方型全自動(dòng)卷繞機(jī)

電池卷繞機(jī)是電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵的必備的設(shè)備。鋰電池卷繞機(jī)是把整卷的正負(fù)極片和隔膜通過(guò)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(dòng)卷繞機(jī)控制要點(diǎn)

方型卷繞機(jī)由于其卷針形狀的不規(guī)則性，卷針外圍每個(gè)點(diǎn)與卷針中心的距離均不一樣，要保證卷繞過(guò)程中的線速度恒定和張力波動(dòng)小，對(duì)控制系統(tǒng)的要求特別高。

1.正極片與負(fù)極片分別由獨(dú)立的放卷機(jī)構(gòu)放卷；

2.兩圈隔膜紙獨(dú)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(diǎn)）；

4.膠帶終止機(jī)構(gòu)精確定位；

5.下料機(jī)構(gòu)穩(wěn)定準(zhǔn)確。

合信方案：電子凸輪實(shí)現(xiàn)兩軸線速度同步的方形電池卷繞方案

計(jì)劃方案：

方型電池卷繞機(jī)←方形鋰電池隔膜在卷繞中無(wú)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(shí)速度←非簡(jiǎn)單重復(fù)動(dòng)作←卷針電機(jī)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(shí)現(xiàn)線速度同步

合信利用實(shí)際的機(jī)械運(yùn)動(dòng)反推得到電子凸輪，通過(guò)數(shù)據(jù)采樣獲得電子凸輪曲線，還原實(shí)際機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

在每一種電池自動(dòng)卷繞前，通過(guò)半自動(dòng)的控制方式恒轉(zhuǎn)速卷繞一個(gè)電池成品，期間定時(shí)采集編碼器反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)處理，通過(guò)自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采樣獲得電子凸輪曲線，用于自動(dòng)卷繞過(guò)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(diǎn)

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(shì)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(wú)需導(dǎo)入電池模型；

2、雙卷針，效率高：采用雙卷針設(shè)計(jì)，換料卷繞同步進(jìn)行，機(jī)械運(yùn)行效率高；

3、電子凸輪自學(xué)習(xí)，操作簡(jiǎn)單：卷繞曲線完全通過(guò)示教自學(xué)習(xí)的方式實(shí)現(xiàn)，不需要設(shè)置任何卷針參數(shù)，操作簡(jiǎn)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(guò)伺服驅(qū)動(dòng)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(gè)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(dòng)卷繞一體機(jī)的控制要求；

7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，質(zhì)量保證：實(shí)時(shí)大容量存儲(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，為質(zhì)量追溯提供數(shù)據(jù)保障；

8、維護(hù)方便：采用遠(yuǎn)程I/O就近安裝，節(jié)省配線和維護(hù)成本。

基于合信控制系統(tǒng)的疊片電池機(jī)械手全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線

隨著市場(chǎng)對(duì)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(jì)來(lái)滿足這些應(yīng)用趨勢(shì)，為此，疊片電池應(yīng)運(yùn)而生。疊片電池優(yōu)勢(shì)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(dòng)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(dòng)力鋰電池的疊片、極耳預(yù)焊、檢測(cè)、焊接、貼膠、包膜、熱熔、入殼等多道工序，整個(gè)過(guò)程需要快速銜接，外圍設(shè)備與多個(gè)SCARA機(jī)器人配合。整個(gè)系統(tǒng)需要多機(jī)器人協(xié)同控制全部控制由一個(gè)主機(jī)控制完成，減少不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。并且通過(guò)EtherCAT的總線連接20多個(gè)驅(qū)動(dòng)器加多個(gè)EtherCAT遠(yuǎn)程IO模塊，為遠(yuǎn)距離多點(diǎn)數(shù)的應(yīng)用。

基于合信控制系統(tǒng)的疊片電池機(jī)械手全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線方案采用CTH300系列C37運(yùn)動(dòng)控制器和機(jī)器人示教器，通過(guò)EtherCAT總線通訊方式搭配H1A伺服驅(qū)動(dòng)器和EtherCAT遠(yuǎn)程IO模塊，以擴(kuò)展模塊方式與設(shè)備外部信號(hào)交互，組成整套機(jī)器人生產(chǎn)線的解決方案。該方案可以控制多種模型的機(jī)器人，單主機(jī)同時(shí)控制多個(gè)機(jī)器人，并且擴(kuò)展外部軸非常方便，可廣泛應(yīng)用于有機(jī)器人流水線式的控制需求。

圖4合信疊片電池裝配機(jī)器人生產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)解決方案

CODESYS軟件平臺(tái)：支持PLCopen標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制指令、支持電子凸輪/電子齒輪；支持CNC及多種機(jī)器人模型算法。

MICO：基于互聯(lián)網(wǎng)的智能終端，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；支持多種平臺(tái)，WINDOWS、IOS、ANDROID；可通過(guò)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(jì)，輕便舒適；顯示界面可以通過(guò)上位機(jī)組態(tài)。

合信技術(shù)機(jī)器人生產(chǎn)線解決方案：集成運(yùn)動(dòng)控制、PLC控制和網(wǎng)絡(luò)控制于一體；可獨(dú)立使用各功能模塊，又可集成實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制功能；更高的穩(wěn)定性、開(kāi)放性。