高速高精！步科鋰電高速制片機(jī)張力及糾偏控制解決方案

一、方案概述

鋰電池制片機(jī)主要作用是將成卷的極片放卷，通過定長牽引將極耳焊接到每一段極片上，然后再在極耳上下兩面都貼上絕緣膠帶，最后收卷或裁切成片。

張力形成的原理

二、工藝要求

制片機(jī)主要工藝為：自動(dòng)放卷---焊前糾偏---送極耳---焊極耳---貼膠---糾偏---切片或收卷。

張力控制廣泛應(yīng)用于在有收放卷應(yīng)用的卷材加工場合。在鋰電領(lǐng)域，極片涂布、輥壓、分條、制片、疊片、卷繞以及電池隔膜產(chǎn)線、涂覆線等等都會(huì)用到張力控制。

 運(yùn)動(dòng)物體中的張力是由于物料長度方向存在著速度差，使得物料的不同部分產(chǎn)生相對(duì)位移（或形變），而產(chǎn)生存在于物料內(nèi)部的一種內(nèi)應(yīng)力。

制片機(jī)來說就是牽引軸和放卷軸（收卷軸）兩者之間產(chǎn)生“速差”才能產(chǎn)生張力。在高速運(yùn)行的場合，張力控制的平穩(wěn)性至關(guān)重要，否則在啟停階段或速度變化時(shí)很容易造成材料斷裂。

張力形成的原理

由于材料采用連續(xù)加工的方式，各加工工位需要在加工前確定物料與加工機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置。極片的輸送靠主動(dòng)輥與從動(dòng)輥之間的摩擦力，多級(jí)輸送之后很難保證前后極片在同一個(gè)平面，此時(shí)就需要對(duì)物料牽引機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行糾偏，以保證極片的邊沿與加工工位之間的距離恒定。

三、步科控制方案

制片機(jī)張力控制部分采用擺桿機(jī)構(gòu)，電位器和擺桿相連，可將擺桿的角度變化通過模擬量傳給PLC。焊接牽引拉動(dòng)極片向前移動(dòng)，PLC通過PID控制放卷軸的速度，將擺桿控制在需要的一個(gè)固定位置。

放卷張力擺桿示意圖

糾偏傳感器示意圖

整個(gè)系統(tǒng)采用EtherCAT總線，保證了系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性；采用16bit高分辨率模擬量模塊，準(zhǔn)確采集擺桿的角度變化。

方案原理圖

PLC采用步科新一代高性能ARM平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器AX500

• 強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，搭載鋰電行業(yè)糾偏、收放卷、張力控制等工藝包；
  

• CoDeSys軟件平臺(tái)，多種編程語言，便利上手；

• 強(qiáng)勁內(nèi)核，ARM 4核1.5GHz，可滿足各類豐富應(yīng)用；

• 2路EtherCAT總線，1ms8軸同步，最大48軸，支持同步定位，電子凸輪，插補(bǔ)功能。

 伺服采用步科第5代PK系列交流伺服系統(tǒng)

• 內(nèi)置高速探針，周期62.5us；

• 全新算法平臺(tái)，速度環(huán)采樣頻率8K；

• 精準(zhǔn)定位，百分百命中，可搭配使用23位編碼器，多種編碼器類型可選；

• 驅(qū)動(dòng)器支持CANopen、EtherCAT、PN、Modbus總線控制。

四、方案總結(jié)

張力及糾偏控制廣泛被應(yīng)用于各種卷材的加工中，步科張力及糾偏控制解決方案典型特點(diǎn)：

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