나트륨 이온 배터리용 자동 배터리 전극 레이저 절단기

Ⅰ . 장비 소개

1.1 장치 기능 개요  ：

본 장비는 주로 전력 배터리의 적층  공정(연속 코팅 공정) 에서 양극판과 음극판을 형성하는 데 사용됩니다  .

장비의 풀림 방지 팽창식 샤프트에 전극 코일을 AGV/수동으로 설치하고   , 장비를 자동으로 풀고, 보정 메커니즘을 통해 풀림 공정을 자동으로 보정하며, 장력 제어 시스템을 통해 풀림 장력을 제어합니다. 레이저 절단에 들어가기 전에 2차 보정(공정 보정),  전극  블레이드 먼지 제거, 장력 제어,  전극  버퍼, CCD 결함 감지를 수행하고, 펀칭 스테이션에서 하드웨어 몰드를 사용하여 V-앵글을 펀칭합니다. 그런 다음, 소재는 풀림 메커니즘을 통해 절단 위치로 당겨져 조각으로 절단됩니다. 컨베이어 벨트를 통해 크기 검사실로 이송됩니다. 양면 분체 브러싱 검사 후, 불량품은 자동으로 NG 소재 상자로 배출되고, 합격품은 완제품 상자로 수거됩니다.

1.2 작업 프로세스 ：

放卷机构： 풀기 메커니즘 --放卷纠偏：풀기 수정:--接带平台: 인수 플랫폼 --放卷张력: 풀기 장력--过程纠偏: 프로세스 수정--激光切割: 레이저 절단--牵引机构: 견인 메커니즘--极耳除尘: 탭 먼지 제거 --张力机构: 장력 메커니즘 -储文机构: 필름 저장 메커니즘 --瑕疵检测: 결함 감지-- V角裁切: V 각도 절단--拉切机构: 절단: 메커니즘 --尺寸检测: 차원적 검사 --上刷粉：상부 붓가루 --下刷粉：하부 붓가루 -- NG收料：NG 수신 -- OK 收料：OK 수신  

                                            

1.3 장비 다이어그램: (단일 풀기)

장비 크기 : 9000X2100X2600mm

张력부분: 텐션 섹션

接待平台: 리셉션 플랫폼

极耳加强: 탭 강화

形成纠偏: 편차를 수정하다

缓存part件： 캐싱 구성 요소

瑕疵检测: 결함 감지

V角模具：V-angle 금형

설명: 추적

刷粉机构: 브러싱 메커니즘

打料part件： 소재 부품

放卷part件： 부품 풀기

激光부件： 레이저 부품

风刀除尘： 윈드나이프 먼지제거

张력부件： 장력요소

牵引切断부件： 트랙션 컷오프 부품

尺寸检测: 치수검사

待检料盒: 검사할 자재 상자

OK料盒：OK 재료 상자

NG 자료실: NG  자료 상자

1.4 장비 특성 ：

1)  싱글 롤 공급 메커니즘:  각 축은 최대 직경 700mm까지 공급할 수 있습니다 . 공압 팽창축은 코일과 공압 팽창축 사이의 마찰을 줄이는 특수 설계를 채택하여 인력과 시간을 절약하고 재료 교체를 편리하고 빠르게 수행할 수 있도록 합니다. 자동 풀림은 서보 모터로 구동되며, 프로그램에 의해 자동 풀림이 제어됩니다. 폴피스 코일의 크기 변화는 코일 직경 알고리즘을 통해 계산되어 폴피스가 소모될지 여부를 판단합니다. 코일이 소모되면 기계는 경보 신호를 보내고 자동으로 작동을 멈춥니다. 

2) 당김 메커니즘: 특허받은 서보 당김 메커니즘을 사용하여 당김 정확도가 ± 0.2mm입니다.

3) 소재 저장 메커니즘: 서보+모듈 구동과 장력 조정 버퍼를 채택하여 다이커팅 중 연속 풀림을 보장하고 생산 효율을 향상시키며 소재 도면 정확도를 보장합니다.

4) 폴 커팅 나이프: 특허받은 커팅 메커니즘을 채택하여 분말 손실과 버 발생이 적습니다. 또한, 서보 드라이브를 통해 전극 크기에 따라 커팅 도구의 위치를 조절하여 전극 폭 정확도를 향상시킵니다.

5) 통합 기능: 이 기계는 CCD 감지 기능과 전극 분말 브러싱 기능을 통합하여 전체 기계의 활용률을 향상시킬 수 있습니다.

6) 특허받은 먼지 제거 방법: 먼지의 2차 오염을 줄이고 분말을 털어내는 방식으로 전극의 손상을 효과적으로 방지합니다.

7) 전극 귀의 레이저 다이커팅: 전극판의 성형 비용을 대폭 절감합니다.

8) 테이프 다이커팅과 커팅 나이프를 만날 경우 자동 회피 기능을 사용하여 테이프로 인해 발생하는 금형과 커팅 나이프의 손상을 줄입니다.

9) 재료 수신 균일성: 폴라 서보 공급 모드에서 재료 수신 균일성은 ± 1입니다.

10) 장비 내 다양한 구역의 먼지를 제어하고, 장비 내부의 효율적인 FFU 여과 시스템을 늘려, 장비 내부의 먼지를 10만 레벨까지 달성합니다.

11) 두 개의 네트워크 포트는 MES 통신 기능을 위해 예약되어 있습니다.

1.5 본 기기가 보유한 특허 ：

SN	유형	목	특허 번호	주목
1	실용신안	새로운 가스 팽창 샤프트	201620345969.7
2	실용신안	캐싱 장치	201521104998.6
3	실용신안	배터리 전극판용 펀칭 다이	201520310309.0
4	실용신안	견인 전달 메커니즘	201521104997.1
5	실용신안	폴 브러시 파우더 세척 장치	201620345992.6
6	실용신안	개선된 전극 절단 장치	201621169384

Ⅱ 、  장비는 유입되는 자재 및 제품 사양에 적응할 수 있습니다.

2.1 유입되는 재료 크기 사양에 맞게 조정

   

SN	목	매개변수
1	재료 폭	150-550mm ( 탭 포함 )
2	재료 두께	60-300um
3	유입 드럼의 내경	6인치
4	전극 유입 재료의 외경/무게	≤700mm/≤500kg
5	코팅 방법 및 손상 요구 사항	연속코팅, 한쪽 극귀 및 극귀 손상 0.5mm 이내
6	유입 재료 권취의 균일성	≤±3mm
7	유입파 가장자리 높이	≤0.5mm
8	유입 코팅 폭 오류	≤±0.5mm

 

2.2. 전극 다이커팅 방법

엣지 트리밍 시스템을 갖춘 옵션 다이 커팅 방식

 2.3 제품 사이즈 정보 확인서

모델	음극		양극		탭 크기	탭 중심 거리	필렛 R
	엘비	와이  에이	엘비	와이  에이
							3
							3
							3

2.4 탭  버(그림 2.2 참조)

(하드웨어 몰드) 플랫 버 Vk (메탈 버)≤10um

수직 버 Vh (금속 버)≤15um

(레이저) 플랫버 Vk (메탈버)≤15um

(레이저) 수직 버 Vh (금속 버)≤18um

Ⅲ 、 장비 기술 파라미터

SN	목	매개변수	주목
1.	전극 길이	150-550mm ( 탭 포함 )
2.	전극 폭	80 ～265mm
3.	공급 드럼의 내경	6인치
4.	공급의 외경	≤700mm( 단일 롤 )
5.	장비 생산 속도	폭 （80-120 ）  ≥120 PPM 폭 （120-180 ）  ≥90 PPM     폭 （180-265 ）  ≥60 PPM
6.	전극 크기의 정밀도	±0.2mm
7.	용해된 비드	≤10um
8.	열 영향부	양극 ≤100um   양극 ≤120um
9.	누설 금속	≤50um
10.	칼의 수명	금형 수리 후 100만회 이상 사용 금형수리 횟수 ≥ 10회, 총수명 ≥ 1000만회
11.	재료상자 내 재료수령의 균일성	±0.5mm
12.	장비 소음	≤75 db （기계거리 : 1M ）
13.	차원 CCD 감지	정확도 ±0.15mm
14.	결함 CCD 감지	오판=0, 오판 ≤ 0.3%	유입되는 물질 상황과 관련하여
15.	장비 전원 공급	AC 400V , 3상  50Hz 시동 전력 ≤ 35Kw 작동 전력 ≤ 20Kw
16.	장비 공기원	압축 공기 0.5-0.6Mpa 가스 소비량: 800L/분
17.	장비 크기	약  9000×2100×2600 （본체）
18.	색상	표준 웜 그레이 1C, 고객 요청 시 컬러 카드 필요
19.	장비 무게	약  8000kg
20.	적격 요율	≥9 9 .8 %
21.	E 장비 고장률	≥1.5%
22.	주변 온도에 적응	0~50도

 

4. 주요 성분 구성 및 기능  

4.2.1 풀기 모듈 

Ø  풀림 메커니즘은 6인치 팽창식 샤프트 구조를 채택하여 폴 코일의 최대 직경이 φ700mm입니다 .

Ø  풀리는 방향은 시계 방향과 반시계 방향이 있습니다.

Ø  적재 시 폴코일 적재 위치를 정하는 데 도움이 되는 단일 문자가 있는 광섬유 펜이 있습니다.

Ø  풀림 보정 메커니즘은 풀림 보정을 위해 설계되었으며, 보정 정확도는 ≤ ± 0.2mm이고 보정 스트로크는 ± 50mm입니다.

  4.2.2 테이핑 메커니즘

Ø  편리한 수동 접합을 위한 코일 소재 접합 플랫폼과 보조 표시 라인이 장착되어 있습니다.

Ø  절단 위치에 먼지 수집 상자가 있으며, 음압 추출을 통해 수집 및 청소됩니다.

4.2.3  장력 메커니즘:

Ø  스윙 롤 속도 동기 제어, 전위차계 검출 신호가 PLC로 전송되고 PLC가 서보 모터의 속도를 제어합니다.

Ø  PLC+저마찰 실린더+전기 제어 비례 밸브로 장력을 조절하며, 장력 범위는 10-150N이고 장력 변동은 ≤ 5%로 안정적으로 작동합니다.

4.2.4 . 공정 수정

Ø  공정 보정은 높은 보정 정확도와 간단한 조작을 갖춘 보정 모듈을 채택합니다. 편차 보정은 모듈 버튼을 클릭하여 수동으로 수행하여 전체 풀림 및 편차 보정 정확도를 보장할 수 있습니다.

Ø  공정 편차 보정 정확도 ≤ ± 0.1mm, 편차 보정 스트로크 ± 20mm;

4.2.5 레이저 다이커팅 모듈 ：

1.250W 파이버 레이저, 펄스 폭 조절 가능, 레이저 출력 안정성 <5%

2.  레이저 초점거리 조정 정확도 ± 0.01mm

3. 갈바노미터의 반복 위치 정확도는 ± 0.02mm입니다.

4. 최소 절단 R 각도는 1 이상입니다.

5. 듀얼 스테이션 레이저 커팅 시스템

6. 정확한 절단 크기, 비접착  탭  및 비극 귀 측면은 비절단 및 절단 누락 유도 감지 기능이 설치되어 있습니다.

7. 전극  조각 의 풀림 과정에서  유입되는 재료의 결함을 감지하여 유입되는 테이프와 기계의 테이프 연결 불량을 감지할 수 있습니다. 테이프 감지 후 일반 절단 또는 스킵 절단을 설정할 수 있습니다. 스킵 절단 후, 첫 번째  탭  위치와 연결 위치 사이의 거리를 설정하여 재료 활용도를 높일 수 있습니다.

8. 전체 절단 영역은 반밀폐형 방진 커버로 감싸져 있으며, 레이저 절단 영역은 독립적인 2단 폐쇄 구조를 가지고 있습니다. 절단 과정에서 발생하는 먼지는 음압 진공 청소기로 직접 흡입되며, 설계 풍속은 ≥ 20-25m/s(조절 가능)이고 풍속은 실시간으로 모니터링됩니다.

9. 레이저 보호: 레이저 커팅 스튜디오 외부 커버의 관찰창은 레이저 보호판을 채택했습니다.

10.레이저 절단으로 발생하는 폐기물은 압축기로 수집되며, 폐기물은 연속 절단에 영향을 주지 않고 폐기물 파이프라인을 통해 압축기로 유입됩니다.

11. 레이저 절단 위치 1m 이내의 먼지 제거에는 금속 파이프를 사용하고, 비금속 파이프에는 난연 파이프를 사용합니다.

12. 레이저 절단 제어 시스템에는 등간격 및 비등간격의 두 가지 절단 모드가 있으며 자유롭게 전환하고 매개변수를 설정할 수 있습니다.

13. PSO 제어 기술을 통해 단일 지점 에너지의 크기를 정확하게 제어하여 지정된 위치에 출력할 수 있습니다. 레이저 주파수 변환 제어를 통해 과절단이나 연속 절단을 방지하고 버(burr)와 열영향부를 효과적으로 제어할 수 있습니다.

4.2.6.재료 저장 메커니즘

Ø  구동 및 장력 조정을 위한 버퍼로 서보+정밀 나사를 사용하면 다이 커팅 중에 연속적인 풀림을 보장하고, 생산 효율을 높이고, 안정적인 장력을 보장하며, 재료 도면 정확도를 보장할 수 있습니다.

Ø  드럼은 가벼운 소재로 제작되어 저장 드럼의 관성 모멘트를 줄이고, 드로잉 정확도와 장비 안정성을 향상시킵니다.

Ø  롤러는 탄소 섬유로 설계되었습니다. 

Ø  제어방식은 전자캠 오버레이 제어를 채택합니다.

4.2.7.V각 펀칭 메커니즘

Ø  V각 펀칭과 절단 형태의 두 세트가 탭 성형을 완료하는 데 사용됩니다  .

Ø  금형 펀칭 모듈은 자동 편차 보정 기능을 갖추고 있어 센서를 통해 폴 피스의 위치를 감지하고 실시간으로 금형의 내부 및 외부 위치를 조정하여 폴 피스 펀칭의 높이와 크기가 일정하도록 보장합니다. 2개의 색상 코드 센서는 양극 측 테이프 감지 및 건너뛰기 절단에 사용됩니다.

Ø  안전격자를 장착한 경우, 장비가 작동 중일 때 안전사고 발생을 방지하기 위해 격자 장비를 즉시 꺼야 합니다.

Ø  금형 바닥판은 대리석 재질로 제작되어 바닥판의 평탄도를 향상시키고 설치 후 금형이 변형되지 않도록 합니다. 평탄도는 0.01mm입니다.

Ø  금형과 금형베이스 플레이트 사이에 빠른 위치 지정을 사용하여 분해 및 조립이 쉽고 금형 교체 시간이 0.5시간 이내입니다.

4.2.8. 당김 메커니즘

Ø  특허받은 서보 풀링 메커니즘을 채택하여 최대 풀링 속도 60m/min, 풀링 정확도  ±  0.2mm 를 구현하였습니다.

Ø  풀링 롤러는 EPDM 재질로 제작되었으며 롤러 샤프트를 가지고 있습니다. 장비가 정상적으로 작동하는 동안 표면에 먼지나 입자가 쌓이지 않아 전극 표면이 평평하고 긁힘과 같은 결함이 없습니다.

Ø  위쪽과 아래쪽 롤러는 접착제로 코팅되어 있으며 90도의 경도를 갖고 있어 꼭 맞게 고정됩니다.

Ø  풀다운 소재는 두꺼운 경질 크롬 도금과 정밀 연삭 및 연마가 이루어진 HV750 강철 롤러로, 거칠기는 Ra0.2입니다. 

Ø  상부 롤러는 실린더에 의해 압축되어 폴 크기의 정확성을 보장합니다.

Ø  절삭공구의 상하 구동모드 : 캠 메커니즘을 갖춘 서보 모터 구동. 

Ø  Edge : 수입 G5 텅스텐강으로 제작

Ø  교체 시간은 0.5시간을 넘지 않아야 합니다. 

4.2.9 ． 컨베이어 벨트 메커니즘

A : 상벨트 ：

상부 벨트 메커니즘

Ø  서보 모터로 구동되며, 주행 동작 곡선은 균일하게 가속되는 하부 전자 캠에 의해 제어되어 가장 부드러운 동작과 가장 작은 충격을 제공합니다.

Ø   벨트에 3mm 구멍을 뚫어 음압을 발생시키고   벨트 구멍을 통해 전극 조각을 빨아들입니다.

Ø  가죽은 자동 브러시 세척 기능이 있으며, 벨트는 1.5mm 두께의 PU 바닥 PVC가 있는 특수 소재로 만들어졌습니다.

Ø  상부 표면에 크기 감지 CCD와 먼지 제거 기능이 통합되어 있습니다.

B 하단 벨트 ： 

Ø  서보 모터로 구동되며, 주행 동작 곡선은 균일하게 가속되는 하부 전자 캠에 의해 제어되어 가장 부드러운 동작과 가장 작은 충격을 제공합니다.

Ø  두께 1.5mm의 벨트에 3mm 구멍을 뚫어 벨트 구멍을 통해 음압을 발생시키고, 이로 인해 극 조각이 끌어당겨져 여러 조각으로 나뉩니다.

Ø  가죽에는 자동 브러시 세척 기능이 있으며, 벨트는 PU 표면과 PVC 바닥이 있는 특수 소재로 만들어졌습니다.

Ø   상단에 전극 절단 기능과 하단 표면 먼지 제거 기능이 통합되어 있습니다.

전극 표면을 청소하면 펀칭 공정 중 발생하는 노폐물, 먼지 등을 적시에 제거할 수 있습니다. 또한, 집진 및 여과 시스템을 통해 먼지가 장비 주변으로 확산되지 않도록 합니다.

Ø  먼지 제거 시스템 소음 : ≤75db

Ø  세척장치는 중앙집중식 먼지제거 방식을 채택하였습니다.

Ø   이온 분사와 흡입을 결합한 강력한 먼지 제거 메커니즘이 먼지 제거에 사용됩니다.

Ø  파우더 브러싱 메커니즘은 자성먼지가 포함된 먼지를 제거하기 위해 10000Gs의 강력한 자기력을 탑재하고 있습니다.

Ø  풀림 지점에서 전극 표면의 먼지를 흡입하여 청소합니다.

Ø  다이커팅은 하부 홈을 통한 흡입과 음압으로 인해 먼지를 발생시킵니다.

Ø  절단 칼 아래에서 먼지는 흡입력에 의해 빨려 나갑니다.

Ø  전극에 묻은 먼지는 솔로 청소합니다.

4.2.11 ．전극 수신 장치

전극  조각 은  벨트 컨베이어 라인을 통해 재료 상자에 자동으로 공급되며, 재료 상자에는 자동 리프팅 및 전체 재료 경보 장치가 장착되어 있습니다. 극성 버퍼 메커니즘이 장착되어 있습니다 .

Ø  펀칭 후 전극  조각은 자동으로 재료 상자 내부에 쌓이며, 쌓는 과정 에서 전극 조각  의 가장자리가 충돌하지 않습니다   .

Ø  재료 상자의 전극   조각은 깔끔합니다: ≤ ± 0.5mm. 재료 낙하 과정에서 전극판이 재료 상자의 가장자리에 닿지 않습니다 .

Ø  극판 제거 방법: 컨베이어 벨트를 이용하여 벨트에 배출하고 흡착합니다.

Ø  전극  적재 높이 제어: 스테퍼 모터는 적재된 전극  조각의 수를 제어합니다. 

Ø  전극의 방전 영역에서 합리적인 위치에 필수 비상 정지 버튼을 설치합니다.

Ø  불량 전극판은 자동으로 배출되며, 불량 크기가 3개 연속되면 경보를 울리고, 5개 연속되면 기계를 멈추는 등의 기타 안티밴드 설계가 제공됩니다.

4.2. 12. 결함 감지

Ø  전극이 롤러를 통과할 때, 선형 어레이 카메라가 전극 표면을 행별로 스캔하여 완전한 이미지로 연결합니다. 특정 이미지 감지 알고리즘을 사용하여 이미지의 특성을 분석하고 계산합니다. 각 결함 매개변수의 사전 설정된 지표를 기반으로 소프트웨어가 합격/불합격 신호를 출력하고, 결함이 있는 전극은 결함 제품 제거 메커니즘에 의해 자동으로 제거됩니다.

Ø  16K 선형배열 흑백 고속 산업용 카메라 2대와 유효길이 400mm의 고휘도 선형광원을 사용하여 전극폭을 400mm로 검출할 수 있다.

Ø  CCD 모니터링 전극의 앞면과 뒷면에서 감지된 모든 결함 데이터를 CSV 문서로 직접 내보낼 수 있습니다. 오판정 0, 오판정  ≤  0.5%, 그리고 계조 차이가 최소 30 이상인 표준 매개변수(실제 공정 매개변수를 적용)를 시험합니다.

Ø  인공지능은 결함이 있는 제품을 식별하고 분류합니다.

4.2.13.CCD  S 크기 감지 메커니즘

Ø  CCD를 이용하여 전극판을 촬영하면 전극 이어 스트립과 노출된 포일의 높이를 감지할 수 있습니다. 여기에는 길이, 전극 이어에서 전극판 가장자리까지의 거리, 너비, 각도가 포함됩니다. 감지 정확도는 ± 0.1mm이며, 오판정은 0, 오판정은 ≤ 3 ‰입니다.

Ø  감지를 위해 어레이 산업용 카메라를 사용합니다.

Ø  백라이트 소스 검출 방식을 채택하면 백라이트 소스 조명 방식을 통해 검출 정확도를 향상시킬 수 있습니다.

Ø  크기 검사 전에 전극판을 평평하게 하는 압착 메커니즘이 있어 흡착 불량으로 인한 검출 오류를 방지합니다.

Ø  크기 검사 항목에는 전극 폭, 높이, 각도, 전극 어깨 폭, 전극 테이프 소재 등이 포함됩니다.

4.2.14 ． 제어 시스템

PLC 1세트, 15인치 터치스크린 1개, 기타 전기 부품으로 구성됨. 버스 연결을 채택하여 케이블 수를 줄이고 전기 상자의 연결을 보다 간결하고 미적으로 개선함.

4.2.15.랙 커버

Ø  랙은 고강도 사각강관을 용접하여 제작하고 표면은 도장하였습니다.

Ø  장비에는 알루미늄 합금이나 판금, 유기 유리로 만든 방진 커버가 장착되어 있습니다.

Ø  외부 커버 상단에는 기계 내부로 공기를 공급하는 FFU 필터링 장치가 장착되어 있으며, 진공 청소기와 함께 사용하면 기계 내부의 공기가 순환하여 흐릅니다.

Ø  장비커버의 내부 청정도는 ≥ 100000 수준이어야 합니다.

Ⅴ 、 주요 장비 액세서리 목록

5.1 주요 액세서리 목록 ：

5.2 취약 부분 목록 ：