方型全自動卷繞機

    電池卷繞機是電池生產中的關鍵的必備的設備。鋰電池卷繞機是把整卷的正負極片和隔膜通過卷繞的方式做成電芯的關鍵設備，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.正極片與負極片分別由獨立的放卷機構放卷；

    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（技術難點）；

    4.膠帶終止機構精確定位；

    5.下料機構穩(wěn)定準確。

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←變化的厚度與角度決定矩形卷針變化的瞬時速度←非簡單重復動作←卷針電機位置與送膜伺服位置數(shù)學模型復雜←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，通過自學習數(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，無需導入電池模型；

    2、雙卷針，效率高：采用雙卷針設計，換料卷繞同步進行，機械運行效率高；

    3、電子凸輪自學習，操作簡單：卷繞曲線完全通過示教自學習的方式實現(xiàn)，不需要設置任何卷針參數(shù)，操作簡便；

    4、變轉速控制，張力穩(wěn)定，響應快，精度高：恒線速度控制，通過伺服驅動器內部在線調整前饋算法，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用即可；

    6、高速EtherCAT：支持高速EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)標準協(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，質量保證：實時大容量存儲生產過程數(shù)據(jù)，為質量追溯提供數(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)化的電芯結構設計來滿足這些應用趨勢，為此，疊片電池應運而生。疊片電池優(yōu)勢包括：

    ①均勻一致的反應界面

    ②更均勻的電流密度，優(yōu)良內部散熱性能

    ③內阻低、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

疊片電池裝配生產系統(tǒng)的控制要求及解決方案

    疊片電池裝配生產線是負責完成動力鋰電池的疊片、極耳預焊、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多個驅動器加多個EtherCAT遠程IO模塊，為遠距離多點數(shù)的應用。

    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伺服驅動器和EtherCAT遠程IO模塊，以擴展模塊方式與設備外部信號交互，組成整套機器人生產線的解決方案。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線運動及驅動解決方案

    CODESYS軟件平臺：支持PLCopen標準運動控制指令、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：歐系風格設計，輕便舒適；顯示界面可以通過上位機組態(tài)。

    合信技術機器人生產線解決方案：集成運動控制、PLC控制和網(wǎng)絡控制于一體；可獨立使用各功能模塊，又可集成實現(xiàn)各種復雜控制功能；更高的穩(wěn)定性、開放性。