高速高精！步科锂电高速制片机张力及纠偏控制解决方案------扬州步科电气代理商

2023-12-18

一、方案概述

锂电池制片机主要作用是将成卷的极片放卷，通过定长牵引将极耳焊接到每一段极片上，然后再在极耳上下两面都贴上绝缘胶带，最后收卷或裁切成片。

张力形成的原理

二、工艺要求

制片机主要工艺为：自动放卷---焊前纠偏---送极耳---焊极耳---贴胶---纠偏---切片或收卷。

张力控制广泛应用于在有收放卷应用的卷材加工场合。在锂电领域，极片涂布、辊压、分条、制片、叠片、卷绕以及电池隔膜产线、涂覆线等等都会用到张力控制。

 运动物体中的张力是由于物料长度方向存在着速度差，使得物料的不同部分产生相对位移（或形变），而产生存在于物料内部的一种内应力。

制片机来说就是牵引轴和放卷轴（收卷轴）两者之间产生“速差”才能产生张力。在高速运行的场合，张力控制的平稳性至关重要，否则在启停阶段或速度变化时很容易造成材料断裂。

张力形成的原理

由于材料采用连续加工的方式，各加工工位需要在加工前确定物料与加工机构的相对位置。极片的输送靠主动辊与从动辊之间的摩擦力，多级输送之后很难保证前后极片在同一个平面，此时就需要对物料牵引机构进行进行纠偏，以保证极片的边沿与加工工位之间的距离恒定。

三、步科控制方案

制片机张力控制部分采用摆杆机构，电位器和摆杆相连，可将摆杆的角度变化通过模拟量传给PLC。焊接牵引拉动极片向前移动，PLC通过PID控制放卷轴的速度，将摆杆控制在需要的一个固定位置。

放卷张力摆杆示意图

纠偏传感器示意图

整个系统采用EtherCAT总线，保证了系统响应的实时性；采用16bit高分辨率模拟量模块，准确采集摆杆的角度变化。

方案原理图

PLC采用步科新一代高性能ARM平台运动控制器AX500

• 强大的运动控制功能，搭载锂电行业纠偏、收放卷、张力控制等工艺包；

• CoDeSys软件平台，多种编程语言，便利上手；

• 强劲内核，ARM 4核1.5GHz，可满足各类丰富应用；

• 2路EtherCAT总线，1ms8轴同步，最大48轴，支持同步定位，电子凸轮，插补功能。

 伺服采用步科第5代PK系列交流伺服系统

• 内置高速探针，周期62.5us；

• 全新算法平台，速度环采样频率8K；

• 精准定位，百分百命中，可搭配使用23位编码器，多种编码器类型可选；

• 驱动器支持CANopen、EtherCAT、PN、Modbus总线控制。

四、方案总结

张力及纠偏控制广泛被应用于各种卷材的加工中，步科张力及纠偏控制解决方案典型特点：