電池電極自動(dòng)軟包電池激光模切機(jī)
一、設(shè)備介紹
1.1 設(shè)備功能概述：
該設(shè)備主要用于動(dòng)力電池疊層工藝（連續(xù)涂布工藝） 中正負(fù)極板的成型。
AGV/手動(dòng)將電極 卷安裝在設(shè)備的放卷氣脹軸上，設(shè)備自動(dòng)放卷，通過(guò)糾偏機(jī)構(gòu)自動(dòng)糾偏放卷過(guò)程，通過(guò)張力控制系統(tǒng)控制放卷張力。進(jìn)入激光切割前進(jìn)行二次校正（工藝校正），電極 刀片除塵，張力控制，電極 緩沖，CCD缺陷檢測(cè)，沖孔工位采用五金模具沖出V角，然后通過(guò)牽引機(jī)構(gòu)將材料牽引至切割位置，切割成片。通過(guò)傳送帶輸送至尺寸檢驗(yàn)處。刷粉檢驗(yàn)（雙面）后，不良品自動(dòng)剔除至NG料箱，合格品收集至成品箱。
1.2 動(dòng)作流程：
放卷機(jī)構(gòu)：放卷機(jī)構(gòu)--放卷糾偏：放卷校正：--接帶平臺(tái)：接管平臺(tái)--放卷張力：放卷張力--過(guò)程糾偏：工藝校正--激光切割：激光切割--牽引機(jī)構(gòu)：牽引機(jī)構(gòu)--極耳除塵：拉片除塵--張力機(jī)構(gòu)：張緊機(jī)構(gòu)--儲(chǔ)片機(jī)構(gòu)：儲(chǔ)片機(jī)構(gòu)--瑕疵檢測(cè)：缺陷檢測(cè)--V角裁切：V角切割--拉切機(jī)構(gòu)：切割機(jī)構(gòu)--尺寸檢測(cè)：尺寸檢查--上刷粉：上刷粉--下刷粉： 下刷粉-- NG收料：NG收料-- OK收料：OK收料
1.3設(shè)備圖：（單放卷）
設(shè)備尺寸：9000X2100X2600mm
張力部分：張力部分
接待平臺(tái)：接待平臺(tái)
極耳加強(qiáng)：耳片加強(qiáng)
形成偏糾：糾正偏差
緩存組件：緩存組件
缺陷檢測(cè)：缺陷檢測(cè)
V角模具：V角模具
追標(biāo)：追蹤
刷粉機(jī)構(gòu)：刷粉機(jī)構(gòu)
打料部件：材料部件
放卷組件：放卷組件
激光部件：激光部件
風(fēng)刀除塵：風(fēng)刀除塵
張力構(gòu)件：張力構(gòu)件
牽引切斷部件：牽引切斷部件
尺寸檢測(cè)：尺寸檢測(cè)
待檢料盒：待檢料盒
OK料盒：OK料盒
NG料盒：NG 料盒
1.4 設(shè)備特點(diǎn)：
1） 單卷送料機(jī)構(gòu)：每軸最大送料直徑為700mm 。氣動(dòng)脹軸采用特殊設(shè)計(jì)，減少線圈與氣動(dòng)脹軸之間的摩擦，省工省時(shí)，更換材料方便快捷；自動(dòng)放卷由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，程序控制自動(dòng)放卷。通過(guò)線圈直徑算法計(jì)算極片線圈的尺寸變化，判斷極片是否即將耗盡。當(dāng)線圈用完時(shí)，機(jī)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)停止。
2）牽引機(jī)構(gòu)：采用專利伺服牽引機(jī)構(gòu)，牽引精度±0.2mm。
3）儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)：采用伺服+模塊驅(qū)動(dòng)，張力協(xié)調(diào)緩沖，保證模切時(shí)連續(xù)開卷，提高生產(chǎn)效率，保證材料牽引精度。
4）極子切刀：采用專利切割機(jī)構(gòu)，粉末損失小，毛刺小。此外，該裝置還可以通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)根據(jù)電極的尺寸調(diào)整刀具的定位，提高電極的寬度精度。
5）集成功能：本機(jī)可集成CCD檢測(cè)和電極刷粉功能，提高整機(jī)利用率。
6）專利除塵方式：減少粉塵二次污染，有效避免刷粉對(duì)電極的損壞。
7）電極耳激光模切：大大降低電極板的成型成本。
8）遇到膠帶模切和切刀時(shí)，采用自動(dòng)避讓，減少膠帶對(duì)模具和切刀的損壞。
9) 收料均勻度：極伺服送料模式下，收料均勻度為±1。
10）控制設(shè)備不同區(qū)域的粉塵，增加設(shè)備內(nèi)部高效的FFU過(guò)濾系統(tǒng)，使設(shè)備內(nèi)部的粉塵達(dá)到10萬(wàn)級(jí)。
11) 預(yù)留2個(gè)網(wǎng)口用于MES通訊功能。
1.5 本機(jī)擁有的專利：
序列號(hào) | 類型 | 物品 | 專利號(hào) | 評(píng)論 |
1 | 實(shí)用新型 | 新型氣體膨脹井 | 201620345969.7 | |
2 | 實(shí)用新型 | 緩存設(shè)備 | 201521104998.6 | |
3 | 實(shí)用新型 | 一種電池極板沖孔模具 | 201520310309.0 | |
4 | 實(shí)用新型 | 牽引傳動(dòng)機(jī)構(gòu) | 201521104997.1 | |
5 | 實(shí)用新型 | 極刷清粉裝置 | 201620345992.6 | |
6 | 實(shí)用新型 | 改進(jìn)的電極切割裝置 | 201621169384 |
序列號(hào) | 物品 | 參數(shù) |
1 | 材料寬度 | 150-550mm （含拉片） |
2 | 材料厚度 | 60-300微米 |
3 | 進(jìn)料滾筒內(nèi)徑 | 6寸 |
4 | 電極來(lái)料外徑/重量 | ≤700毫米/≤500公斤 |
5 | 涂裝方法及破損要求 | 連續(xù)涂覆，一側(cè)伸出極耳，極耳損傷小于0.5mm |
6 | 來(lái)料卷繞均勻度 | ≤±3毫米 |
7 | 入射波邊緣高度 | ≤0.5毫米 |
8 | 來(lái)料涂層寬度誤差 | ≤±0.5毫米 |
2.2. 電極模切方式
2.3 產(chǎn)品尺寸信息確認(rèn)表
模型 | 陰極 | 陽(yáng)極 | 標(biāo)簽尺寸 | 極耳中心距 | 圓角R | ||
LB _ | 西澳_ | LB _ | 西澳_ | ||||
3 | |||||||
3 | |||||||
3 | |||||||
2.4極耳 毛刺（見(jiàn)圖2.2）
（五金模具）平面毛刺Vk（金屬毛刺）≤10um
垂直毛刺Vh（金屬毛刺）≤15um
（激光）平面毛刺Vk（金屬毛刺）≤15um
（激光）垂直毛刺Vh（金屬毛刺）≤18um
三、設(shè)備技術(shù)參數(shù)
序列號(hào) | 物品 | 參數(shù) | 評(píng)論 |
1. | 電極長(zhǎng)度 | 150-550mm （含拉片） | |
2. | 電極寬度 | 80 ～ 265毫米 | |
3. | 進(jìn)料滾筒內(nèi)徑 | 6寸 | |
4. | 送料外徑 | ≤700mm（單卷） | |
5. | 設(shè)備生產(chǎn)速度 | 幅寬（ 80-120 ）≥120PPM _ 幅寬（ 120-180 ）≥90PPM _ 幅寬（ 180-265 ）≥60PPM _ | |
6. | 電極尺寸精度 | ±0.2毫米 | |
7. | 溶珠 | ≤10微米 | |
8. | 熱影響區(qū) | 陰極≤100um 陽(yáng)極≤120um 、 | |
9. | 漏金屬 | ≤50微米 | |
10. | 刀具壽命 | 每次修模后使用≥100萬(wàn)次 模具修復(fù)次數(shù)≥10次，總壽命≥1000萬(wàn)次 | |
11. | 料箱內(nèi)收料均勻度 | ±0.5毫米 | |
12. | 設(shè)備噪音 | ≤75db （距離機(jī)器： 1M ） | |
13. | 三維CCD檢測(cè) | 精度±0.15mm | |
14. | 缺陷CCD檢測(cè) | 誤判=0，誤判≤0.3% | 與來(lái)料情況相關(guān) |
15. | 設(shè)備電源 | 交流400V，三相50Hz 啟動(dòng)功率≤35Kw 工作功率≤20Kw | |
16. | 設(shè)備氣源 | 壓縮空氣0.5-0.6Mpa 耗氣量：800L/min | |
17. | 設(shè)備尺寸 | 約9000×2100×2600 （主機(jī)） | |
18. | 顏色 | 標(biāo)準(zhǔn)暖灰1C，如客戶要求需提供色卡 | |
19. | 設(shè)備重量 | 約8000Kg | |
20. | 合格率 | ≥9 9 .8% | |
21. | 設(shè)備故障率 | ≥1.5% | |
22. | 適應(yīng)環(huán)境溫度 | 0-50℃ |
? 放卷機(jī)構(gòu)采用一套6英寸氣脹軸結(jié)構(gòu)，極線圈最大直徑φ700mm 。
? 放卷方向可順時(shí)針、逆時(shí)針；
? 裝車時(shí)，有單字光纖筆輔助定位極線圈裝車位置；
? 放卷機(jī)構(gòu)采用放卷糾偏設(shè)計(jì)，糾偏精度≤±0.2mm，糾偏行程±50mm；
? 配備卷材拼接平臺(tái)和輔助標(biāo)記線，方便手動(dòng)拼接；
? 切割位置設(shè)有集塵箱，通過(guò)負(fù)壓抽氣進(jìn)行收集和清理；
? 擺輥速度同步控制，電位器檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至PLC，PLC控制伺服電機(jī)速度；
? PLC+低摩擦氣缸+電控比例閥調(diào)節(jié)張力，張力范圍10-150N，運(yùn)行平穩(wěn)，張力波動(dòng)≤5%；
? 過(guò)程修正采用修正模塊，修正精度高，操作簡(jiǎn)單；可通過(guò)點(diǎn)擊模塊按鈕手動(dòng)進(jìn)行糾偏補(bǔ)償，保證整體放卷及糾偏精度；
? 工藝糾偏精度≤±0.1mm，糾偏行程±20mm；
1.250W光纖激光器，脈寬可調(diào)，激光功率穩(wěn)定性<5%
2.激光焦距調(diào)節(jié)精度±0.01mm
3.振鏡重復(fù)定位精度±0.02mm
4.最小切削R角大于等于1
5.雙工位激光切割系統(tǒng)
6.切割尺寸準(zhǔn)確，無(wú)粘片 、無(wú)極耳側(cè)安裝有無(wú)切割、漏切割感應(yīng)檢測(cè)
7.在電極片放卷過(guò)程中，可以檢測(cè)來(lái)料的缺陷，可以檢測(cè)來(lái)料膠帶和機(jī)器的膠帶連接斷裂情況。檢測(cè)到膠帶后，可以設(shè)置正常切割或跳切。 跳切后可設(shè)置第一個(gè)接片位置與連接位置之間的距離，提高材料利用率
8.整個(gè)切割區(qū)域被半封閉防塵罩包裹，激光切割區(qū)域具有獨(dú)立的兩級(jí)封閉結(jié)構(gòu)。切割過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵由負(fù)壓吸塵器直接吸走，設(shè)計(jì)風(fēng)速≥20-25m/s（可調(diào)）并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速
9.激光防護(hù)：激光切割工作室外罩觀察窗采用激光防護(hù)板
10.激光切割產(chǎn)生的廢料由壓實(shí)機(jī)收集，廢料通過(guò)廢料管道進(jìn)入壓實(shí)機(jī)，不影響連續(xù)切割
11.激光切割位置1米以內(nèi)除塵采用金屬管道，非金屬管道采用阻燃管道
12.激光切割控制系統(tǒng)具有等間距和不等間距兩種切割模式，可自由切換和參數(shù)設(shè)置
13.采用PSO控制技術(shù)，可精確控制單點(diǎn)能量大小并在指定位置輸出。采用激光變頻控制，避免過(guò)切或連續(xù)切割，有效控制毛刺和熱影響區(qū)。
? 采用伺服+精密絲杠作為驅(qū)動(dòng)和張力協(xié)調(diào)的緩沖，可以保證模切時(shí)連續(xù)開卷，提高生產(chǎn)效率，保證張力穩(wěn)定，保證材料牽引精度。
? 滾筒采用輕質(zhì)材料制成，減少儲(chǔ)料滾筒的慣性矩，提高牽引精度和設(shè)備穩(wěn)定性。
? 滾輪采用碳纖維設(shè)計(jì)。
? 控制方式采用電子凸輪疊加控制。
4.2.7.V角沖孔機(jī)構(gòu)
? 采用兩組V角沖切模完成極耳的成型；
? 模具沖孔模塊具有自動(dòng)糾偏功能，通過(guò)傳感器檢測(cè)極片位置，實(shí)時(shí)調(diào)整模具內(nèi)外位置，確保極片沖孔高度和尺寸一致；2 個(gè)色碼傳感器用于正側(cè)膠帶檢測(cè)和跳切。
? 配備安全光柵，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉光柵設(shè)備，防止發(fā)生安全事故；
? 模具底板采用大理石材質(zhì)，提高了底板的平整度，保證模具安裝后不變形。平面度0.01mm。
? 模具與模底板之間采用快速定位，拆裝方便，模具更換時(shí)間小于0.5小時(shí)；
? 采用專利伺服牽引機(jī)構(gòu)，最大牽引速度60m/min，牽引精度± 0.2mm
? 牽引輥采用EPDM材料制成，帶有輥軸。設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)表面灰塵或顆粒堆積現(xiàn)象，保證電極表面平整、無(wú)劃傷等缺陷。
? 上下滾輪涂有粘合劑，硬度為90度，保持緊密貼合。
? 下拉材料為HV750鋼輥，鍍厚硬鉻并精密研磨拋光，粗糙度Ra0.2
? 上輥采用氣缸壓緊，保證極子尺寸的準(zhǔn)確性。
? 刀具上下驅(qū)動(dòng)方式：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶凸輪機(jī)構(gòu)。
? 刀刃：進(jìn)口G5鎢鋼材質(zhì)
? 更換時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.5小時(shí)。
A :上帶：
上皮帶機(jī)構(gòu)
? 采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)曲線由勻加速底部電子凸輪控制，運(yùn)動(dòng)最平穩(wěn)，沖擊最小。
? 在皮帶上鉆一個(gè)3mm的孔，產(chǎn)生負(fù)壓，將電極 片從皮帶孔中吸住
? 皮革具有自動(dòng)毛刷清潔功能，皮帶采用1.5mm厚PU底PVC特殊材質(zhì)。
? 上表面集成尺寸檢測(cè)CCD和除塵功能。
B下皮帶：
? 采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)曲線由勻加速底部電子凸輪控制，運(yùn)動(dòng)最平穩(wěn)，沖擊最小。
? 在1.5mm厚的皮帶上鉆一個(gè)3mm的孔，通過(guò)皮帶孔產(chǎn)生負(fù)壓，吸引極片并將其分成多片。
? 皮革具有自動(dòng)毛刷清潔功能，皮帶采用特殊材質(zhì)，表面PU，PVC底。
? 頂部集成電極切割和下表面除塵功能。
刷粉清理電極表面，可以及時(shí)清除沖孔過(guò)程中產(chǎn)生的廢料、灰塵等。通過(guò)集塵過(guò)濾系統(tǒng)，保證粉塵不會(huì)擴(kuò)散到設(shè)備周圍區(qū)域。
? 除塵系統(tǒng)噪聲：≤75db
? 清掃裝置采用集中除塵。
? 采用離子吹吸結(jié)合的強(qiáng)力除塵機(jī)構(gòu)進(jìn)行除塵。
? 刷粉機(jī)構(gòu)配備10000Gs強(qiáng)磁力，可清除含有磁性的粉塵
? 在放卷處用吸塵器清除電極表面的灰塵。
? 模切產(chǎn)生粉塵是通過(guò)下部中空、負(fù)壓吸風(fēng)產(chǎn)生的。
? 在切刀下方，通過(guò)吸力將灰塵吸走。
? 用刷子清除電極上的頑固灰塵。
電極 片通過(guò)皮帶輸送線自動(dòng)送入料箱，料箱設(shè)有自動(dòng)升降和滿料報(bào)警裝置。配備極地緩沖機(jī)構(gòu)。
? 沖孔后的電極片自動(dòng)堆疊在料盒內(nèi)，堆疊過(guò)程不碰撞電極片 邊緣 。
? 料盒電極片整齊度：≤± 0.5mm 。落料過(guò)程中電極板不接觸料箱邊緣。
? 極板去除方法：采用傳送帶卸料吸附到傳送帶上。
? 電極 堆疊高度控制：步進(jìn)電機(jī)控制電極堆疊數(shù)量 。
? 在電極放電區(qū)域的合理位置安裝強(qiáng)制急停按鈕。
? 不良電極板自動(dòng)排出，并具有連續(xù)3片不良尺寸報(bào)警、連續(xù)5片停機(jī)等防帶設(shè)計(jì)。
? 當(dāng)電極通過(guò)滾筒時(shí)，采用線陣相機(jī)逐行掃描電極表面，拼接成完整圖像。采用特定的圖像檢測(cè)算法來(lái)分析計(jì)算圖像的特征。根據(jù)預(yù)設(shè)的各缺陷參數(shù)指標(biāo)，軟件輸出合格/不合格信號(hào)，缺陷電極被缺陷產(chǎn)品剔除機(jī)構(gòu)自動(dòng)剔除。
? 采用兩臺(tái)16K線陣黑白高速工業(yè)相機(jī)和有效長(zhǎng)度400mm的高亮度線光源，可檢測(cè)電極寬度為400mm。
? CCD監(jiān)測(cè)電極正反面檢測(cè)到的所有缺陷數(shù)據(jù)均可直接導(dǎo)出為CSV文檔。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（以實(shí)際工藝參數(shù)為準(zhǔn)），漏判為0，誤判≤0.5 % ，灰度差不小于30。
? 人工智能識(shí)別缺陷產(chǎn)品并對(duì)其進(jìn)行分類。
? 通過(guò)CCD對(duì)極板進(jìn)行拍照，可檢測(cè)極耳條及裸露箔片的高度，包括極板的長(zhǎng)度、極耳至邊緣的距離、寬度、角度等。檢測(cè)精度±0.1mm，漏判0分，誤判≤3‰。
? 采用陣列工業(yè)相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。
? 采用背光源檢測(cè)方案，背光源照明方案可以提高檢測(cè)精度；
? 尺寸檢測(cè)前有壓緊機(jī)構(gòu)將電極板壓平，防止吸附不良造成檢測(cè)誤差；
? 尺寸檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：電極寬度、高度、角度、電極肩寬、電極膠帶材質(zhì)等。
由1套PLC、1臺(tái)15寸觸摸屏及其他電器元件組成；采用總線連接，減少了電纜數(shù)量，使電氣箱的連接更加簡(jiǎn)潔、美觀。
? 機(jī)架采用高強(qiáng)度方鋼管焊接而成，表面噴漆。
? 設(shè)備配有鋁合金或鈑金、有機(jī)玻璃制成的防塵罩。
? 外罩頂部設(shè)有FFU過(guò)濾裝置，向機(jī)器內(nèi)部供風(fēng)，與吸塵器配合，使機(jī)器內(nèi)部空氣循環(huán)流動(dòng)。
? 設(shè)備罩內(nèi)部潔凈度應(yīng)≥100000級(jí)。
五、主要設(shè)備附件清單
5.1 主要配件清單：
序列號(hào) | 主要配置 | 品牌 | 起源 |
1 | PLC 控制系統(tǒng) | 歐吹 | 英國(guó) |
2 | 偏差_ | 埔里園/蝙蝠 | 中國(guó) |
3 | 觸摸屏 | 韋恩維尤 | 中國(guó) |
4 | 伺服電機(jī) | 埃斯頓 | 中國(guó) |
5 | 張力控制器 | 藤倉(cāng) | 日本 |
6 | P氣動(dòng)元件 | SMC 、亞德客 | 日本、臺(tái)灣 |
7 | 絲桿導(dǎo)軌 | 上銀Hiwin | 臺(tái)灣 |
8 | 軸承_ | 日本精工株式會(huì)社 | 日本 |
9 | 開關(guān)電器 | 施耐德、松下 | 德國(guó)、日本 |
10 | 光電傳感器 | 歐姆龍、松下、寶盟、巨龍 | 日本、中國(guó) |
11 | CCD | ?？?/span> | 中國(guó) |
5.2 易損部件列表：
序列號(hào) | 物品 | 規(guī)格 | 評(píng)論 |
1 | 光電開關(guān) | EE-SX671A | 歐姆龍 |
2 | 中間繼電器 | MY2J-12VDC | 施耐德 |
3 | 按鈕開關(guān) | φ22 | 施耐德 |
IPv6 network supported
