在國(guó)家政策支持和市場(chǎng)需求的雙輪驅(qū)動(dòng)下，新能源汽車和動(dòng)力電池發(fā)展呈噴井式增加。未來(lái)3-5年將是鋰電設(shè)備高速增長(zhǎng)期。然而電池技術(shù)往往是一個(gè)瓶頸，往上提升在技術(shù)層面非常困難，需要投入成倍的人力和物力換來(lái)比之前小得多的進(jìn)步。鋰電池的產(chǎn)能和性能，遠(yuǎn)不能滿足終端電動(dòng)車及儲(chǔ)能市場(chǎng)的新增需求。鋰電設(shè)備行業(yè)繁榮的背后，面臨著效率低、穩(wěn)定性差、自動(dòng)化程度不高等“痛點(diǎn)”。
英威騰深挖行業(yè)需求，圍繞鋰電池設(shè)備市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出一系列的伺服控制系統(tǒng)解決方案,將自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)與鋰電池生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，大幅度提高鋰電池生產(chǎn)線的自動(dòng)化和智能化程度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，帶動(dòng)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)升級(jí)和改造。
本項(xiàng)目客戶為領(lǐng)先的作為領(lǐng)先的鋰電池智能裝備制造商。制片屬于鋰電池加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。英威騰伺服應(yīng)用于該客戶的電池制片機(jī)，以領(lǐng)先的性能和高性價(jià)比，降低投入成本，提升制造工藝和效益，滿足大批量、精益化的生產(chǎn)需求。
1.1 設(shè)備原理
電池制片機(jī)是用于生產(chǎn)正極極片或負(fù)極極片的設(shè)備, 用于生產(chǎn)鋰電池正極極片(鋁質(zhì))或負(fù)極極片(銅質(zhì))。一種極性需要一臺(tái)設(shè)備，一般是正負(fù)極兩臺(tái)設(shè)備在不同車間同時(shí)加工。將極片、極耳料卷分別安裝在放卷軸上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放卷、自動(dòng)糾偏、自動(dòng)焊接極耳、自動(dòng)貼膠、極耳包膠，切斷或收卷的功能。
1.2 工藝流程
主要工藝過(guò)程為:自動(dòng)放卷---焊前糾偏---送極耳---焊極耳---貼膠1---貼膠2---貼膠3（極耳貼）---糾偏---切片或收卷。
1.3 技術(shù)要求及難點(diǎn)
1. 自動(dòng)放卷：系統(tǒng)通過(guò)電位器輸出模擬量轉(zhuǎn)換為速度控制，前方牽引速度增快則儲(chǔ)料區(qū)擺桿角度變大，電位器輸出模擬量速度變大同步調(diào)節(jié)，慢則隨之慢，保持同步，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放卷控制。
2. 牽引膠貼：位置控制，光電掃描極片表面上升沿信號(hào)，給到PLC，中斷觸發(fā)，一定數(shù)量的脈沖給到伺服定長(zhǎng)運(yùn)行。
3. 自動(dòng)糾偏：糾偏傳感器輸出模擬量速度控制，通過(guò)測(cè)量極片進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域的位置采樣變化來(lái)輸出信號(hào)，系統(tǒng)再用這個(gè)變化的信號(hào)來(lái)控制伺服帶動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)不斷左右調(diào)整來(lái)料位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾偏。
4. 自動(dòng)收卷：電位器輸出模擬量速度控制，來(lái)料牽引速度增快則儲(chǔ)料區(qū)擺桿角度變大，電位器輸出模擬量速度變大，慢則隨之慢，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收卷控制。必須注意收卷表面張力要調(diào)整合適，否則容易造成直徑大了收不緊，或兩邊松緊不一爆邊現(xiàn)象。
使用的伺服系統(tǒng)是高性能驅(qū)動(dòng)器、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、位置控制快速精確，調(diào)試簡(jiǎn)便，適應(yīng)靈活作業(yè)，中斷定位響應(yīng)時(shí)間短,無(wú)需降速運(yùn)行,不再需要減速傳感器。伺服電機(jī)需要大慣量、大扭矩、兼容步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的安裝尺寸、在低速時(shí)有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)，耐用性更強(qiáng)，穩(wěn)定性更高。
英威騰采用了PLC內(nèi)置定位+伺服中斷定位的控制技術(shù), 充分結(jié)合了DA200系列高性能伺服動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、定位精確、整定時(shí)間短、自適應(yīng)、運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，中斷定位響應(yīng)時(shí)間為0.05ms,無(wú)需降速運(yùn)行,不再需要減速傳感器,降低用戶機(jī)械投入成本,提升制造工藝和效益。
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伺服控制器 |
伺服電機(jī) |
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SV-DA200-0R7-2-E0 |
SV-ML08-0R7G-2-1A0-1000 |
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SV-DA200-0R7-2-E0 |
SV-MH08-0R7G-2-1A0-1000 |
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SV-DA200-0R4-2-E0 |
SV-ML06-0R4G-2-1A0-1000 |
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SV-DA200-0R1-2-E0 |
SV-ML04-0R1G-2-1A0-3000 |
1. 全系伺服均采用英威騰DA200系列高性能交流伺服系統(tǒng)，性能強(qiáng)大穩(wěn)定，調(diào)試方便，性價(jià)比高，特別適合鋰電池行業(yè)國(guó)產(chǎn)伺服替代進(jìn)口多伺服的應(yīng)用。
2. 便捷的定位指令，輕松實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定位控制和相對(duì)定位控制。支持帶DOG搜索的原點(diǎn)回歸，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)，重開(kāi)機(jī)時(shí)無(wú)論機(jī)械部分停在任何位置，都可自動(dòng)回到原點(diǎn)，無(wú)需手動(dòng)調(diào)節(jié)。
3. 收放卷模型計(jì)算精度高、張力浮輥PID控制靈活、控制方式多樣化、動(dòng)作簡(jiǎn)單化、無(wú)需高速計(jì)數(shù)模塊、高速中斷定位控制、客戶編程簡(jiǎn)單。
4. 收卷使用英威騰定制大慣量電機(jī)，大容量電池直徑大的規(guī)格也能收料整齊。
5. 總線構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng),具有易擴(kuò)展、配線簡(jiǎn)化等特點(diǎn),并可以支持以太網(wǎng)通信協(xié)議,為工業(yè)4.0智能化工廠的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
未來(lái)已來(lái)，鋰電池設(shè)備的高精度、高效率以及高自動(dòng)化生產(chǎn)線將成為行業(yè)發(fā)展的大方向。英威騰在鋰電設(shè)備市場(chǎng)可提供包括卷繞、制片、疊片、模切、涂布、化成等全流程工序套電氣解決方案，協(xié)助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率、綜合能效、企業(yè)效益的全面提升。
