweiser Leitfaden zu Maschinengefahren, Schutzstrategien und Sensortechnologien, die von der Elektrodenproduktion über die Zellmontage, die Modul-/PACK-Herstellung bis hin zur automatisierten Intralogistik verwendet werden.
Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien kombiniert kontinuierliches Bahnhandling, Hochleistungswalzen, Schneidsysteme, kompakte automatisierte Maschinen, Roboter, Förderer und zunehmend autonomeren Materialtransport Die Maschinen verändern sich erheblich von einem Prozess zum nächsten, ebenso das Sicherheitsproblem.
Eine Schutzmethode, die an einer häufig zugänglichen Montagestation gut funktioniert, macht im Bereich eines unzugänglichen Kalanderwalzenspalts möglicherweise wenig Sinn. Ein laserbasierter Sensor, der zur Navigation durch ein AMR verwendet wird, erkennt möglicherweise Objekte sehr gut, erfüllt aber dennoch eine völlig andere Funktion als ein sicherheitsbewertetes Schutzgerät.
Aus diesem Grund beginnt diese Anleitung mit der Maschine und der Gefahr und nicht mit einem bestimmten Sensor.
Maschinensicherheit ist nur ein Teil der Batterieanlagensicherheit
Diskussionen über die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien konzentrieren sich häufig auf Elektrolythandhabung, elektrische Gefahren, Brandverhütung, thermische Ereignisse oder Belüftung. Diese Themen sind wichtig, aber eine Batteriefabrik enthält auch eine große Menge konventioneller Industriemaschinen.
Elektrodenmaterial durchläuft Walzen und Schneidgeräte Zellen werden automatisch positioniert, gepresst und übertragen Roboter bewegen Komponenten zwischen Stationen Förderer transportieren Tabletts durch Produktionslinien, während FTF und AMRs Materialien zwischen verschiedenen Fabrikbereichen bewegen.
Diese Systeme können bekannte Maschinengefahren wie Einziehen, Zerkleinern, Schneiden, Einfangen, Aufprall und unerwartete Bewegungen mit sich bringen.
Eine Batterietankstelle kann beispielsweise zwei sehr unterschiedliche Sicherheitsfragen gleichzeitig stellen: wie man elektrolytbedingte Prozessrisiken bewältigt und wie man eine Person von beweglichen Vorrichtungen, Indexierungsmechanismen oder Transfergeräten fernhält.
Die erste Frage betrifft hauptsächlich die Prozess-, Chemie- und Brandschutztechnik. Die zweite Frage betrifft die Maschinensicherheit.
Dieser Artikel konzentriert sich auf die Maschinenseite: wie Menschen mit gefährlichen Bewegungen interagieren, wie der Zugang kontrolliert werden kann und wo verschiedene Schutz- oder Sensortechnologien passen können.
Beginnen Sie mit der Gefahr, nicht dem Sensor
Einer der einfachsten Fehler beim Maschinenschutz besteht darin, zunächst mit der Produktfrage zu beginnen: Sollte diese Maschine einen Lichtvorhang, einen Laserscanner oder eine andere Schutzvorrichtung verwenden?
Ein nützlicherer Ausgangspunkt ist einfacher: Was kann die Person verletzen, wo ist die Gefahr und wie kann die Person sie erreichen?
Eine Kalandriermaschine
Die dominierende mechanische Gefahr kann der Hochkraftspalt zwischen großen rotierenden Walzen sein Wenn bei normaler Produktion kein Zugang zu diesem Bereich erforderlich ist, ist die Verhinderung des Zugangs durch Maschinenkonstruktion und -schutz im Allgemeinen eine grundlegendere Maßnahme, als den Spalt freizulassen und sich auf eine Erkennung zu verlassen.
Eine automatisierte Montagestation
Anders kann es sein, wenn ein Bediener in jedem Produktionszyklus Teile durch dieselbe Öffnung laden muss, hier kann es unpraktisch sein, die Öffnung dauerhaft geschlossen zu halten, und ein elektroempfindlicher Schutz kann relevant werden, wenn die vollständige Sicherheitsfunktion und die Bremsleistung dies unterstützen.
Eine Roboterzelle
Roboterbewegung kann einen viel größeren Bereich abdecken Das Sicherheitsproblem kann nicht mehr eine Öffnung oder ein Gefahrenpunkt sein, sondern der Zugang zu einer ganzen automatisierten Zelle, die den Roboter, Werkzeuge, Vorrichtungen und andere Maschinen enthält.
Auch die Art und Weise der Nutzung der Maschine ist wichtig, Bediener benötigen während der normalen automatischen Produktion möglicherweise nur sehr wenig Kontakt, arbeiten aber bei Umstellung, Einfädeln, Reinigung, Fehlerbehebung oder Wartung viel näher an der Ausrüstung.
Schließlich ist die Erkennung nur ein Teil der Sicherheitsfunktion, Das Signal muss ausgewertet werden und die Gefahrenbewegung muss den erforderlichen sicheren Zustand erreichen, bevor die Person die Gefahr erreicht.
Maschinensicherheit bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien: Wo die Risiken auftreten
Die Art der Maschine ändert sich, wenn die Batterieproduktion von Elektroden auf fertige Zellen und Packungen verlagert wird.
Die frühe Fertigung wird von kontinuierlicher Bahnhandhabung dominiert Spätere Prozesse setzen stärker auf kompakte automatisierte Stationen, Materialtransfer, Roboter und Intralogistik.
Beschichtung → Kalandrieren → Schlitzen → Wickeln / Stapeln → Zellmontage → Elektrolytfüllung → Bildung & Bewertung → Modul / PACK-Assembly
| Prozess | Typische mechanische Bedenken | Gemeinsame menschliche Interaktion |
|---|---|---|
| Beschichtung | Bewegliche Bahn, Rollen, Abwickel-/Rückspulmechanismen | Rollenwechsel, Einfädeln, Einrichten und Wiederherstellen |
| Kalandrierend | Hochleistungs-Rollspalt, Einziehen und Zerkleinern | Einrichtung, Einstellung, Reinigung und Wartung |
| Schlitzend | Schnittstrecke, Wellen und Rückspulmechanismen | Umstellung, Gewinde, Rollenhandhabung und Klingenservice |
| Wickeln / Stapeln | Klemmen, Greifer, Fräser und schnell bewegliche Achsen | Beladung, Materialauffüllung und - einrichtung |
| Zellmontage | Vorrichtungen, Pressen, Indizieren und Übertragen | Beladung, Inspektion und Produktionsrückgewinnung |
| Formation / Einstufung | Tabletthandling, Aufzüge, Gestelle und Förderbänder | Lade, Inspektions - und Wartungszugang |
| Modul / PACK | Roboter, Pressen, Schweißen, Heben und Übertragen | Komponentenversorgung, Inspektion und Zelleintritt |
| AGV / AMR | Kollision, Zerkleinerung und Einklemmen | Gemeinsame Gänge, Übergänge und Andockbereiche |
Die Tabelle ist eher eine Karte als ein Auswahldiagramm. Zwei Maschinen, die denselben Prozess durchführen, können immer noch unterschiedliche Sicherheitsvorkehrungen erfordern, da ihre Layouts, Zugangsöffnungen, Betriebsmodi und Stoppeigenschaften unterschiedlich sind.
Elektrodenherstellung: Beschichtung, Kalandrieren und Schlitzen
Die Elektrodenherstellung enthält einige der charakteristischsten kontinuierlichen Maschinen in einer Batterieanlage Metallfolie durchläuft Beschichtung und Trocknung, Walzenpressen und Schlitzen, bevor sie für die Zellherstellung vorbereitet wird.
Elektrodenbeschichtung
Eine Beschichtungslinie ist viel mehr als der Beschichtungskopf selbst. Sie kann sich über eine beträchtliche Distanz erstrecken und Abwickel- und Rückspulstationen, Führungsrollen, Bahnspannmechanismen und andere angetriebene Komponenten umfassen.
Die Leitung kann über lange Zeiträume automatisch betrieben werden, aber das bedeutet nicht unbedingt, dass die Exposition des Menschen in jeder Betriebsphase gering ist. Walzenbeladung, Materialeinfädelung, Inbetriebnahme, Inspektion und Rückspulumstellung können Menschen viel näher an die Maschine bringen als eine stetige Produktion.
Für die Sicherheit der Maschinen verdienen Anfang und Ende des Bahnwegs oft ebenso viel Aufmerksamkeit wie der Beschichtungsprozess selbst Schwere Rollen müssen positioniert werden, Wellen können sich drehen, und die Bahn muss durch mehrere angetriebene Komponenten einer definierten Route folgen.
Kalandrierend
Durch die Kalandrierung wird beschichtetes Elektrodenmaterial zwischen rotierenden Walzen komprimiert, um die erforderliche Dicke und Dichte zu erreichen.
Aus Sicht der Maschinensicherheit ist das wichtigste Merkmal die Hochleistungs-Rollspalt. Das Material wird absichtlich durch die Rollen gezogen, was bedeutet, dass ein zugänglicher Walzenspalt auch eine ernsthafte Gefahr beim Einziehen und Zerkleinern für eine Person darstellen kann.
Die erste Frage ist daher nicht “Welcher Sensor soll die Rollen schützen?” sondern “Wie kann der Zugang zum Hochleistungsspalt verhindert werden?”
Wenn ein routinemäßiger Zugriff unnötig ist, kann eine feste oder ineinandergreifende Bewachung die direkteste Lösung sein. Wenn eine Betriebsaufgabe tatsächlich einen offenen Zugangspunkt erfordert, muss der Konstrukteur den Zugangsweg, die Leistung des Maschinenstopps und die Eignung der Schutzerkennung berücksichtigen.
Schlitzend
Durch das Schlitzen wird eine breite Elektrodenbahn in schmalere Streifen für die nachgeschaltete Zellproduktion geschnitten. Der Schneidabschnitt stellt die offensichtliche Gefahr dar, ist aber nicht das ganze Sicherheitsproblem.
Ein Schlitzumwickler kann auch angetriebene Wellen, Rollen, Spannfutter und Rückspulsysteme umfassen. Viele echte Bedienerwechselwirkungen treten beim Einfädeln der Bahn, beim Rollenwechsel, beim Entfernen und Einstellen des Rückspulens auf, und nicht während der Schneidabschnitt normal läuft.
Schneiden von Bauteilen, die keinen routinemäßigen Zugriff benötigen, können eingeschlossen bleiben Rückspul - und Ladepositionen benötigen möglicherweise einen anderen Ansatz, da die Menschen näher am Material und den Drehmechanismen arbeiten.
Über Beschichtung, Kalandrieren und Schlitzen hinweg ergibt sich eine nützliche Lektion: Die höchste Exposition des Menschen tritt häufig bei Übergängen im Prozess auf und nicht bei einer stetigen automatischen Produktion.
Zellherstellung: Wickeln, Stapeln, Montage und Elektrolytfüllung
Nach der Elektrodenvorbereitung verändert die Maschine ihren Charakter. Lange Webverarbeitungsgeräte weichen kleineren, schnelleren automatisierten Mechanismen, die in vergleichsweise kompakte Maschinen und Arbeitsplätze gepackt sind.
Wickeln und Stapeln
Beim Wickeln werden Elektroden- und Separatormaterialien zu einer kompakten Struktur geformt. Beim Stapeln werden Elektrodenblätter und Separatorschichten nacheinander positioniert.
Diese Prozesse können viele synchronisierte Bewegungen auf kleinem Raum enthalten: Vorschubrollen, Klemmen, Greifer, Fräser, Wickelköpfe und Indexierungsachsen. Keine einzelne Bewegung muss dramatisch aussehen, damit eine ernsthafte Gefahr beim Einklemmen, Zerkleinern oder Schneiden besteht.
Der häufige Zugriff ist eine der wichtigen Konstruktionsfragen, Wenn Bediener regelmäßig Material auffüllen, Teile entfernen oder mit einer Ladeposition interagieren, muss die Maschinengrenze diesen Produktionsablauf unterstützen, ohne die internen Mechanismen unnötig freizulegen.
Zellmontage
Die Montage führt üblicherweise eine stationsbasierte Produktionsstruktur ein: Komponenten kommen an, eine Vorrichtung positioniert oder klemmt sie, ein Prozess findet statt und das Teil wird zur nächsten Station übertragen.
Servoachsen, Pneumatikzylinder, Pressen, Indexiertische und bewegliche Vorrichtungen können lokale Einfangstellen schaffen.
Die Frage der Maschinensicherheit verlagert sich zunehmend vom Schutz eines Mechanismus zum Schutz der Schnittstelle zwischen einer Person und einer Folge automatisierter Stationen.
Ladepunkte sind besonders wichtig, da sie möglicherweise der Ort sind, an dem die normale Produktion den Bediener absichtlich dem automatischen Prozess am nächsten bringt.
Elektrolytfüllung
Das Befüllen von Elektrolyten birgt prozessspezifische Risiken, die Befüllausrüstung kann jedoch weiterhin herkömmliche Maschinen wie Indexierungstabellen, Vorrichtungen, automatische Türen und Übertragungsmechanismen enthalten.
Diese mechanischen Gefahren erfordern eine eigene Beurteilung. Kontrollen zur chemischen Exposition schützen eine Person nicht automatisch vor einer Verschlussvorrichtung oder einem angetriebenen Transfersystem.
Formation, Modul-/PACK-Montage und Materialtransfer
Weiter flussabwärts wird die Maschinensicherheit zunehmend zu einem Problem Zeilenproblem Statt des Problems einer isolierten Maschine.
Entstehung und Abstufung
Der Bildung wird aus elektrischen und thermischen Gründen große Aufmerksamkeit geschenkt, ein Großteil des mechanischen Risikos kann jedoch von der Automatisierung rund um den Prozess ausgehen.
Zellen und Tabletts können durch Förderbänder, Aufzüge, Shuttles, Gestelle oder andere Handhabungssysteme bewegt werden. Im Normalbetrieb kann es sein, dass sich das Personal selten der Ausrüstung nähert. Inspektion oder Wartung können jedoch den Zutritt zu einer viel größeren automatisierten Zone erfordern.
Sobald ein Ganzkörpereintritt möglich ist, reicht es nicht aus, einfach zu erkennen, dass jemand eine Grenze überschritten hat. Das Sicherheitskonzept muss auch einen unerwarteten Neustart berücksichtigen, während eine Person drinnen bleibt.
Modul - und PACK-Montage
Die Modul - und PACK-Produktion ähnelt oft einem hochautomatisierten industriellen Fließband Roboter, Vorrichtungen, Pressen, Schweißgeräte, Hebeanlagen und Förderer können alle innerhalb desselben Produktionsbereichs betrieben werden.
In einer Zelle können daher mehrere Gefahren bestehen. Ein Roboter kann Zellen positionieren, während eine Vorrichtung sie festklemmt; ein Verbindungskopf kann sich an seinen Platz bewegen; Ein Förderer kann das Modul dann aus der Station transportieren.
Das gehandhabte Produkt wird außerdem immer größer und schwerer, wenn die Produktion von einzelnen Zellen zu Modulen und Komplettpackungen übergeht Ein bewegliches Modul oder PACK kann selbst eine Brechzone zwischen der Last und umgebenden Maschinenstrukturen schaffen.
Hier gewinnt auch die koordinierte sicherheitsrelevante Kontrolle an Bedeutung, wenn sich mehrere Maschinen eine Schutzzone teilen, sollte bei der erforderlichen Reaktion jedes Gerät berücksichtigt werden, das in der Lage ist, innerhalb dieser Zone eine Gefahr zu erzeugen.
Förderer und Transfersysteme
Förderer können im Vergleich zu Robotern oder Pressen einfach aussehen, ihre Gefahren werden jedoch am deutlichsten, wenn der normale Materialfluss stoppt.
Ein falsch ausgerichtetes Tablett, eine blockierte Palette oder ein fehlgeschlagener Transfer können einen Bediener in die Nähe von Schiebern, Hebebühnen, Rollen oder Indexierungsmechanismen bringen, die sich normalerweise ohne menschlichen Kontakt bewegen.
Auch lange Förderanlagen können Arbeitsbereiche unterteilen Fußgängerüberwege, Ladestellen und Materialöffnungen sollten nach dem Einbau der Leitung absichtlich und nicht informell angelegt werden.
Roboterladung und automatisierte Zellen in der Batterieherstellung
Industrieroboter werden häufig für Zellhandhabung, Modulübertragung, Fügeprozesse, Tablettbewegung und PACK-Montage eingesetzt. Für eine tiefergehende Diskussion von Zugangsöffnungen, Perimeterschutz und Flächenüberwachung siehe unsere Leitfaden zur Sicherheit von Roboterzellen .
Der wichtige Sicherheitspunkt ist, dass eine Roboterzelle nicht als isolierter Roboterarm bewertet werden sollte Die eigentliche Anwendung kann den Roboter, End-of-Arm-Werkzeuge, die gehandhabte Batteriekomponente, Vorrichtungen, Förderbänder und angrenzende Maschinen umfassen.
Der Gefahrenbereich kann viel größer als ein Punkt sein
Roboterbewegung kann eine dreidimensionale Bedienhülle abdecken Greifer und große Werkstücke können die effektive Reichweite noch weiter ausdehnen.
Aus diesem Grund legen viele Roboteranwendungen einen definierten geschützten Umfang fest. Die kritischen Designfragen bewegen sich dann an die Stellen, an denen dieser Umfang geöffnet werden muss.
Eine Ladeöffnung und ein Personaltor lösen unterschiedliche Probleme
Eine Ladeöffnung muss möglicherweise in jedem Produktionszyklus zugänglich bleiben, damit Komponenten in die Zelle gelangen oder diese verlassen können. Die Herausforderung besteht darin, den erforderlichen Materialfluss aufrechtzuerhalten, ohne einer Person Zugang zu gefährlichen Roboter- oder Vorrichtungsbewegungen zu gewähren.
Ein Personaltor ist anders, da es jemandem ermöglichen kann, die Zelle vollständig zu betreten. Sobald ein Ganzkörpereintritt möglich ist, muss das System auch einen gefährlichen automatischen Neustart verhindern, während diese Person drin bleibt.
Nur der Roboter anzuhalten macht die Zelle möglicherweise nicht sicher
Ein stationärer Roboter garantiert nicht, dass alles in der Zelle sicher ist.
Eine Vorrichtung kann sich noch schließen lassen, ein Aufzug kann sich noch bewegen oder ein Förderer kann ein schweres Modul weiter durch denselben Bereich transportieren. Die Sicherheitsfunktion muss daher jeden gefährlichen Mechanismus innerhalb der Schutzzone berücksichtigen.
Lehre, Aufbau und Produktionswiederherstellung schaffen zudem Betriebsbedingungen, die sich von der normalen automatischen Produktion unterscheiden, weshalb die Roboterzellensicherung auf Anwendungsebene evaluiert werden muss.
AGV- und AMR-Sicherheit in Lithium-Ionen-Batteriefabriken
AGVs und AMRs bewegen zunehmend Elektrodenrollen, Zellschalen, Module und andere Materialien zwischen Produktionsbereichen, ohne dass eine feste Förderverbindung zwischen jeder Maschine erforderlich ist. Weitere Einzelheiten zu Schutzfeldern und mobilem Roboterpersonalschutz finden Sie in unserem AGV & AMR Sicherheitslaserscanner Ratgeber .
Ihre Sicherheitsherausforderung unterscheidet sich von stationären Maschinen dadurch, dass Die gefährlichen Geräte selbst bewegen sich durch die Fabrik.
Die Fußgängerinteraktion ist das zentrale Problem
Ein Fahrzeug kann sich einen Gang mit Personen teilen, Kreuzungen passieren, sich Arbeitsplätzen nähern oder neben Produktionsanlagen andocken Kollision ist nur eine potenzielle Gefahr; Ein Einklemmen zwischen dem Fahrzeug und einer Wand, Maschine oder einem Gestell kann ebenso wichtig sein.
Die Sicherheitsstrategie muss daher die Fahrzeugrichtung, die Geschwindigkeit, die Bremsleistung, die Lastgeometrie und die Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigen.
Der Schutzbereich bewegt sich mit dem Fahrzeug
Ein mobiler Roboter, der durch einen offenen Gang fährt, benötigt möglicherweise einen anderen Schutzabstand vom selben Fahrzeug, das sich langsam einer Dockingstation nähert.
Die Erkennung ist nur dann sinnvoll, wenn das Fahrzeug die erforderliche sichere Reaktion erreichen kann, bevor es die Person erreicht. Belastung, Bodenbedingungen, Bremsen und Kontrollreaktion können sich alle auf die Bremsleistung auswirken.
Reisen und Andocken sind zwei verschiedene Sicherheitssituationen
An einer Dockingstation kann das Fahrzeug mit Förderbändern, Aufzügen, Rollen oder anderen Maschinen interagieren.
Ein sicher gestoppter AGV kann immer noch Teil eines gefährlichen Transfervorgangs werden, sobald sich ein Tablett oder Modul zwischen der mobilen Plattform und der festen Maschine zu bewegen beginnt.
Die Fahrsicherheit und die Lastübertragungssicherheit sollten daher getrennt bewertet werden.
Navigationserkennung und Personalschutzerfassung sind unterschiedliche Aufgaben
Mobile Roboter können mehr als ein laserbasiertes Sensorsystem verwenden. Einer kann Umgebungsscandaten für Lokalisierung, Kartierung oder Routenplanung bereitstellen, während ein anderer an der sicherheitsrelevanten Funktion zum Schutz von Menschen beteiligt ist.
Da beide Technologien Objekte erkennen und Entfernungen messen können, sind ihre Rollen manchmal verwirrend.
Das Fahrzeug und seine Ladung sollten ebenfalls zusammen betrachtet werden Ein Batterierack, Tablett oder PACK kann über die mobile Plattform hinausragen und die möglichen Quetschzonen um das System herum verändern.
Auch die Fabrikaufteilung ist wichtig. Gute Sicht, kontrollierte Kreuzungen, ausreichende Gangbreite und eine sinnvolle Trennung zwischen Fußgängerarbeitsbereichen und häufigem Fahrzeugverkehr können schwierige Interaktionen reduzieren, bevor ein Sensor jemals reagieren muss.
Auswahl der richtigen Schutz- und Sensortechnologie
Der Herstellungsprozess sagt uns, wo wir untersuchen sollen, bestimmt jedoch nicht die Schutzvorrichtung.
Verschiedene Technologien lösen unterschiedliche Probleme.
| Technologie | Hauptfunktion | Typische Passform |
|---|---|---|
| Sicherheitslichtvorhang | Erkennen Sie den Zugang durch eine definierte Öffnung | Geeignete Ladestationen, Maschinenöffnungen und Montagevorrichtungen |
| Sicherheitslaserscanner | Überwachen Sie ein definiertes zweidimensionales Schutzfeld | Breitere Anflugbereiche, Roboterzonen und mobile Ausrüstung |
| Sicherheitsstaffel / Sicherheitskontrolle | Bewerten Sie sicherheitsrelevante Eingaben und initiieren Sie die definierte Reaktion | Lichtvorhänge, Scanner, Schutzverriegelungen und andere Sicherheitsfunktionen |
| Industrielle 2 D LiDAR | Bereitstellung von Scan- und Messdaten für die Automatisierung | Navigation, Lokalisierung, Positionierung und Nicht-Sicherheitserkennung |
Lichtvorhang oder Sicherheitslaserscanner?
Ein Sicherheitslichtvorhang eignet sich oft gut für eine definierte Öffnung, bei der Menschen häufigen Zugang benötigen, die geschützte Grenze jedoch relativ schmal bleibt.
Ein Sicherheitslaserscanner wird attraktiver, wenn das Problem darin besteht, einen größeren zweidimensionalen Bereich auf Bodenhöhe oder in der Nähe mobiler Geräte zu überwachen.
Keine der beiden Technologien ist automatisch “besser” Die Geometrie der Zufahrtsstrecke und die erforderliche Sicherheitsfunktion bestimmen, welche Vorgehensweise sinnvoll ist.
Schutzerkundung funktioniert nicht allein
Sobald ein Lichtvorhang, Scanner oder eine Verriegelung einen Zustand erkennt, der Maßnahmen erfordert, muss das Signal noch ausgewertet und in die erforderliche Maschinenreaktion übersetzt werden.
Eine einfache Möglichkeit, die Kette zu betrachten, ist: Erkennung → sicherheitsrelevante Bewertung → Maschinenreaktion → sicherer Zustand.
Sicherheitslaserscanner oder industrieller 2 D LiDAR?
Diese Unterscheidung ist besonders wichtig in automatisierten Batteriefabriken.
Industrielle 2 D LiDAR kann nützliche Scandaten für Navigation, Lokalisierung, Positionierung, Objekterkennung oder andere Automatisierungsaufgaben liefern Ein Sicherheitslaserscanner erfüllt einen anderen Zweck, wenn er an einer sicherheitsrelevanten Personalschutzfunktion teilnimmt.
Ähnliche optische Sensorprinzipien machen die Geräte nicht austauschbar.
Zu berücksichtigende Maschinensicherheitsstandards
Mehrere Standards können für eine Batterieproduktionslinie relevant sein, da sie unterschiedliche technische Fragen beantworten.
| Standard | Warum es hier wichtig ist |
|---|---|
| ISO 12100:2010 | Allgemeiner Rahmen für die Risikobewertung und Risikominderung von Maschinen |
| ISO 13849-1:2023 | Entwurf und Integration sicherheitsrelevanter Steuerungsfunktionen |
| ISO 13855:2024 | Positionierung von Schutzmaßnahmen im Verhältnis zum menschlichen Umgang mit Gefahren |
| IEC 61496-Serie | Elektrosensitive Schutzausrüstung wie Sicherheitslichtvorhänge und Sicherheitslaser-Scangeräte |
| ISO 10218-1/-2:2025 | Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter und Roboterzellen |
| ISO 3691-4:2023 | Fahrerlose Flurförderzeuge und -systeme, einschließlich AGV/AMR-Anwendungen |
Diese Standards befassen sich nicht alle mit dem gleichen Problem. ISO 12100 bietet den Gesamtrahmen für die Risikobewertung; ISO 13849-1 befasst sich mit sicherheitsrelevanter Kontrolle; ISO 13855 hilft bei der Schutzpositionierung; IEC 61496 befasst sich mit elektroempfindlicher Schutzausrüstung; ISO 10218 deckt Roboteranwendungen ab; und ISO 3691-4 befasst sich mit fahrerlosen Flurförderzeugen.
Keine einzelne Normnummer macht eine komplette Batterieproduktionsmaschine sicher oder konform Die tatsächliche Maschine, Sicherheitsfunktionen, Installation, Zielmarkt und die geltenden regulatorischen Anforderungen müssen noch bewertet werden.
Informationen zu Anwendungen mit leichtem Vorhang, bei denen der Sicherheitsabstand bewertet wird, finden Sie in unserem ISO 13855 Sicherheitsabstandsrechner .
Wo CCH-Technologien passen können
Die Produktauswahl sollte erfolgen, nachdem die erforderliche Funktion definiert wurde CCH-Produktfamilien decken mehrere der oben diskutierten sensorischen und sicherheitsrelevanten Funktionen ab, aber sie erfüllen nicht alle die gleiche Aufgabe.
| Erforderliche Funktion | CCH-Produktfamilie |
|---|---|
| Sicherheitstechnische Zugangserkennung an einer geeigneten Maschinenöffnung | HNO-Sicherheitslichtvorhang |
| Sicherheitsbewertete Schutzfeld- oder Flächenüberwachung | SH-Sicherheitslaserscanner |
| Sicherheitssignalbewertung in einer geeigneten Steuerungsarchitektur | SRB-Sicherheitsrelaismodul |
| Navigation, Lokalisierung und industrielle Sensorik ohne Sicherheit | YB Industrial 2 D LiDAR |
Ein Sicherheitsrelais kann für einfache Sicherheitsfunktionen geeignet sein, komplexe Produktionszellen mit mehreren Zonen, Betriebsmodi und koordinierten Stoppfunktionen erfordern jedoch möglicherweise einen geeigneten programmierbaren Sicherheitscontroller oder eine Sicherheits-SPS.
Die YB 2 D LiDAR-Familie gehört zu einer anderen Funktionskategorie Entsprechende Rohdatenmodelle können Scaninformationen liefern, die von Systemen für Navigations, Lokalisierungs - und andere Automatisierungsaufgaben verwendet werden.
Wenn der Personalschutz eine sicherheitsrelevante Schutzfunktion erfordert, Ein YB LiDAR ohne Sicherheitsbewertung sollte nicht durch einen Sicherheitslaserscanner oder eine andere geeignete Schutzvorrichtung mit Sicherheitsbewertung ersetzt werden.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Sicherheitslichtvorhang eine Batteriekalandermaschine schützen?
Es kann Teil des Schutzkonzepts an einem geeigneten Zugangspunkt sein, sollte jedoch nicht automatisch als primärer Schutz für den Kalanderwalzenspalt behandelt werden. Wenn ein routinemäßiger Zugriff auf die Walzen unnötig ist, kann eine feste oder ineinandergreifende Bewachung angemessener sein.
Wo werden Sicherheitslichtvorhänge in der Batterieherstellung verwendet?
Sie können an geeigneten Ladestationen, Montagevorrichtungen, Aufwickel - oder Stapelzugangspunkten und anderen definierten Öffnungen, die einen häufigen Zugang erfordern, nützlich sein Die endgültige Eignung hängt von der Gefahr, der Bremsleistung und der Zugangsgeometrie ab.
Sollte eine Batterie-Roboterzelle einen Lichtvorhang oder einen Sicherheitslaserscanner verwenden?
Es kommt auf die geschützte Geometrie an Ein Lichtvorhang kann eine definierte Öffnung schützen, während ein Sicherheitslaserscanner einen größeren zweidimensionalen Bereich überwachen kann Auch die physische Bewachung des Umfangs und ineinandergreifende Tore können Teil desselben Schutzkonzepts sein.
Kann gewöhnlicher 2 D LiDAR einen Sicherheitslaserscanner an einem AGV oder AMR ersetzen?
Nicht dort, wo die erforderliche Funktion sicherheitsrelevanter Personalschutz ist Industrie-LiDAR kann wertvolle Navigations, Lokalisierungs - und Umweltdaten liefern, was es aber nicht automatisch für eine sicherheitsrelevante Schutzfunktion geeignet macht.
Was ist der Unterschied zwischen einem Sicherheitslaserscanner und Navigation LiDAR?
Der Hauptunterschied ist beabsichtigte Funktion Ein Sicherheitslaserscanner ist für die Teilnahme an einem sicherheitsrelevanten Schutzsystem konzipiert Navigation LiDAR liefert normalerweise Scan - oder Messdaten an Automatisierungssoftware zur Lokalisierung, Kartierung, Positionierung oder Routenplanung.
Macht ein Sicherheitslichtvorhang Typ 4 automatisch eine Maschine PL e?
Nr. Die Schutzeinrichtung ist nur ein Teil der kompletten Sicherheitsfunktion Auch sicherheitsrelevante Logik, Ausgangselemente, Architektur, Diagnose und Maschinenreaktion beeinflussen die erreichte Leistungsfähigkeit der Gesamtfunktion.
Wie wird der richtige Sicherheitsabstand für einen Lichtvorhang ermittelt?
Bei der Konstruktion muss berücksichtigt werden, wie eine Person an die Gefahr herangeht und wie viel Zeit das Schutzsystem und die Maschine benötigen, um zu reagieren. Maschinenstoppzeit, Reaktion des Schutzgeräts und mögliche Reichweite rund um die Erkennungszone sind alle Materie.
Reicht ein Sicherheitsrelais für eine ganze Batterie-Produktionslinie?
Es kann für relativ unkomplizierte Sicherheitsfunktionen geeignet sein Große integrierte Leitungen mit mehreren Zonen, Robotern, Gates und Betriebsmodi erfordern möglicherweise eine leistungsfähigere programmierbare Sicherheitskontrollarchitektur.
Sind Maschinensicherheit und Batteriebrandschutz dasselbe?
Nr. Die Maschinensicherheit befasst sich mit Gefahren wie Zerkleinern, Schneiden, Einziehen, Aufprall und unerwarteter Bewegung Die Sicherheit des Batterieprozesses kann auch Elektrolyt-, Elektro-, Lüftungs-, Brand- und thermische Risiken mit sich bringen. Beide sind wichtig, erfordern jedoch unterschiedliche technische Kontrollen.
Was sollte vor der Auswahl eines Sicherheitssensors überprüft werden?
Beginnen Sie mit der Gefahr, der Art und Weise, wie Menschen darauf zugreifen, ob physische Bewachung den Zugang verhindern kann, ob ein Ganzkörpereintritt möglich ist, der Leistung des Maschinenstopps und der erforderlichen Sicherheitsfunktion Bestätigen Sie außerdem, ob die Erfassungsaufgabe wirklich sicherheitsrelevant ist oder einfach Teil der normalen Automatisierung ist.
Referenzen und Weiterlesen
Die folgenden Standards und technischen Quellen liefern Hintergrundinformationen zu den in diesem Leitfaden diskutierten Maschinensicherheitsprinzipien und Herstellungsprozessen von Lithium-Ionen-Batterien.
- ISO 12100:2010 (Entwurf von Maschinen und zur Risikominderung.
- ISO 13849-1:2023 „Verwandte Maschinenteile - Sicherheit - Regelsysteme 1: Grundsätze für die Konstruktion.
- ISO 13855:2024 „Ansatz zur Sicherung der Maschinenposition in Bezug auf den menschlichen Körper.
- IEC 61496-Serie – empfindliche Schutzausrüstung: IEC 61496-1:2020 , IEC 61496-2:2020 und IEC 61496-3:2025 .
- ISO 10218-1:2025 / ISO 10218-2:2025 „Anforderungen an Industrieroboter, Roboteranwendungen und Roboterzellen.
- ISO 3691-4:2023 „Führerlose Industrie-Lkw und ihre Systeme. Sicherheitsanforderungen und Teil 4.
- Liu et al., Aktuelle und zukünftige Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, iScience, 2021 „Übersicht über Lithium-Ionen-Herstellungsprozesse.
- Dürr Li Manufacturing-Ion Batterie Elektrode „Industrieverfahren, das die Handhabung, Trocknung und Kalandrierung von Bahnen abdeckt.
Normen und regulatorische Anforderungen können sich ändern und je nach Maschinentyp, Anwendung und Markt unterschiedlich sein. Anwendbare Anforderungen sollten für die spezifische Maschine und Installation bestätigt werden.
Bewertung des Maschinensicherungs für Batteriefertigungsgeräte?
Eine sinnvolle Produktauswahl erfordert normalerweise mehr Informationen als nur den Namen der Maschine.
Wenn Sie einen Sicherheitslichtvorhang, Sicherheitslaserscanner, Sicherheitsrelais oder industriellen 2 D LiDAR bewerten, gehören zu den nützlichen Startinformationen die Maschine oder der Prozess, der Gefahrenbereich, Fotos oder eine Layoutzeichnung, die Zugangsabmessungen und die Maschinenstoppzeit, sofern diese bereits bekannt ist.
Mit diesen Informationen können wir besprechen, welche CCH-Produktkategorie zur Anwendung passen könnte und welche technischen Details vor der endgültigen Auswahl bestätigt werden sollten.
Kontaktieren Sie unsDie abschließende Risikobewertung, das Sicherheitsfunktionsdesign und die Konformität der Maschinen sollten für den spezifischen Maschinen- und Zielmarkt vom verantwortlichen Maschinenbauer, Systemintegrator oder qualifizierten Sicherheitsexperten durchgeführt werden.
