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DA200高性能交流伺服系統在鋰電池卷繞機的應用
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一、全自動卷繞機概述:

全自動卷繞機是把整卷的正負極片和隔膜通過卷繞的方式做成電芯的關鍵設備,主要動作流程包括:預卷、入片、卷繞、極片和隔膜裁斷、換位、貼膠帶、下料等;方型卷繞機由于其卷針形狀的不規則性,要保證卷繞過程中的線速度恒定和張力波動小,對控制系統的要求特別高。

二、卷繞示意圖:

三、系統架構圖:

* 采用運動控制器+英威騰DA200高性能伺服系統的控制方案。

* HMI采用以太網通訊,快速實現人機數據交換。

* 可分布式安裝I/O或模擬量???。

四、關鍵技術:

1.【變轉速控制】

* 系統支持恒轉速控制和變轉速控制,可通過HMI選擇。

* 變轉速采用電子凸輪控制方式實現。

* 變轉速控制能使整個機械系統穩定,較易實現高速運行和穩定的張力控制。

2.【張力控制】

* 各極片、隔膜在每個動作階段可單獨設置張力大小。

* 在正常卷繞階段可以按長度設六段不同的張力。每段張力可以按線性變化,也可以按圈線性變化。

* 張力設置靈活,能很好解決電芯變形問題。

3.【自動糾偏】

當設備運行速度比較快時,糾偏響應時間要求比較快。

* 運動控制器1ms任務掃描周期。

* EtherCAT傳輸速率:100Mbaud。

* 伺服響應控制器指令<2ms。

* 采用PI控制算法。

4.【主動放卷】

* 主動放卷能使整個片材運行更加平穩,從而降低張力輥的波動,使張力更穩定。

* 應用運動控制器的電子齒輪功能,以收卷速度為主軸,以放卷為從軸,實現放卷快速響應收卷速度。

* 實時求取當前卷徑,作為電子齒輪的參數。同時當前卷徑作為空卷報警的依據。

五、主要功能

1.【不良極片單卷剔除】

* 根據檢測裝置檢測極片,對不良極片可單卷排除并報警。

* 可判斷當前不良極片是否在當前卷繞電芯內。如果在電芯外,不影響當前電芯卷繞,并在下個卷繞周期自動卷繞不良極片并剔除。

2.【報警功能】

* 多達200條報警信息。包括機械干涉預報、氣缸故障、程序控制報警等。

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* 能讓操作工快速定位問題點,提高效率。

3.【手動和單步運行】

* 更好地支持設備調試、換料處理及故障處理。

六、方案特點:

1、EtherCAT高速工業以太網,支持多達64軸,滿足卷繞焊接一體機的控制要求。

2、實時大容量存儲生產過程數據,為質量追溯提供數據保障。

3、采用遠程I/O就近安裝,幫助客戶節省各種配線和維護成本。

4、 完全支持IEC61131-3國際標準的編程環境,工程師無縫切換。

5、卷繞曲線完全通過自學習的方式實現,不需要設置任何卷針參數。

七、方案優勢

* 張力波動?。菏導始透裟ふ帕Σǘ?lt;5%。

* 卷繞速度快:200mm寬卷針實測線速度>800mm/s,線速度波動<5%。

* 糾偏響應快:驅動器內部處理糾偏,直接響應無須再經過控制器 。

* 可采用控制器處理糾偏,掃描周期1ms。

* 裁切精度高:8米長極片裁切誤差小于2mm

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