時間:2012-11-09 10:46:34來源:歐姆龍
1引言
二次電池又稱為充電電池,是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。由于能源的匱乏,二次電池行業(yè)得到了快速的發(fā)展。如今,二次電池已經(jīng)成為了電子設(shè)備的關(guān)鍵部件之一,特別是在筆記本電腦、手機(jī)等設(shè)備中占據(jù)了舉足輕重的地位。
近年來,二次電池的生產(chǎn)正在向中國轉(zhuǎn)移,產(chǎn)量快速增長。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,二次電池的包封技術(shù)會影響到電池的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為此,歐姆龍開發(fā)出一套以O(shè)MRON NJ為核心的系統(tǒng)來滿足市場。
2設(shè)備構(gòu)成及功能
2.1 設(shè)備構(gòu)成
二次電池包封配組機(jī)如圖1所示,設(shè)備主要由六大部分構(gòu)成,分別是隔板盤部分、一工位送片部分、包板部分、二工位送片部分、三工位送片部分和配組輸出。
2.2 各部分功能介紹
1.隔板盤部分:用來輸送包封極板時所用的ACM膜。
2.一工位送片部分:用來輸送需要包封的極板到主滾道(極板軸)上,如圖2所示。
3. 包板部分:對一工位送來的極板進(jìn)行包封。具體操作過程是:ACM膜通過隔板輸送電機(jī)送到模軸,刀軸對送來的膜進(jìn)行切割和折中線動作,極板輸送軸把極板送入切割完后的膜進(jìn)行兩邊的側(cè)封。如圖3所示。
4.二工位送片部分:用來輸送不需要包封的負(fù)極板,和包封好的正極板進(jìn)行疊加
5. 三工位送片部分:等待一組極板組成極板群后,用來輸送正極板疊加到極板群上,疊加后由配組電機(jī)送出。
3系統(tǒng)硬件解決方案
3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)(見圖4)
3.2系統(tǒng)硬件配置(見表1)
表1 系統(tǒng)硬件配置
設(shè)備名稱 |
設(shè)備型號 |
數(shù)量 |
電源模塊 |
PA3001 |
1個 |
CPU模塊 |
NJ501-1500 |
1個 |
觸摸屏 |
NS8-TV01B-V2 |
1個 |
I/O模塊 |
CJ1W-ID211 |
4個 |
I/O模塊 |
CJ1W-OC211 |
2個 |
DA模塊 |
CJ1W-DA041 |
1個 |
伺服驅(qū)動器 |
R88D-KN08H-ECT |
2個 |
伺服驅(qū)動器 |
R88D-KN10H-ECT |
1個 |
伺服電機(jī) |
R88M-K75030H-S2-Z |
2個 |
伺服電機(jī) |
R88M-K1K030H-S2-Z |
1個 |
伺服編碼器線纜 |
R88A-CRKA005C |
2根 |
伺服編碼器線纜 |
R88A-CRKC005N |
1根 |
伺服電源線線纜 |
R88A-CAKA005S |
2根 |
伺服電源線線纜 |
R88A-CAGB005S |
1根 |
網(wǎng)線 |
2M |
4根 |
4 控制系統(tǒng)的難點(diǎn)與解決
4.1 ACM膜長度需任意修改
在實(shí)際操作過程中,為了便于包封極板更加靈活,ACM膜的長度必須是可以任意修改。
由于NJ軸設(shè)置中環(huán)形模式的最大最小值經(jīng)設(shè)定后不能通過程序修改,為了達(dá)到膜長修改的需求,膜軸只能使用線性模式。
4.2壓中線不能有拉痕
折刀壓膜時速度和送膜軸速度不同步時,很容易導(dǎo)致膜的中線位置出現(xiàn)拉痕。因此在在定長ACM膜的壓中線和切割時,切刀旋轉(zhuǎn)速度必須送ACM膜的速度同步,壓中線踩不會有拉痕。
4.3 進(jìn)料包封可按需循環(huán)
對于電池內(nèi)部極板的進(jìn)料,必須可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置包封多少個后停包一個,然后再繼續(xù)循環(huán)的功能。包封配組機(jī)中基本都是采用外部光電信號作為停包和再次包時的觸發(fā)點(diǎn),但是速度不同時會有誤差,再次啟動時的第一袋會出現(xiàn)中線對折后不齊的現(xiàn)象。針對此,NJ控制器采用了更為精確的控制算法來確保不出現(xiàn)誤差。
5系統(tǒng)控制算法
包封配組機(jī)關(guān)鍵是壓痕及切割刀軸和牽引軸的線速度同步,這就要用到電子凸輪功能,但是電子凸輪表隨著袋長的改變而改變,因此,我們必須根據(jù)袋長值來計(jì)算電子凸輪。
圖5~8截取了整個系統(tǒng)的部分控制算法。Program1中的CamGear用來計(jì)算電子凸輪表的坐標(biāo)點(diǎn)以及電子齒輪的比例,袋長修改(通過修改觸摸屏上的“袋長設(shè)定”值)后使用For語句動態(tài)修改凸輪表并保存。
6 結(jié)束語
目前,整套系統(tǒng)在客戶現(xiàn)場使用,實(shí)踐證明該系統(tǒng)可以確保二次電池可以在包封配組機(jī)上實(shí)現(xiàn)無誤差的穩(wěn)定生產(chǎn),滿足了客戶的生產(chǎn)需求。同時,我們也看到了歐姆龍NJ控制器在該行業(yè)廣闊的應(yīng)用前景。
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