設備介紹

1.1 設備功能概述:

 該設備主要用于動力電池疊層工藝(連續(xù)涂布工藝)  中正負極板的成型。

AGV/手動將電極 卷安裝在設備的放卷氣脹軸上,設備自動放卷,通過糾偏機構自動糾偏放卷過程,通過張力控制系統(tǒng)控制放卷張力。進入激光切割前進行二次校正(工藝校正),電極 刀片除塵,張力控制,電極 緩沖,CCD缺陷檢測,沖孔工位采用五金模具沖出V角,然后通過牽引機構將材料牽引至切割位置,切割成片。通過傳送帶輸送至尺寸檢驗處。刷粉檢驗(雙面)后,不良品自動剔除至NG料箱,合格品收集至成品箱。


1.2 動作流程:

放卷機構:放卷機構--放卷糾偏:放卷校正:--接帶平臺:接管平臺--放卷張力:放卷張力--過程糾偏:工藝校正--激光切割:激光切割--牽引機構:牽引機構--極耳除塵拉片除塵--張力機構:張緊機構--儲片機構:儲片機構--瑕疵檢測:缺陷檢測--V角裁切:V角切割--拉切機構:切割機構--尺寸檢測: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設備圖:(單放卷)


設備尺寸:9000X2100X2600mm


1.4 設備特點:

1) 單卷送料機構:每軸最大送料直徑為700mm 。氣動脹軸采用特殊設計,減少線圈與氣動脹軸之間的摩擦,省工省時,更換材料方便快捷;自動放卷由伺服電機驅(qū)動,程序控制自動放卷。通過線圈直徑算法計算極片線圈的尺寸變化,判斷極片是否即將耗盡。當線圈用完時,機器發(fā)出報警信號并自動停止。 

2)牽引機構:采用專利伺服牽引機構,牽引精度±0.2mm。

3)儲料機構:采用伺服+模塊驅(qū)動,張力協(xié)調(diào)緩沖,保證模切時連續(xù)開卷,提高生產(chǎn)效率,保證材料牽引精度。

4)極子切刀:采用專利切割機構,粉末損失小,毛刺小。此外,該裝置還可以通過伺服驅(qū)動根據(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:本機可集成CCD檢測和電極刷粉功能,提高整機利用率。

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,采用自動避讓,減少膠帶對模具和切刀的損壞。

9) 收料均勻度:極伺服送料模式下,收料均勻度為±1。

10)控制設備不同區(qū)域的粉塵,增加設備內(nèi)部高效的FFU過濾系統(tǒng),使設備內(nèi)部的粉塵達到10萬級。

11) 預留2個網(wǎng)口用于MES通訊功能。


1.5 本機擁有的專利:

序列號

類型

物品

專利號

評論

1

實用新型

新型氣體膨脹井

201620345969.7


2

實用新型

緩存設備

201521104998.6


3

實用新型

一種電池極板沖孔模具

201520310309.0


4

實用新型

牽引傳動機構

201521104997.1


5

實用新型

極刷清粉裝置

201620345992.6


6

實用新型

改進的電極切割裝置

201621169384



、設備能適應來料和產(chǎn)品規(guī)格

2.1適應來料尺寸規(guī)格

   

序列號

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

 進料滾筒內(nèi)徑

6寸

4

電極來料外徑/重量

≤700毫米/≤500公斤

5

涂裝方法及破損要求

連續(xù)涂覆,一側伸出極耳,極耳損傷小于0.5mm

6

 來料卷繞均勻度

≤±3毫米

7

入射波邊緣高度

≤0.5毫米

8

來料涂層寬度誤差

≤±0.5毫米

 

2.2. 電極模切方式


可選模切方式,帶切邊系統(tǒng)


 2.3 產(chǎn)品尺寸信息確認表

模型

陰極

陽極

標簽尺寸

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

、設備技術參數(shù)

序列號

物品

參數(shù)

評論

1. 

電極長度

150-550mm (含拉片


2. 

電極寬度

80 ~ 265毫米


3. 

進料滾筒內(nèi)徑

6寸


4. 

送料外徑

≤700mm單卷


5. 

設備生產(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  陽極≤120um 、


9. 

漏金屬

≤50微米


10. 

刀具壽命

每次修模后使用≥100萬次

模具修復次數(shù)≥10次,總壽命≥1000萬次


11. 

料箱內(nèi)收料均勻度

±0.5毫米  


12. 

設備噪音

≤75db (距離機器 1M )


13. 

三維CCD檢測

精度±0.15mm


14. 

缺陷CCD檢測

誤判=0,誤判≤0.3%

與來料情況相關

15. 

設備電源

交流400V三相50Hz

啟動功率≤35Kw

工作功率≤20Kw


16. 

設備氣源

壓縮空氣0.5-0.6Mpa

耗氣量:800L/min


17. 

設備尺寸

9000×2100×2600 (主機


18. 

顏色

標準暖灰1C,如客戶要求需提供色卡


19. 

設備重量

8000Kg


20. 

合格率

≥9 9 .8%


21. 

設備故障率

≥1.5%


22. 

適應環(huán)境溫度

0-50℃


 

四、主要成分組成及作用  

4.2.1放卷模塊 

? 放卷機構采用一套6英寸氣脹軸結構,極線圈最大直徑φ700mm 。

? 放卷方向可順時針、逆時針;

? 裝車時,有單字光纖筆輔助定位極線圈裝車位置;

? 放卷機構采用放卷糾偏設計,糾偏精度≤±0.2mm,糾偏行程±50mm;

       4.2.2編帶機構

? 配備卷材拼接平臺和輔助標記線,方便手動拼接;

? 切割位置設有集塵箱,通過負壓抽氣進行收集和清理;

 

 

4.2.3 張力機構:

? 擺輥速度同步控制,電位器檢測信號發(fā)送至PLC,PLC控制伺服電機速度;

?  PLC+低摩擦氣缸+電控比例閥調(diào)節(jié)張力,張力范圍10-150N,運行平穩(wěn),張力波動≤5%;

 

4.2.4 . 工藝修正

? 過程修正采用修正模塊,修正精度高,操作簡單;可通過點擊模塊按鈕手動進行糾偏補償,保證整體放卷及糾偏精度;

? 工藝糾偏精度≤±0.1mm,糾偏行程±20mm;


4.2.5激光模切模塊

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、切割尺寸準確,無粘片 、無極耳側安裝有無切割、漏切割感應檢測

7.在電極片放卷過程中,可以檢測來料的缺陷,可以檢測來料膠帶和機器的膠帶連接斷裂情況。檢測到膠帶后,可以設置正常切割或跳切。 跳切后可設置第一個接片位置與連接位置之間的距離,提高材料利用率

8.整個切割區(qū)域被半封閉防塵罩包裹,激光切割區(qū)域具有獨立的兩級封閉結構。切割過程中產(chǎn)生的粉塵由負壓吸塵器直接吸走,設計風速≥20-25m/s(可調(diào))并實時監(jiān)測風速

9.激光防護:激光切割工作室外罩觀察窗采用激光防護板

10.激光切割產(chǎn)生的廢料由壓實機收集,廢料通過廢料管道進入壓實機,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)設置

13.采用PSO控制技術,可精確控制單點能量大小并在指定位置輸出。采用激光變頻控制,避免過切或連續(xù)切割,有效控制毛刺和熱影響區(qū)。


4.2.6.素材存儲機制

? 采用伺服+精密絲杠作為驅(qū)動和張力協(xié)調(diào)的緩沖,可以保證模切時連續(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,減少儲料滾筒的慣性矩,提高牽引精度和設備穩(wěn)定性。

? 滾輪采用碳纖維設計。 

? 控制方式采用電子凸輪疊加控制。


4.2.7.V角沖孔機構

? 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糾偏功能,通過傳感器檢測極片位置,實時調(diào)整模具內(nèi)外位置,確保極片沖孔高度和尺寸一致;2 個色碼傳感器用于正側膠帶檢測和跳切。

? 配備安全光柵,設備運行時,應立即關閉光柵設備,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,模具更換時間小于0.5小時;


4.2.8. 牽引機構

采用專利伺服牽引機構,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。設備正常運行時,不會出現(xiàn)表面灰塵或顆粒堆積現(xiàn)象,保證電極表面平整、無劃傷等缺陷。

? 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,保證極子尺寸的準確性。

? 刀具上下驅(qū)動方式:伺服電機驅(qū)動,帶凸輪機構。 

? 刀刃:進口G5鎢鋼材質(zhì)

? 更換時間不應超過0.5小時。 


4.2.9 .輸送帶機構

:上帶:

上皮帶機構

采用伺服電機驅(qū)動,驅(qū)動運動曲線由勻加速底部電子凸輪控制,運動最平穩(wěn),沖擊最小。

 在皮帶上鉆一個3mm的孔,產(chǎn)生負壓,將電極 片從皮帶孔中吸住

皮革具有自動毛刷清潔功能,皮帶采用1.5mm厚PU底PVC特殊材質(zhì)。

上表面集成尺寸檢測CCD和除塵功能。


B下皮帶: 

采用伺服電機驅(qū)動,驅(qū)動運動曲線由勻加速底部電子凸輪控制,運動最平穩(wěn),沖擊最小。

在1.5mm厚的皮帶上鉆一個3mm的孔,通過皮帶孔產(chǎn)生負壓,吸引極片并將其分成多片。

皮革具有自動毛刷清潔功能,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。


4.2.10 .刷牙機構

刷粉清理電極表面,可以及時清除沖孔過程中產(chǎn)生的廢料、灰塵等。通過集塵過濾系統(tǒng),保證粉塵不會擴散到設備周圍區(qū)域。

除塵系統(tǒng)噪聲:≤75db

清掃裝置采用集中除塵。

 采用離子吹吸結合的強力除塵機構進行除塵。

刷粉機構配備10000Gs強磁力,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)生粉塵是通過下部中空、負壓吸風產(chǎn)生的。

在切刀下方,通過吸力將灰塵吸走。


用刷子清除電極上的頑固灰塵。


4.2.11 .電極接收裝置

電極 片通過皮帶輸送線自動送入料箱,料箱設有自動升降和滿料報警裝置。配備極地緩沖機構。

? 沖孔后的電極片自動堆疊在料盒內(nèi),堆疊過程不碰撞電極片 邊緣 。

 料盒電極片整齊度:≤± 0.5mm 。落料過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:步進電機控制電極堆疊數(shù)量 。 

在電極放電區(qū)域的合理位置安裝強制急停按鈕。


不良電極板自動排出,并具有連續(xù)3片不良尺寸報警、連續(xù)5片停機等防帶設計。


4.2. 12.缺陷檢測

當電極通過滾筒時,采用線陣相機逐行掃描電極表面,拼接成完整圖像。采用特定的圖像檢測算法來分析計算圖像的特征。根據(jù)預設的各缺陷參數(shù)指標,軟件輸出合格/不合格信號,缺陷電極被缺陷產(chǎn)品剔除機構自動剔除。

采用兩臺16K線陣黑白高速工業(yè)相機和有效長度400mm的高亮度線光源,可檢測電極寬度為400mm。

?  CCD監(jiān)測電極正反面檢測到的所有缺陷數(shù)據(jù)均可直接導出為CSV文檔。測試標準參數(shù)(以實際工藝參數(shù)為準),漏判為0,誤判≤0.5 ,灰度差不小于30。

人工智能識別缺陷產(chǎn)品并對其進行分類。





4.2.13.CCD尺寸檢測機制

通過CCD對極板進行拍照,可檢測極耳條及裸露箔片的高度,包括極板的長度、極耳至邊緣的距離、寬度、角度等。檢測精度±0.1mm,漏判0分,誤判≤3‰。

采用陣列工業(yè)相機進行檢測。

采用背光源檢測方案,背光源照明方案可以提高檢測精度;

尺寸檢測前有壓緊機構將電極板壓平,防止吸附不良造成檢測誤差;


尺寸檢驗項目包括:電極寬度、高度、角度、電極肩寬、電極膠帶材質(zhì)等。


4.2.14 .控制系統(tǒng)

由1套PLC、1臺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潔、美觀。

4.2.15.機架蓋

機架采用高強度方鋼管焊接而成,表面噴漆。

設備配有鋁合金或鈑金、有機玻璃制成的防塵罩。

外罩頂部設有FFU過濾裝置,向機器內(nèi)部供風,與吸塵器配合,使機器內(nèi)部空氣循環(huán)流動。

設備罩內(nèi)部潔凈度應≥100000級。


、主要設備附件清單

5.1 主要配件清單:

序列號

主要配置

品牌

起源

1

PLC 控制系統(tǒng)

歐吹

英國

2

偏差_

埔里園/蝙蝠

中國

3

觸摸屏

韋恩維尤

中國

4

伺服電機

埃斯頓

中國

5

張力控制器

藤倉

日本

6

P氣動元件

SMC 、亞德客

日本、臺灣

7

絲桿導軌

上銀Hiwin

臺灣

8

軸承_

日本精工株式會社

日本

9

開關電器

施耐德、松下

德國、日本

10

光電傳感器

歐姆龍、松下寶盟、巨龍

日本、中國

11

CCD

海康

中國

 

5.2 易損部件列表:

序列號

物品

規(guī)格

評論

1

光電開關

EE-SX671A

歐姆龍

2

中間繼電器

MY2J-12VDC

施耐德

3

按鈕開關

φ22

施耐德


 

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