時間:2018-07-03 14:30:59來源:深圳市合信自動化技術(shù)有限公司
方型全自動卷繞機
電池卷繞機是電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵的必備的設(shè)備。鋰電池卷繞機是把整卷的正負(fù)極片和隔膜通過卷繞的方式做成電芯的關(guān)鍵設(shè)備,卷繞工藝如圖1所示。
圖1卷繞工藝示意圖
方型自動卷繞機控制要點
方型卷繞機由于其卷針形狀的不規(guī)則性,卷針外圍每個點與卷針中心的距離均不一樣,要保證卷繞過程中的線速度恒定和張力波動小,對控制系統(tǒng)的要求特別高。
1.正極片與負(fù)極片分別由獨立的放卷機構(gòu)放卷;
2.兩圈隔膜紙獨立放卷;
3.控制隔膜和極片的張力和恒線速度卷繞(技術(shù)難點);
4.膠帶終止機構(gòu)精確定位;
5.下料機構(gòu)穩(wěn)定準(zhǔn)確。
合信方案:電子凸輪實現(xiàn)兩軸線速度同步的方形電池卷繞方案
計劃方案:
方型電池卷繞機←方形鋰電池隔膜在卷繞中無張力跳變←隔膜勻速供膜←方形電芯按非勻速方式旋轉(zhuǎn)←變化的厚度與角度決定矩形卷針變化的瞬時速度←非簡單重復(fù)動作←卷針電機位置與送膜伺服位置數(shù)學(xué)模型復(fù)雜←確定電子凸輪曲線(非常難)
確定方案:電子凸輪功能實現(xiàn)線速度同步
合信利用實際的機械運動反推得到電子凸輪,通過數(shù)據(jù)采樣獲得電子凸輪曲線,還原實際機械運動。
在每一種電池自動卷繞前,通過半自動的控制方式恒轉(zhuǎn)速卷繞一個電池成品,期間定時采集編碼器反饋回來的數(shù)據(jù),并存儲處理,通過自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采樣獲得電子凸輪曲線,用于自動卷繞過程控制恒線速度。
圖2合信方形卷繞電子凸輪控制示意圖
合信方形卷繞方案配置及應(yīng)用特點
該方案的配置如圖3所示。
圖3合信方形卷繞方案配置圖
合信方形卷繞方案的應(yīng)用優(yōu)勢有:
1、不同形狀適用性:示教電子凸輪可適用于不同形狀的鋰電池,無需導(dǎo)入電池模型;
2、雙卷針,效率高:采用雙卷針設(shè)計,換料卷繞同步進行,機械運行效率高;
3、電子凸輪自學(xué)習(xí),操作簡單:卷繞曲線完全通過示教自學(xué)習(xí)的方式實現(xiàn),不需要設(shè)置任何卷針參數(shù),操作簡便;
4、變轉(zhuǎn)速控制,張力穩(wěn)定,響應(yīng)快,精度高:恒線速度控制,通過伺服驅(qū)動器內(nèi)部在線調(diào)整前饋算法,保證極片和隔膜張速穩(wěn)定;
5、保存卷針數(shù)據(jù),方便條用:多個卷針的數(shù)據(jù)能夠保存在PLC中,更換卷針只需選擇調(diào)用即可;
6、高速EtherCAT:支持高速EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,最多支持128軸,滿足自動卷繞一體機的控制要求;
7、數(shù)據(jù)存儲,質(zhì)量保證:實時大容量存儲生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),為質(zhì)量追溯提供數(shù)據(jù)保障;
8、維護方便:采用遠程I/O就近安裝,節(jié)省配線和維護成本。
基于合信控制系統(tǒng)的疊片電池機械手全自動裝配生產(chǎn)線
隨著市場對高倍率放電、大容量電池的需求日益提升,迫切需要更優(yōu)化的電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計來滿足這些應(yīng)用趨勢,為此,疊片電池應(yīng)運而生。疊片電池優(yōu)勢包括:
①均勻一致的反應(yīng)界面
②更均勻的電流密度,優(yōu)良內(nèi)部散熱性能
③內(nèi)阻低、容量大、高倍率
④厚度便于控制,可超薄可超厚
⑤適用于異形、動力電池、高倍率電池
疊片電池裝配生產(chǎn)系統(tǒng)的控制要求及解決方案
疊片電池裝配生產(chǎn)線是負(fù)責(zé)完成動力鋰電池的疊片、極耳預(yù)焊、檢測、焊接、貼膠、包膜、熱熔、入殼等多道工序,整個過程需要快速銜接,外圍設(shè)備與多個SCARA機器人配合。整個系統(tǒng)需要多機器人協(xié)同控制全部控制由一個主機控制完成,減少不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。并且通過EtherCAT的總線連接20多個驅(qū)動器加多個EtherCAT遠程IO模塊,為遠距離多點數(shù)的應(yīng)用。
基于合信控制系統(tǒng)的疊片電池機械手全自動裝配生產(chǎn)線方案采用CTH300系列C37運動控制器和機器人示教器,通過EtherCAT總線通訊方式搭配H1A伺服驅(qū)動器和EtherCAT遠程IO模塊,以擴展模塊方式與設(shè)備外部信號交互,組成整套機器人生產(chǎn)線的解決方案。該方案可以控制多種模型的機器人,單主機同時控制多個機器人,并且擴展外部軸非常方便,可廣泛應(yīng)用于有機器人流水線式的控制需求。
圖4合信疊片電池裝配機器人生產(chǎn)線運動及驅(qū)動解決方案
CODESYS軟件平臺:支持PLCopen標(biāo)準(zhǔn)運動控制指令、支持電子凸輪/電子齒輪;支持CNC及多種機器人模型算法。
MICO:基于互聯(lián)網(wǎng)的智能終端,可實現(xiàn)遠程監(jiān)控;支持多種平臺,WINDOWS、IOS、ANDROID;可通過合信HMI的組態(tài)軟件組態(tài)顯示界面,不需其它軟件生成。
示教器:歐系風(fēng)格設(shè)計,輕便舒適;顯示界面可以通過上位機組態(tài)。
合信技術(shù)機器人生產(chǎn)線解決方案:集成運動控制、PLC控制和網(wǎng)絡(luò)控制于一體;可獨立使用各功能模塊,又可集成實現(xiàn)各種復(fù)雜控制功能;更高的穩(wěn)定性、開放性。
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