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臺達導針型電容卷繞設備解決方案，實現多元應用與高效穩定生產

文：臺達集團2022年第三期

　　針對電容卷繞設備的應用“痛點”，臺達導針型電容卷繞設備解決方案采用高度集成的EtherCAT總線架構并支持CODESYS運動控制平臺，不僅提升了用戶對編程的掌控程度，更通過張力控制優化高重復精度電容產品制程，為客戶提供了兼具高效穩定生產及靈活應用的解決方案。

　　1 鋁電解電容生產需求

　　電容與電阻、電感并稱三大被動組件，是電子線路中必不可少的基礎電子元器件，廣泛應用在消費電子、工業控制、汽車電子、電力設備及新能源等各種高低頻電路和電源電路中。其中，鋁電解電容更因其電容量大的特性，常見于如新能源汽車的電源系統等高壓、大電容量的場景之中。

　　鋁電解電容是將極箔、電解紙與內外部端子卷繞成卷后浸入電解液并裝入鋁殼密封，通過多層卷繞加大了極箔與電解液的接觸面積，從而增加電容量。在其過程中，卷繞制程可謂扮演了極其重要的角色，通過實時信息傳輸與張力控制，確保高效制程間距與產品重復精度。

圖1 臺達為某廠商提供的解決方案，優化了產品制程，提供了兼具高效穩定生產及靈活應用效益

　　除此之外，面對市場大規模需求與供應緊縮商機，當前電容設備廠還面對著另一迫切挑戰，亟需采用數字化與標準化手段，擺脫核心程序過度仰賴年邁的早期開發人員，以強化未來產線配置與維運的彈性。

　　2 臺達導針型電容卷繞設備解決方案

　　針對前述“痛點”，臺達近期為華南地區某電容設備廠導入了導針型電容卷繞設備解決方案，取代原先需倚靠資深開發人員維護的單片機方案，采用高度集成的EtherCAT總線架構并支持CODESYS運動控制平臺，不僅提升了用戶對編程的掌控程度，更通過張力控制優化高重復精度電容產品制程，為客戶提供了兼具高效穩定生產及靈活應用的解決方案。

　　此方案采用臺達 PC-Based 運動控制器 AX-8 系列，在設備層應用編碼器傳送設備信息，搭配標準伺服系統ASDA-B3 系列以實時控制多組馬達，在收放卷過程中以卷繞方式產生電容;期間，控制器也會將信息傳送到人機界面 DOP-100 系列用以完成配置管理，讓不同層級的管理者都能實現現場管控。

圖2 方案以CODESYS為基礎，通過臺達 PC-Based 運動控制器 AX-8 系列，實現高效穩定生產

　　臺達導針型電容卷繞設備解決方案具有以下優勢及特色：

　　? 標準化編程平臺 + EtherCAT總線架構，便于開發維運

　　臺達導針型電容卷繞設備解決方案以市場主流的CODESYS運動控制方案為基礎，整合臺達 PC-Based 運動控制器 AX-8 系列，可簡易復制程序，方便開發及后續系統設備維護;此外，方案采用EtherCAT總線架構，不僅所有外部編碼器、步進電機和IO系統皆通過擴充模塊串聯，設備信息也通過控制器傳送到人機界面 DOP-100 系列和企業的信息系統，藉由OT與IT的融合實現智能工廠的可視化目標。

　　? 重復精度高、生產周期短，實現高效穩定生產

　　臺達導針型電容卷繞設備解決方案可在卷繞長度600 mm下控制擺桿波動并達到 1,000 mm/s 速度，生產周期時間 (Cycle Time, CT) 僅2.9秒;同時，方案精準控制張力，產品重復精度高并可適應不同長度，誤差精度達 ±0.5 mm，實現高效穩定生產。

　　? 自動化程度高、功能齊全，滿足多元應用需求

　　臺達導針型電容卷繞設備解決方案功能齊全，支持張力開啟后的卷徑初始值自動計算，并可根據不同機臺情況選擇產品卷繞長度的編碼輪控制和絕對尋址控制;在特殊應用情況下，也支持先卷紙和兩層紙模式。另外，臺達設備的自動化程度高，可以滿足客戶多元應用需求，兼顧整體生產線的配置與統一維護及產品持續研發與創新。

　　3 結語

　　臺達導針型電容卷繞設備解決方案擁有完善的張力算法和控制精度，相較傳統設備方案，不僅可顯著提升生產速度與卷繞效果，更通過標準化編程平臺，簡化開發維運，同時幫助用戶獨立修改程序，以擺脫對于個別開發人員的依賴性;未來，面對工藝相似的動力電池卷繞需求日益擴張，臺達也將持續投入研發，運用強大產品力幫助客戶建構高效能、高質量的制造架構，向新能源市場展開布局。