電池電極自動軟包電池激光模切機
一、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
張力部分：張力部分
接待平臺：接待平臺
極耳加強：耳片加強
形成偏糾：糾正偏差
緩存組件：緩存組件
缺陷檢測：缺陷檢測
V角模具：V角模具
追標：追蹤
刷粉機構：刷粉機構
打料部件：材料部件
放卷組件：放卷組件
激光部件：激光部件
風刀除塵：風刀除塵
張力構件：張力構件
牽引切斷部件：牽引切斷部件
尺寸檢測：尺寸檢測
待檢料盒：待檢料盒
OK料盒：OK料盒
NG料盒：NG 料盒
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+模塊驅動，張力協調緩沖，保證模切時連續開卷，提高生產效率，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動根據電極的尺寸調整刀具的定位，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）控制設備不同區域的粉塵，增加設備內部高效的FFU過濾系統，使設備內部的粉塵達到10萬級。
11) 預留2個網口用于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 |
序列號 | 物品 | 參數 |
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
2.3 產品尺寸信息確認表
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
三、設備技術參數
序列號 | 物品 | 參數 | 評論 |
1. | 電極長度 | 150-550mm （含拉片） | |
2. | 電極寬度 | 80 ～ 265毫米 | |
3. | 進料滾筒內徑 | 6寸 | |
4. | 送料外徑 | ≤700mm（單卷） | |
5. | 設備生產速度 | 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 | 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≥10次，總壽命≥1000萬次 | |
11. | 料箱內收料均勻度 | ±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 | 約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 | 約8000Kg | |
20. | 合格率 | ≥9 9 .8% | |
21. | 設備故障率 | ≥1.5% | |
22. | 適應環境溫度 | 0-50℃ |
? 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；
? 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；
? 擺輥速度同步控制，電位器檢測信號發送至PLC，PLC控制伺服電機速度；
? PLC+低摩擦氣缸+電控比例閥調節張力，張力范圍10-150N，運行平穩，張力波動≤5%；
? 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；
1.250W光纖激光器，脈寬可調，激光功率穩定性<5%
2.激光焦距調節精度±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
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.整個切割區域被半封閉防塵罩包裹，激光切割區域具有獨立的兩級封閉結構。切割過程中產生的粉塵由負壓吸塵器直接吸走，設計風速≥20-25m/s（可調）并實時監測風速
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，不影響連續切割
11.激光切割位置1米以內除塵采用金屬管道，非金屬管道采用阻燃管道
12.激光切割控制系統具有等間距和不等間距兩種切割模式，可自由切換和參數設置
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，避免過切或連續切割，有效控制毛刺和熱影響區。
? 采用伺服+精密絲杠作為驅動和張力協調的緩沖，可以保證模切時連續開卷，提高生產效率，保證張力穩定，保證材料牽引精度。
? 滾筒采用輕質材料制成，減少儲料滾筒的慣性矩，提高牽引精度和設備穩定性。
? 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，實時調整模具內外位置，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，防止發生安全事故；
? 模具底板采用大理石材質，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；
? 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，不會出現表面灰塵或顆粒堆積現象，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。
? 刀具上下驅動方式：伺服電機驅動，帶凸輪機構。
? 刀刃：進口G5鎢鋼材質
? 更換時間不應超過0.5小時。
A :上帶：
上皮帶機構
? 采用伺服電機驅動，驅動運動曲線由勻加速底部電子凸輪控制，運動最平穩，沖擊最小。
? 在皮帶上鉆一個3mm的孔，產生負壓，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。
? 上表面集成尺寸檢測CCD和除塵功能。
B下皮帶：
? 采用伺服電機驅動，驅動運動曲線由勻加速底部電子凸輪控制，運動最平穩，沖擊最小。
? 在1.5mm厚的皮帶上鉆一個3mm的孔，通過皮帶孔產生負壓，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，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，可以及時清除沖孔過程中產生的廢料、灰塵等。通過集塵過濾系統，保證粉塵不會擴散到設備周圍區域。
? 除塵系統噪聲：≤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。
? 模切產生粉塵是通過下部中空、負壓吸風產生的。
? 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。
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，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量 。
? 在電極放電區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3片不良尺寸報警、連續5片停機等防帶設計。
? 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。根據預設的各缺陷參數指標，軟件輸出合格/不合格信號，缺陷電極被缺陷產品剔除機構自動剔除。
? 采用兩臺16K線陣黑白高速工業相機和有效長度400mm的高亮度線光源，可檢測電極寬度為400mm。
? CCD監測電極正反面檢測到的所有缺陷數據均可直接導出為CSV文檔。測試標準參數（以實際工藝參數為準），漏判為0，誤判≤0.5 % ，灰度差不小于30。
? 人工智能識別缺陷產品并對其進行分類。
? 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、電極膠帶材質等。
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，減少了電纜數量，使電氣箱的連接更加簡潔、美觀。
? 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，向機器內部供風，與吸塵器配合，使機器內部空氣循環流動。
? 設備罩內部潔凈度應≥100000級。
五、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 | 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 |
IPv6 network supported
