? ? ? ?鋰電池生產(chǎn)工藝較長(cháng),生產(chǎn)過(guò)程有50多道工序,相應需要50多種設備來(lái)完成各道工序的制造。工藝環(huán)節決定了鋰電池設備龐雜,專(zhuān)用性強。應客戶(hù)需求,鋰電電設備由單機銷(xiāo)售到分段集成,再到整線(xiàn)集成,最終發(fā)展為自動(dòng)化的整線(xiàn)集成。
? ? ? ?整線(xiàn)布局是鋰電設備行業(yè)的發(fā)展趨勢,具備實(shí)力的公司正在加速布局整線(xiàn)能力。
但國產(chǎn)設備與日韓先進(jìn)設備在自動(dòng)化水平上仍有一定的差距。這種差距體現在兩個(gè)方面:
?。?)單臺設備的自動(dòng)化水平不高,很多設備為手動(dòng)操作或半自動(dòng)操作;
?。?)物流的自動(dòng)化水平不高,電芯需要人工取、放及搬運。國內后段設備制造商大多規模較小,大多數企業(yè)僅能被動(dòng)根據客戶(hù)要求提供充放電機及其他設備,很少有完整后處理系統設計、集成方面的能力,對集合了機械、電子、電氣、材料、信息、自動(dòng)控制等方面的自動(dòng)化物流設備,更是缺少經(jīng)驗。所以國產(chǎn)設備商的未來(lái)進(jìn)步方向,除了設備機械方面的穩定性和效率,軟件方面的算法和設計能力都亟需提高。
國內有廠(chǎng)商目前已具備獨立研發(fā)自動(dòng)化物流線(xiàn)的能力,并進(jìn)一步開(kāi)拓與強化后處理系統與自動(dòng)化物流線(xiàn)的整合集成應用,為未來(lái)構建無(wú)人、高效的自動(dòng)化后處理系統打下基礎。
? ? ? ?自動(dòng)化集成對運動(dòng)控制產(chǎn)品的應用要求,趨向于高速度、高精度、高可靠性
1.運動(dòng)控制產(chǎn)品在鋰電生產(chǎn)環(huán)節中應用廣泛,將迎來(lái)巨大的發(fā)展空間
鋰電設備行業(yè)上游包括鋼材、金屬線(xiàn)材、涂料、PLC、伺服器、電機、傳感器等行業(yè),下游行業(yè)主要是鋰離子電池行業(yè)。鋰電池生產(chǎn)線(xiàn)是包含電極制作、電芯合成、化成封裝和包裝檢測等工序在內的大規模

從動(dòng)力電池領(lǐng)域分析,當前動(dòng)力鋰電池的電芯制造主要分為卷繞和疊片兩種工藝,其中圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產(chǎn),而軟包電池則主要采用疊片工藝。
就卷繞技術(shù)環(huán)節而言,按照機器運行方式,卷繞機可分為手動(dòng)卷繞機、半自動(dòng)卷繞機和全自動(dòng)卷繞機三種。而鋰電生產(chǎn)環(huán)節復雜,包括環(huán)節眾多,將會(huì )用到大量運動(dòng)控制產(chǎn)品。隨著(zhù)動(dòng)力電池市場(chǎng)的持續擴大,鋰電卷繞機市場(chǎng)需求爆發(fā)。未來(lái)一段時(shí)間,在鋰電設備領(lǐng)域,運動(dòng)控制市場(chǎng)也將迎來(lái)巨大的發(fā)展空間。
2.卷繞技術(shù)難點(diǎn),要求運動(dòng)控制技術(shù)趨向于高速度、高精度、高可靠性
制片屬于鋰電池加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節,用于生產(chǎn)電池的正極極片或負極極片,以此環(huán)節的全自動(dòng)制片機卷繞技術(shù)為例,來(lái)看鋰電生產(chǎn)對運動(dòng)控制設備應用技術(shù)需求及難點(diǎn)。如下:
?。?)自動(dòng)放卷:系統通過(guò)電位器輸出模擬量轉換為速度控制,前方牽引速度增快則儲料區擺桿角度變大,電位器輸出模擬量速度變大同步調節,慢則隨之慢,保持同步,從而實(shí)現自動(dòng)放卷控制。
?。?)牽引膠貼:位置控制,光電掃描極片表面上升沿信號,給到PLC,中斷觸發(fā),一定數量的脈沖給到伺服定長(cháng)運行。
?。?)自動(dòng)糾偏:糾偏傳感器輸出模擬量速度控制,通過(guò)測量極片進(jìn)入感應區域的位置采樣變化來(lái)輸出信號,系統再用這個(gè)變化的信號來(lái)控制伺服帶動(dòng)整個(gè)機構不斷左右調整來(lái)料位置,從而實(shí)現自動(dòng)糾偏。
?。?)自動(dòng)收卷:電位器輸出模擬量速度控制,來(lái)料牽引速度增快則儲料區擺桿角度變大,電位器輸出模擬量速度變大,慢則隨之慢,從而實(shí)現自動(dòng)收卷控制。必須注意收卷表面張力要調整合適,否則容易造成直徑大了收不緊,或兩邊松緊不一爆邊現象。
可見(jiàn)鋰電卷繞技術(shù)對控制器、伺服驅動(dòng)器、傳感器等運控設備的要求越來(lái)越高。例如:高性能驅動(dòng),動(dòng)態(tài)響應時(shí)間短,位置控制快速精確,調試簡(jiǎn)便,適應靈活作業(yè),中斷定位響應時(shí)間短,無(wú)需降速運行,不再需要減速傳感器。伺服電機需要大慣量、大扭矩、兼容步進(jìn)驅動(dòng)器的安裝尺寸、在低速時(shí)有足夠大的啟動(dòng)轉矩輸出且運轉平穩,以便在與機械運動(dòng)部分連接中盡量減少中間環(huán)節,耐用性更強,穩定性更高。
而在整個(gè)鋰電生產(chǎn)系統運作上將采用到大量的運動(dòng)控制技術(shù),運動(dòng)控制產(chǎn)品起到至關(guān)重要的作用。
? ? ? ?國內運動(dòng)控制企業(yè)也紛紛將鋰電作為重點(diǎn)開(kāi)拓行業(yè)。
目前,眾為興面向鋰電設備市場(chǎng),可提供包括涂布、卷繞、疊片、模切、涂布、化成等工藝在內的個(gè)性化的運動(dòng)控制高效解決方案,受到客戶(hù)的認可和青睞。
首先,眾為興賦予鋰電設備一個(gè)超強大腦,采用眾為興AMC1600E總線(xiàn)控制器,實(shí)現EtherCAT總線(xiàn)與外圍設備的數據交互,通訊周期可任意配置,使通訊更加高效和實(shí)時(shí)。

AMC1600E采用PLC架構的控制方式,兼容IEC61131-3標準,支持IL、FBD、SFC、ST、LD等5種編程語(yǔ)言;并提供PLCOpen規范定義的運動(dòng)控制指令,包括Part1/2功能和部分Part4功能。支持PTP、Gear、CAM、直線(xiàn)插補、圓弧插補指令。
? ? ? ?此外在后段,眾為興SCARA機器人和視覺(jué)可以為后段的貼標、包裝、輸送、倉儲等工藝環(huán)節,不斷賦能。