引言
二次電池又稱(chēng)為充電電池，是指在電池放電后可通過(guò)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(lái)，二次電池的生產(chǎn)正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，二次電池的包封技術(shù)會(huì)影響到電池的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為此，歐姆龍開(kāi)發(fā)出一套以為核心的系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)。
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(pán)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(pán)部分：用來(lái)輸送包封極板時(shí)所用的ACM膜。
2．一工位送片部分：用來(lái)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(duì)一工位送來(lái)的極板進(jìn)行包封。具體操作過(guò)程是：膜通過(guò)隔板輸送電機(jī)送到模軸，刀軸對(duì)送來(lái)的膜進(jìn)行切割和折中線(xiàn)動(dòng)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(lái)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(lái)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(jiàn)圖4）
3.2系統(tǒng)硬件配置（見(jiàn)表1）
表1 系統(tǒng)硬件配置
| 設(shè)備名稱(chēng) | 設(shè)備型號(hào) | 數(shù)量 |
| 電源模塊 | PA3001 | 1個(gè) |
| CPU模塊 | NJ501-1500 | 1個(gè) |
| 觸摸屏 | NS8-TV01B-V2 | 1個(gè) |
| I/O模塊 | CJ1W-ID211 | 4個(gè) |
| I/O模塊 | CJ1W-OC211 | 2個(gè) |
| DA模塊 | CJ1W-DA041 | 1個(gè) |
| 伺服驅(qū)動(dòng)器 | R88D-KN08H-ECT | 2個(gè) |
| 伺服驅(qū)動(dòng)器 | R88D-KN10H-ECT | 1個(gè) |
| 伺服電機(jī) | R88M-K75030H-S2-Z | 2個(gè) |
| 伺服電機(jī) | R88M-K1K030H-S2-Z | 1個(gè) |
| 伺服編碼器線(xiàn)纜 | R88A-CRKA005C | 2根 |
| 伺服編碼器線(xiàn)纜 | R88A-CRKC005N | 1根 |
| 伺服電源線(xiàn)線(xiàn)纜 | R88A-CAKA005S | 2根 |
| 伺服電源線(xiàn)線(xiàn)纜 | R88A-CAGB005S | 1根 |
| 網(wǎng)線(xiàn) | 2M | 4根 |
4 控制系統(tǒng)的難點(diǎn)與解決
4.1ACM膜長(zhǎng)度需任意修改
在實(shí)際操作過(guò)程中，為了便于包封極板更加靈活，ACM膜的長(zhǎng)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(guò)程序修改，為了達(dá)到膜長(zhǎng)修改的需求，膜軸只能使用線(xiàn)性模式。
4.2壓中線(xiàn)不能有拉痕
折刀壓膜時(shí)速度和送膜軸速度不同步時(shí)，很容易導(dǎo)致膜的中線(xiàn)位置出現(xiàn)拉痕。因此在在定長(zhǎng)ACM膜的壓中線(xiàn)和切割時(shí)，切刀旋轉(zhuǎn)速度必須送ACM膜的速度同步，壓中線(xiàn)踩不會(huì)有拉痕。
4.3進(jìn)料包封可按需循環(huán)
對(duì)于電池內(nèi)部極板的進(jìn)料，必須可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置包封多少個(gè)后停包一個(gè)，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(hào)作為停包和再次包時(shí)的觸發(fā)點(diǎn)，但是速度不同時(shí)會(huì)有誤差，再次啟動(dòng)時(shí)的第一袋會(huì)出現(xiàn)中線(xiàn)對(duì)折后不齊的現(xiàn)象。針對(duì)此，NJ控制器采用了更為精確的控制算法來(lái)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(xiàn)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(zhǎng)的改變而改變，因此，我們必須根據(jù)袋長(zhǎng)值來(lái)計(jì)算電子凸輪。
圖5~8截取了整個(gè)系統(tǒng)的部分控制算法。Program1中的CamGear用來(lái)計(jì)算電子凸輪表的坐標(biāo)點(diǎn)以及電子齒輪的比例，袋長(zhǎng)修改（通過(guò)修改觸摸屏上的“袋長(zhǎng)設(shè)定”值）后使用For語(yǔ)句動(dòng)態(tài)修改凸輪表并保存。
6 結(jié)束語(yǔ)
目前，整套系統(tǒng)在客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)使用，實(shí)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(shí)現(xiàn)無(wú)誤差的穩(wěn)定生產(chǎn)，滿(mǎn)足了客戶(hù)的生產(chǎn)需求。同時(shí)，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。
