千亿球友会锂电行业方案丨电芯制造之卷绕机控制系统
2024.05.29
千亿球友会为锂电行业电芯生产设备提供
基于PLC+伺服的整套自动化控制解决方案
锂电生产前段涂布机方案与制片机方案收到众多客户的关注；今天分享锂电生产中段电芯制作的重要机型控制方案→卷绕机
千亿球友会控制方案成功应用于卷绕机现场
千亿球友会为电芯制造之
卷绕机提供控制系统方案
电芯制造之卷绕机设备
方型锂电池卷绕机是把整卷的正负极片和隔膜通过卷绕的方式做成电芯的关键设备。卷绕工序生产的卷芯，通常称为裸电芯，卷绕过程具有很强的集成功能。
卷绕机-工艺及控制要求
极片供给系统：分别将正、负极片输送到两层隔膜之间，实现极片的供给；
隔膜放卷系统：包括上隔膜和下隔膜，实现隔膜到卷针的自动连续供给；
张力控制系统：结合摆杆，实现卷绕过程中极片、隔膜的恒张力控制；
卷针控制系统：形卷绕独特曲线算法，加上专用工位伺服配合，实现卷绕过程中张力稳定；
收尾贴胶系统：对卷绕后的卷芯进行贴胶固定；
卸料传输系统：将卷芯从卷针上自动拆卸，然后掉落到自动传输带上；
人机交互界面：实现参数设定、手动调试、报警提示等功能。
方型卷绕机由于其卷针形状的不规则性，卷针外围每个点与卷针中心的距离均不一样，要保证卷绕过程中的线速度恒定和张力波动小，对控制系统的要求特别高。
01 变转速控制
采用电子凸轮控制方式实现变转速控制，实现恒线速度卷绕，较易实现高速运行和稳定张力。
02 张力控制
各极片、隔膜独立放卷，可单独设置张力大小，灵活的设置可以很好解决电芯变形问题。
03 自动纠偏
设备高速运行时，采用PID控制算法，快速响应纠偏。
04 胶带终止机构精准定位
千亿球友会-卷绕机解决方案
卷绕机系统由千亿球友会CTH300系列基于CODESYS平台的C66进行主控，通过EtherCAT实时总线与32台伺服实现正负极片和隔膜自动放卷、极片和隔膜换卷、自动纠偏、自动张力检测与控制极片由夹辊驱动机构引入卷针部分，与隔膜一同按照工艺要求进行卷绕，卷绕完成后自动换工位，切断隔膜和贴终止胶带，成品裸电芯自动下料。
方案优势
双核
主控
千亿球友会CTH300系列C66双核主控PLC，支持EtherCAT高速总线，扩展轴多达128轴；
降本
增效
采用CTL系列远程I/O就近安装，节省各种配线和维护成本
张力
波动小
实际极片与隔膜张力波动<5%
卷绕
速度快
200mm宽卷针实测线速度>800mm/s
纠偏
响应快
A4驱动器内部处理纠偏，直接响应
主站C66与A4N系列伺服驱动器配套，不仅保证了信号传输的稳定性及快速响应性，同时实现快速、精准定位动作。
千亿球友会-锂电/光伏行业方案
