微張力控制——9μ薄料完美收放
文:深圳市威科達科技科技有限公司資深銷售工程師李超2019年第一期
鋰電設備對隔膜分切的質量和效率隨著工業制造的快速發展已有了更高的要求。威科達科技潛心研究張力控制,形成了張力控制專用系統,實現微張力完美收放、啟停時平穩控制、大小卷徑不限制等控制特色。
微張力控制的解決之道在算法。威科達科技潛心研究張力控制,形成了張力控制專用系統,實現微張力完美收放、啟停時平穩控制、大小卷徑不限制等控制特色。為什么威科達可以做到呢?這在于威科達的運動控制器與伺服產品都是自己寫底層,應用技術與研發工程師無縫對接,提出實時解決方案。本文以鋰電設備為例說說微張力效果。
薄料分切微張力應用迎來更高要求
隨著工業化的發展,鋰電設備在行業技術分工明細化、產品生產精細化、工業體系自動化逐步提高的產業升級中,鋰電機械及其實際應用得益于運動工控產品的智能發展,智能化顯著呈現。
作為國內智能運動控制產品生產廠家,威科達科技精耕工控領域十余載,在鋰電設備運動控制產品整體解決方案企業中可謂中流砥柱。經過多年的研發技術沉淀,威科達科技擁有諸多鋰電設備行業解決方案與案例經驗,接下來,威科達科技將著重介紹服務于鋰電設備上提供支持隔膜分切機薄料分切微張力應用的整體解決方案。
鋰電設備是由電池攪拌機、涂布機、極片分切機、隔膜分切機、卷繞機、制片機、注液機、烘烤封裝自動化線等組成。隔膜分切機是在鋰電池材料隔膜生產過程中關鍵設備之一,其工作方式是用直立刀具把一定寬度的卷材隔膜切成數條較窄隔膜所用的裝置。隔膜分切機的傳統控制方案是利用一臺大電機來驅動,在放卷軸上加有磁粉制動器,通過調節磁粉制動器的電流來控制其所產生的阻力,以控制材料表面的張力。
磁粉制動器是一種特殊的自動化執行元件,它是通過填充于工作間隙的磁粉傳遞扭矩,改變激磁電流來改變磁粉的磁性狀態,進而調節傳遞的扭矩。磁粉制動器可用于從零開始到同步速度的無級調速,適用于高速段微調及中小功率的調速系統;還可用于以調節電流的方法調節轉矩來保證卷繞過程中張力保持恒定的開卷或復卷張力控制系統。
鋰電設備對隔膜分切的質量和效率隨著工業制造的快速發展已有了更高的要求。傳統的磁粉方案已不能滿足工業制造需求,傳統的張力傳感器和控制器安裝復雜,磁粉一年左右要加一次,分切速度只能達到70—100m/min,同時現在分切陶瓷隔離膜,對于小張力磁粉完全達不到設備要求。
隨著工業4.0的發展,新的工業體系已用伺服系統做隔膜分切張力系統,不僅速度可以提升到200m/min,小張力也能達到完美應用,更能實現9μ、12μ、16μ薄料分切的微張力完美收放。
威科達科技助力隔膜分
以下為威科達科技在隔膜分切機伺服系統方案上的各工位配置,機械簡圖如圖1所示。
上位機:10.1寸觸摸屏
核心控制:VEC-VB-***HJ23B-M-C張力專用伺服
主膠輥:VEC-VB-***H33B-M-C伺服系統
過滾軸:VEC-VB-***H23B-M-C伺服系統
切刀伺服:VEC-VB-***H23B-M-C伺服系統
主動收卷:100W伺服電機(選配)
圖1隔膜分切機機械簡圖
使用威科達科技張力專用伺服系統的隔膜分切機具有如下優勢和特點:
(一)系統主要性能
1.速度150-200m/min,張力波動≤1N;
2.快速響應的恒張力控制,停機張力保持;
3.智能化操作系統,大小張力無范圍限制,最小張力可以做到1N;
4.整套系統同步恒張力控制,保證收卷張力及端面整齊。
(二)系統特點
相對于原系統PLC+伺服電機,采用威科達系統的優勢和特點有:
1.系統構成成本降低,系統更簡單;
2.張力波動小于1N,具有換料倒拉功能,上料馬達反轉、停機張力恒定;
3.專用張力伺服,加減速,材料范圍廣,系統高效。
鋰電設備工控系統的性能需要根據生產工藝的改進而變化,本系統完全滿足設備的生產工藝需求,在隔膜分切機張力控制環節從被動式拉力改進為主動換卷收卷式拉力,經過兩年的市場驗證,產品穩定可靠。
威科達科技一直專注于運動控制整體解決方案,開發了基于張力專用伺服恒張力控制系統,該方案解決了原來必須依賴進口產品的難點,使成本有了一定的下降,填補了國產伺服應用的空白,在整個系統應用上無論是精度還是效率都較原系統有大幅提升。
在行業應用上,威科達科技將通過產品迭代,復制輪轉印刷機、品檢機、復合機等多個行業恒張力應用,幫助解決行業客戶小張力、高速時張力不受控等難點。未來,威科達還將深入研究各類張力控制,為各種材料的張力控制提出個性化解決方案,促使依賴進口系統及行業應用“痛點”成為歷史。
應用現場圖
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