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应用案例 | 德克威尔远程IO应用于新能源行业圆柱电芯卷绕工艺

锂电池的电芯制作是将两种极片卷合成一个个单包的电池块,主要工序包括卷绕,焊接,入壳,注液。其中卷绕是将两种极片卷成单块的电池芯,焊接是将电芯焊接在电池电极片上。


德克威尔远程IO通过满足电池制芯工艺现场对于高精度、高速度、稳定性等需求,赢得了客户的青睐。


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行业解析


卷绕工艺是锂电池制造过程中的核心环节,在这一过程中,正负极片、隔膜、正负极耳、保护胶带以及终止胶带等关键材料被精确地固定在各自的放料轴上,按照一定的顺序和方向卷绕成电芯,对产线的精确性及稳定性要求很高。


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这种自动化的生产方式不仅确保了电芯的卷绕过程一次性完成,而且显著减少了人为干预和极片在过程中的损伤,从而提升了电芯的整体装配质量。

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电芯焊接是将电芯极片与电芯外壳连接起来的关键工艺之一。目前,电芯焊接主要采用激光焊接、超声波焊接等方式。激光焊接具有焊接速度快、焊接质量高、焊接热影响区小等优点;超声波焊接具有焊接效率高、焊接成本低、焊接无污染等优点。


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现场痛点


作为量产机型,卷绕机最核心的痛点是稳定的产能,如何在保证良率的同时,提高卷绕产能?


1、提高速度与稳定性


卷绕速度决定了生产效率,而稳定性则直接影响电芯的质量。为实现保证稳定性的同时提高卷绕速度,需要优化卷绕机的运动控制算法,以提高其动态响应能力和稳定性。


远程IO在这一环节,需要保证通讯稳定,如果出现从站IO断联的情况,将会直接影响机器的生产效率。德克威尔FS1系列模块作为EMC国标A级的“优秀选手”,能够为卷绕机的稳定生产保驾护航。



2、提高现场施工效率


在实际现场装配中,设备的制线和接线占据了30%的施工时间,现场装配时间长是急需解决的痛点。


德克威尔FS1和新款RS系列模块都支持E-CON形式的接线端子,该端子支持预制线,通过穿刺型端子,免去了剥线、剥线、压制端子等一系列操作,在操作层面实现了装配效率的提升。


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德克威尔方案


在该项目中,德克威尔FS系列一体式IO和FS1系列快接型一体式IO主要用于圆柱电芯的极耳焊接、保护胶粘贴及卷绕的生产线中,集成视觉检测、烫孔、短路测试、直径检测、整圆等功能。


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其中FS1接入的数字量信号主要为传感器检测信号和继电器驱动信号,PLC根据输入信号来进行物料进度的判断,同时根据生产工艺来进行对应数字量点位的输出,从而完成卷绕工艺。



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德克威尔模块通信稳定,响应速度快,以低成本、高性能的优势替代了客户的历史方案,赢得客户的肯定。


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主站:欧姆龙NJ系列

适用工艺段:圆柱电池制芯工艺

项目IO配置:数字量信号点大约800个点,单台机标配FS一体机和FS1快接模块共计23台


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德克威尔模块优势

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FS系列一体式IO产品特点:


1、总线协议丰富,支持主流工业总线协议EtherCAT、PROFINET、DeviceNET、CC-Link、CC-LinkIE Filed Basic等;

2、直插端子、快速安装;

3、产品体积小,结构紧凑;

4、通讯稳定、数据不丢包;

5、应用广泛,主要行业有物流行业、教育行业、自动化单机设备以及机器人工作站等;


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RS系列多功能一体式IO产品特点:


1、分体式设计,支持热插拔,按需搭配,任意组合;

2、支持多种段子类型,支持长短款底座;

3、模块种类丰富,信号类型任意搭配,满足各场景应用;

4、搭配防尘罩,可柜外安装;

5、体积小巧,节省约60%的安装空间;