引言

二次電池又稱為充電電池，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。由于能源的匱乏，二次電池行業(yè)得到了快速的發(fā)展。如今，二次電池已經(jīng)成為了電子設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，特別是在筆記本電腦、手機(jī)等設(shè)備中占據(jù)了舉足輕重的地位。

近年來，二次電池的生產(chǎn)正在向中國轉(zhuǎn)移，產(chǎn)量快速增長。在實際生產(chǎn)過程中，二次電池的包封技術(shù)會影響到電池的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為此，歐姆龍開發(fā)出一套以為核心的系統(tǒng)來滿足市場。

2 設(shè)備構(gòu)成及功能

2.1 設(shè)備構(gòu)成

二次電池包封配組機(jī)如圖1所示，設(shè)備主要由六大部分構(gòu)成，分別是隔板盤部分、一工位送片部分、包板部分、二工位送片部分、三工位送片部分和配組輸出。

2.2 各部分功能介紹

1．隔板盤部分：用來輸送包封極板時所用的ACM膜。

2．一工位送片部分：用來輸送需要包封的極板到主滾道（極板軸）上，如圖2所示。

3. 包板部分：對一工位送來的極板進(jìn)行包封。具體操作過程是：膜通過隔板輸送電機(jī)送到模軸，刀軸對送來的膜進(jìn)行切割和折中線動作，極板輸送軸把極板送入切割完后的膜進(jìn)行兩邊的側(cè)封。如圖3所示。

4．二工位送片部分：用來輸送不需要包封的負(fù)極板，和包封好的正極板進(jìn)行疊加

5. 三工位送片部分：等待一組極板組成極板群后，用來輸送正極板疊加到極板群上，疊加后由配組電機(jī)送出。

3 系統(tǒng)硬件解決方案

3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)（見圖4）

3.2系統(tǒng)硬件配置（見表1）

表1 系統(tǒng)硬件配置

4 控制系統(tǒng)的難點與解決

4.1ACM膜長度需任意修改

在實際操作過程中，為了便于包封極板更加靈活，ACM膜的長度必須是可以任意修改。由于NJ軸設(shè)置中環(huán)形模式的最大最小值經(jīng)設(shè)定后不能通過程序修改，為了達(dá)到膜長修改的需求，膜軸只能使用線性模式。

4.2壓中線不能有拉痕

折刀壓膜時速度和送膜軸速度不同步時，很容易導(dǎo)致膜的中線位置出現(xiàn)拉痕。因此在在定長ACM膜的壓中線和切割時，切刀旋轉(zhuǎn)速度必須送ACM膜的速度同步，壓中線踩不會有拉痕。

4.3進(jìn)料包封可按需循環(huán)

對于電池內(nèi)部極板的進(jìn)料，必須可以實現(xiàn)設(shè)置包封多少個后停包一個，然后再繼續(xù)循環(huán)的功能。包封配組機(jī)中基本都是采用外部光電信號作為停包和再次包時的觸發(fā)點，但是速度不同時會有誤差，再次啟動時的第一袋會出現(xiàn)中線對折后不齊的現(xiàn)象。針對此，NJ控制器采用了更為精確的控制算法來確保不出現(xiàn)誤差。

5 系統(tǒng)控制算法

包封配組機(jī)關(guān)鍵是壓痕及切割刀軸和牽引軸的線速度同步，這就要用到電子凸輪功能，但是電子凸輪表隨著袋長的改變而改變，因此，我們必須根據(jù)袋長值來計算電子凸輪。

圖5~8截取了整個系統(tǒng)的部分控制算法。Program1中的CamGear用來計算電子凸輪表的坐標(biāo)點以及電子齒輪的比例，袋長修改（通過修改觸摸屏上的“袋長設(shè)定”值）后使用For語句動態(tài)修改凸輪表并保存。

6 結(jié)束語

目前，整套系統(tǒng)在客戶現(xiàn)場使用，實踐證明該系統(tǒng)可以確保二次電池可以在包封配組機(jī)上實現(xiàn)無誤差的穩(wěn)定生產(chǎn)，滿足了客戶的生產(chǎn)需求。同時，我們也看到了歐姆龍NJ控制器在該行業(yè)廣闊的應(yīng)用前景。