二次电池叠片机应用案例 | 结合多项尖端技术，大幅提升生产速度与良品率

设备概况

　　Z型叠片机是方形锂电池生产的关键设备之一。一般由十个机构组成，分别为：放料机构、正极料盒、负极料盒、正极二次定位机构、负极二次定位机构、正极送料机构、负极送料机构、叠片台、贴胶机构、下料机构。

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工艺简介

　　叠片机将正、负极片装入料盒中，机械手左右运动，在正、负极料盒中拾取极片，经二次定位，交替将正、负极片放在叠片台上。隔膜主动放卷，叠片台带动隔膜左右往复移动形成Z字叠绕。叠片完成后，按照设定长度切断，自动送出人工贴胶。

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课题

　　① 易产生振动

　　设备中多个轴(上料平移、叠片台移动等等)都是单轴PTP控制，每个轴移动时间将直接影响整机速度，高速下设备易出现振动等问题。

　　② 叠片平移距离长

　　原先上片一般采用双伺服或者双动子的直线电机，因此CCD平台和叠片台上片位置在一条直线上，叠片台左右上片位置间距一般固定不可调，且考虑大产品因此距离较远，影响整机效率。

　　③ 检测时间久

　　对极片产品进行位置检测以及数据传输过程中，单个工位的检测时间在200ms左右，且在切换工位阶段需要通过信号传输切换程序;无法满足时间上的高速要求。

　　④ 张力波动大

　　叠片工艺由于是频繁起停控制，同时隔膜在叠片台左右移动时呈非线性变化，传统通过编码器采样的方式或许变化曲线，张力波动较大。

　　⑤ 视觉检测精度不足

　　叠片设备极片产品长边尺寸为300mm左右，使用单个相机拍摄整个产品，在使用500万像素相机下，相机分辨率只能达到0.12mm/pix。

解决方案

　　01、抑振技术

　　通过欧姆龙独有的抑振技术，可以有效解决高速移动下，轴因惯性而带来的振动问题，并在相同移动距离的前提下，缩短移动时间和等待时间，提高整机效率。

　　FROM

　　高速移动、启停后振动严重

　　造成叠片质量低，效率低

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　　TO

　　振动幅度减小，振动时间减小

　　提升叠片质量和效率

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　　02、机器人技术

　　上片位动作由欧姆龙独有的机器人技术完成，这样叠片台上片位置就可以根据实际需要随意变动，可以有效缩短叠片台移动距离，提升整机效率，还可以完成极片位置纠偏功能。

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　　03、高速视觉技术

　　使用高速4核FH视觉控制器，一台能够同时实现多台相机独立工作以及独立数据传输，实现每个工位检测时间都在100ms以下，实现视觉部分“0”节拍浪费。

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　　04、张力技术

　　通过数学模型的方式，计算并获取叠片移动与缓存直线的位置关系，从而有效的提高同步性，实现张力控制，降低张力波动。

　　05、高精度检测技术

　　对左右双工位，各使用两个200万相机，对极片的斜对角进行拍照检测，视野为34mm*17mm，相机分辨率可以达到0.017mm/pix。

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系统配置

　　超高速视觉系统FH系列对位置数据进行采集，再通过NX1系列机械自动化控制器，自带的叠片算法，得出机器人的气爪叠片位置。机器人全部由拥有高负载、长臂展的欧姆龙SCARA组成，而伺服驱动全部采用欧姆龙1S系列，可实现对动作曲线的精准控制。

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国内首屈一指的Z型叠片机

　　FROM

　　生产效率：1.5秒/片

　　隔膜对齐度 ±0.6mm

　　极片对齐度 ±0.5mm

　　TO

　　生产效率：0.6秒/片

　　隔膜对齐度 ±0.2mm，隔膜无形变

　　极片对齐度 ±0.1mm

　　【经营层】

　　◾ 打造国内首屈一指的Z型电池叠片机，引领未来行业发展趋势!

　　◾ 结合多项尖端技术，各项性能领先，设备竞争力向上!

　　【管理层】

　　◾ 通过抑振、机器人，张力等技术导入，大幅提升整机的运动节拍。

　　◾ 高精度检测技术的导入，确保隔膜、极片的对齐度，品质提升。

　　【工程师层】

　　◾ 全系统由欧姆龙提供技术支援，后期维护有保障。

　　◾ 通过一款软件对所有设备进行整合控制，缩短开发时间。

　　欧姆龙始终致力于解决生产中出现的课题，推动生产革新。尤其是欧姆龙智能制造理念i-Automation!中的“Integrated”(控制升级)，致力于为制造业革新创出提供核心技术力，为客户创造更简单更灵活的制造现场，实现高速・高精度生产，赋予生产更多智能。