直線電機(jī)在SMT貼裝、鋰電池制造行業(yè)的應(yīng)用介紹
文:東莞市智贏智能裝備有限公司2021年第四期
導(dǎo)語(yǔ):當(dāng)前,SMT表面貼裝技術(shù)已經(jīng)處于較為成熟的階段,直線電機(jī)在柔性PCB組裝應(yīng)用中能夠大幅提升剛性固定的準(zhǔn)確定位精度;而在鋰電池制造行業(yè)中,直線電機(jī)高速、高精度的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在這個(gè)行業(yè)中得到了充分的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要介紹了智贏開發(fā)的直線電機(jī)產(chǎn)品在激光加工、鋰電池制造行業(yè)中的應(yīng)用情況和實(shí)際使用效果。
1.直線電機(jī)在SMT貼裝行業(yè)的應(yīng)用
1.1 SMT貼裝行業(yè)概述
SMT是將元器件通過(guò)焊接方法安裝在印制電路板的表面或者是其他基板的表面,不需要鉆孔或者插孔而實(shí)現(xiàn)的一種表面貼裝技術(shù)。SMT貼裝行業(yè)應(yīng)用設(shè)備主要工藝包括了插件機(jī)、貼片機(jī)、附料貼裝、柔性材料的貼裝、補(bǔ)強(qiáng)機(jī)、綁定機(jī)等。
SMT技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代,最早被美國(guó)應(yīng)用于電子和軍事裝備領(lǐng)域。在20世紀(jì)70年代,日本引進(jìn)SMT技術(shù)應(yīng)用到消費(fèi)電子類產(chǎn)品,得到快速發(fā)展,僅用四年時(shí)間,在通用設(shè)備的應(yīng)用增長(zhǎng)了近30%,在傳真機(jī)中增長(zhǎng)近40%。中國(guó)引進(jìn)SMT技術(shù)是上世紀(jì)80年代初,1985年起中國(guó)開始引進(jìn)SMT自動(dòng)貼片機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)小形化電子產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)35年到21世紀(jì)發(fā)展的今天,從小型化元器件應(yīng)用到混合電路的生產(chǎn)制造,到大量的高精密、高精度、高速度自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用,再到現(xiàn)在柔性PCB的廣泛應(yīng)用,SMT技術(shù)已經(jīng)處于較為成熟的階段。目前,雖然柔性PCB組裝元器件已經(jīng)被業(yè)界攻克,但是其難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)剛性固定的準(zhǔn)確定位。為了解決SMT貼裝的高精度定位、電機(jī)發(fā)熱以及快速響應(yīng)等問(wèn)題,智贏自主研發(fā)了CFS、CFH、CFB系列直線電機(jī),其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)大幅改進(jìn)了SMT貼裝的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。
1.2智贏直線電機(jī)在SMT貼裝行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
(1)CFS、CFH、CFB系列電機(jī)特點(diǎn)
智贏在貼裝行業(yè)所使用的CFS、CFH、CFB系列直線電機(jī),電機(jī)的峰值電流是持續(xù)電流的三倍,增大了電機(jī)的過(guò)載能力,瞬間電流增大可以滿足高加速度的要求,特別是CFB系列電機(jī)一般就可以實(shí)現(xiàn)3G-5G加速度;其次是電機(jī)尺寸對(duì)比同行業(yè)體積小,便于設(shè)計(jì)組裝。
(2)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
對(duì)于設(shè)計(jì)的要求,貼裝行業(yè)對(duì)于直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)甚至對(duì)于機(jī)臺(tái)的設(shè)計(jì)尤為重要;對(duì)于電機(jī)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)在電機(jī)的選型要合理,編碼器的擺放位置需要考慮干擾以及維護(hù)的問(wèn)題,比較典型的例子就是單驅(qū)龍門的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)剛性的強(qiáng)弱會(huì)影響整個(gè)機(jī)臺(tái)的穩(wěn)定,是否可以滿足要求的加減速,為此智贏專門設(shè)計(jì)出如圖1所示的電機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
在圖1中,上軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能減輕移動(dòng)軸的重量來(lái)提高運(yùn)行的速度;下軸直線電機(jī)結(jié)構(gòu)可以節(jié)省運(yùn)動(dòng)部件的空間,同時(shí)也增強(qiáng)了上下軸銜接的剛性,實(shí)現(xiàn)高速高精度。智贏有專業(yè)的設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)來(lái)滿足客戶的應(yīng)用方案要求。
1.3智贏直線電機(jī)應(yīng)用方案——全自動(dòng)雙工位輔料貼附機(jī)應(yīng)用案例
· 行業(yè)應(yīng)用:攝像頭模組、指紋模組的輔料貼裝
· 使用環(huán)境:恒溫車間
· 結(jié)構(gòu):雙動(dòng)子標(biāo)準(zhǔn)模組結(jié)構(gòu)
· 負(fù)載(kg):8
· 行程(mm):600
· 速度(m/s): 1.5
· 加速度(g) : 2
· 重復(fù)精度(um): 2
· 定位精度(um):±3(補(bǔ)償后)
· 設(shè)備供電:?jiǎn)蜗?20V
· 配置說(shuō)明:CFB065系列電機(jī)、Renishaw編碼器、THK導(dǎo)軌、高創(chuàng)驅(qū)動(dòng)器
· 方案特點(diǎn):雙動(dòng)子直線電機(jī)結(jié)構(gòu),動(dòng)子交互運(yùn)動(dòng),節(jié)省設(shè)備空間,提高生產(chǎn)效率;使用光柵尺作位置反饋,提高定位精度,設(shè)備的良率也對(duì)應(yīng)提升;直接采用智贏的標(biāo)準(zhǔn)模組,實(shí)現(xiàn)模塊化快速生產(chǎn),縮短設(shè)備的生產(chǎn)周期,可以滿足大批量交付的需求,如圖2所示。
2.直線電機(jī)在鋰電池行業(yè)的應(yīng)用
2.1鋰電池制造行業(yè)概述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及汽車保有量的不斷攀升,傳統(tǒng)汽車排放的廢氣帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,直接加劇了人們對(duì)應(yīng)用新能源的渴望。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段,發(fā)展以低污染、低排放為基礎(chǔ)的新能源汽車行業(yè),是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。就鋰電池的市場(chǎng)需求而言,新能源汽車用動(dòng)力電池領(lǐng)域無(wú)疑是潛力巨大的增長(zhǎng)點(diǎn)。
新能源汽車的快速發(fā)展,更是帶動(dòng)了鋰電池的爆發(fā)式增長(zhǎng),以“鋰電池”為代表的新能源時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。電池模組的需求量不斷提高,對(duì)動(dòng)力電池生產(chǎn)的質(zhì)量、精度和效率提出了新的要求,在生產(chǎn)線上引入自動(dòng)化智能化的裝備提高生產(chǎn)效率,已是大勢(shì)所趨。
新能源行業(yè)高速發(fā)展,鋰電池?zé)o疑成為了主要產(chǎn)品,而直線電機(jī)也在這個(gè)行業(yè)起到了舉足輕重的作用。產(chǎn)能一直是工廠提升的重要指標(biāo),對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量更是要求嚴(yán)格,智贏直線電機(jī)為了滿足市場(chǎng)需求,更是不斷改進(jìn)、完善生產(chǎn)制造工藝,使得其高速、高精度的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在這個(gè)行業(yè)中得到了充分的應(yīng)用。目前,智贏直線電機(jī)涵蓋卷繞、模切、疊片、注液、封裝、檢測(cè)、PACK線等多個(gè)電池制造工藝階段。
2.2智贏直線電機(jī)在鋰電池制造行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
智贏生產(chǎn)的CFS、CFH系列直線電機(jī),體積小,推力大,便于設(shè)計(jì)組裝,尤其是電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)小,滿足高速要求,實(shí)現(xiàn)5m/s的速度;每個(gè)系列有超過(guò)4款電機(jī)可供選擇,滿足多樣化大推力的需求;智贏直線電機(jī)定子特殊的封裝工藝,保證電機(jī)在多粉塵的情況下仍可以保持長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行,提高電機(jī)的使用壽命。
智贏的CFS、CFH系列直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以搭配不同運(yùn)動(dòng)控制,如倍福、歐姆龍、基恩士等,同時(shí)對(duì)于供電220v/380v都可以配合,多樣化的選擇,可以滿足不同類型的產(chǎn)線要求;另外對(duì)于這個(gè)行業(yè)的直線電機(jī)模組采用智贏的磁柵編碼器,三列信號(hào),反饋的精度高,抗污能力強(qiáng)。
智贏為滿足新能源電池行業(yè)需求,專門開具了多款系列型材LMS100、LMS140、LMS180、CM170、CM200、CM250,穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以模塊化批量生產(chǎn);模組的整條長(zhǎng)度有4M/6M,這樣的結(jié)構(gòu)可以更好的實(shí)現(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)度拼接,滿足長(zhǎng)行程的方案需求;其次智贏也可為其定制特殊方案滿足多樣化需求,如環(huán)形線體12米長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了多工位的運(yùn)動(dòng),提高了整個(gè)產(chǎn)線的效率,為客戶解決設(shè)計(jì)難點(diǎn),與客戶共同成長(zhǎng)。
2.3智贏制造直線電機(jī)解決方案——鋰電池制造方案實(shí)例
· 所屬行業(yè):鋰電池行業(yè)
· 設(shè)備名稱:全自動(dòng)鋁塑膜包裝設(shè)備
· 行業(yè)應(yīng)用:動(dòng)力電池、數(shù)碼電池等的自動(dòng)包裝
· 使用環(huán)境:恒溫車間
· 結(jié)構(gòu):雙動(dòng)子鋁梁結(jié)構(gòu)
· 負(fù)載(kg):30
· 行程(mm):4800
· 速度(m/s): 4
· 加速度(g) : 3
· 重復(fù)精度(um): 3
· 定位精度(um):±10
· 設(shè)備供電:三相380V
· 配置說(shuō)明:CFH系列直線電機(jī)、智贏磁柵編碼器、高創(chuàng)驅(qū)動(dòng)器、THK導(dǎo)軌
· 方案特點(diǎn):多動(dòng)子的結(jié)構(gòu)使用直線電機(jī),可實(shí)現(xiàn)多個(gè)動(dòng)子的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制,提高效率節(jié)省空間;采用長(zhǎng)行程橫梁的結(jié)構(gòu),便于組裝,提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性;直線電機(jī)的非接觸結(jié)構(gòu)無(wú)粉塵產(chǎn)生,滿足電池行業(yè)對(duì)于潔凈運(yùn)動(dòng)環(huán)境的要求,如圖3所示。
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