高质量、高效率| 雷赛智能与“锂”共探新能源智造

文:深圳市雷赛智能控制股份有限公司2022年第二期

  受益于政策支持和下游应用领域的快速发展,全球锂电池市场规模增长迅速。在当今锂电产业全球化布局、加速扩产投产的格局下,降本增效成为行业核心竞争力,对锂电制造提出了新要求:从单一工序自动化到产线自动化,再到数字化的建设。在这一轮变革中,更专业的智能制造解决方案对锂电制造尤为重要。

  雷赛智能深耕锂电行业,利用自身技术优势,以专业知识、稳定可靠的产品和完善的服务为锂电生产提供一站式解决方案,为诸多客户创造价值,实现了生产效率、综合能效、公司效益的全面提升。

  锂电池的生产工艺比较复杂,针对涂布、叠片、卷绕、封包、注液、化成等工序,雷赛智能可提供基于EtherCAT总线的PLC+伺服+步进运动控制解决方案。下面以锂电池生产典型设备举例说明雷赛方案在锂电池行业的应用。

  1 运动控制方案

  (1)卷绕机

  锂电池卷绕机是以卷绕的方式生产锂电池电芯的设备。与常见锂电池形态一致,卷绕机一般依据生产出的成品电芯的形态分为方形卷绕机、圆柱形卷绕机等。生产步骤为:卷状原材料→放卷→叠加→卷绕→裁切→卸料→完成。

  雷赛智能卷绕机运动控制方案优势包括:

  ? 模块附加值高、种类丰富

  支持标准的网络协议,可与各种主流主站连接,扩大系统构成,提供R2插片型和R1经济型两种类型,每种类型均提供丰富的数字量、模拟量、温度、位置等多种模块,根据现场需求灵活配置,满足客户多样化选择。

  ? 高速度控制精度

  高3.2kHz速度环带宽,实现伺服系统的快速响应。

  ? 简化增益调整

  特别优化的归一化增益参数,再结合单参数MFC调整,实现快速高效伺服调试,以应对轴数多调试耗时问题。

  ? 电流环高速响应

  电流环20MHz的采样频率,实现高精度张力闭环控制。

  (2)叠片机

  锂电池叠片机设备主要用于方形锂离子电池的Z型叠片、隔膜尾卷及叠片后电芯贴胶。

  雷赛智能叠片机运动控制方案优势有:

  ? 模块附加值高、种类丰富

  支持标准的网络协议,可与各种主流主站连接,扩大系统构成,提供R2插片型和R1经济型两种类型,每种类型均

  提供丰富的数字量、模拟量、温度、位置等多种模块,根据现场需求灵活配置,满足客户多样化选择。

运动控制

图 1 卷绕机运动控制方案拓扑图

运动控制

图 2 叠片机运动控制方案拓扑图

运动控制

图 3 PACK(组装)线运动控制方案拓扑图

运动控制

图 4 涂布机运动控制方案拓扑图

运动控制

图 5 注液机运动控制方案拓扑图

  ? 高速度控制精度

  高3.2kHz速度环带宽,实现伺服系统的快速响应。

  ? 协同优化

  通过对工艺流程的不断深挖,优化各轴间协同配合,提升关键轴效率,减少等待时间。

  ? 快速整定

  通过增益调整实现毫秒级整定时间,以应对频繁启停,有效提高生产节拍。

  ? 快捷安装

  电源与IO均采用无需焊接可快速安装的压簧端子,方便接线及调试。

  (3)PACK(组装)线

  锂电池Pack产线核心工序包括上料、支架粘贴、电焊、检测等工艺,核心设备为激光焊接机以及各类粘贴检测设备。

  雷赛智能PACK(组装)线运动控制方案优势包括:

  ? 强大的运动控制功能

  PMC600支持本体扩展IO和扩展远程IO模块,最大IO点可达65535个,接线方便;支持点位运动、支持电子齿轮、电子凸轮运动,支持直线插补、圆弧插补等插补运动。

  ? 简化增益调整

  特别优化的归一化增益参数,再结合单参数MFC调整,实现快速高效伺服调试,以应对轴数多调试耗时问题。

  ? 产品系列丰富解决方案更灵活

  脉冲、Modbus、CANopen、EhterCAT、PR模式接口可选产品齐全,可根据控制器接口灵活选择。

运动控制

图 6 PMC600 系列中型 PLC 运动控制器

运动控制

图 7 L7EC 系列 EtherCAT 高速总线型交流伺服系统

  (4)涂布机

  涂布机主要用于薄膜、纸张等的表面涂布工艺生产,此机是将成卷的基材涂上一层特定功能的胶、涂料或油墨等,并烘干后收卷。

  雷赛智能涂布机运动控制方案优势有:

  ? 模块附加值高、种类丰富

  支持标准的网络协议,可与各种主流主站连接,扩大系统构成,提供R2插片型和R1经济型两种类型,每种类型均提供丰富的数字量、模拟量、温度、位置等多种模块,根据现场需求灵活配置,满足客户多样化选择。

  ? 均匀涂布

  配合摩擦补偿及转矩补偿等功能,实现变阻力下更低的速度波动,提高涂布均匀程度。

  ? 简化增益调整

  特别优化的归一化增益参数,必要时再结合单参数MFC调整,实现快速高效伺服调试。

  ? 快捷安装

  电源与IO均采用无需焊接可快速安装的压簧端子,方便接线及调试。

  (5)注液机

  注液机主要完成方形锂离子电池的扫码、称重、一次注液、收残液、注液口清洁、电解液除气泡、注液杯清洗、插密封钉等功能。

  雷赛智能注液机运动控制方案优势包括:

  ? 强大的运动控制功能

  PMC600支持本体扩展IO和扩展远程IO模块,最大IO点可达65535个,接线方便;支持点位运动、支持电子齿轮、电子凸轮运动,支持直线插补、圆弧插补等插补运动。

  ? 简化增益调整

  特别优化的归一化增益参数,必要时再结合单参数MFC调整,实现快速高效伺服调试。

  ? 大惯量免调整

  针对注液机大负载及变负载情况,大惯量免调整模式可以轻松应对,实现伺服稳定运行。

  ? 快捷安装

  电源与IO均采用无需焊接可快速安装的压簧端子,方便接线及调试。

  2 运动控制方案核心

  (1)PMC600系列中型PLC运动控制器

  产品特点:

  ? 控制功能丰富:高速飞拍及锁存、多种行业功能算法;

  ? 功能模块标准:支持IEC61131-3标准、支持PLCopen标准功能块;

  ? 扩展能力强大:可扩展32个模块、EtherCAT总线可扩展32轴。

  (2)L7EC系列EtherCAT高速总线型交流伺服系统

  产品特点:

  ? 简单易用:大惯量免调试功能、PUSH-IN压簧式IO端子;

  ? 快速高效:3.2kHz速度环带宽、最小125μs总线周期;

  ? 稳定可靠:标配动态制动、支持机械特性分析。

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