高速高精！步科鋰電高速制片機張力及糾偏控制解決方案------常州步科電氣代理商

2023-12-18

一、方案概述

鋰電池制片機主要作用是將成卷的極片放卷，通過定長牽引將極耳焊接到每一段極片上，然后再在極耳上下兩面都貼上絕緣膠帶，最后收卷或裁切成片。

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張力形成的原理

二、工藝要求

制片機主要工藝為：自動放卷---焊前糾偏---送極耳---焊極耳---貼膠---糾偏---切片或收卷。

張力控制廣泛應用于在有收放卷應用的卷材加工場合。在鋰電領(lǐng)域，極片涂布、輥壓、分條、制片、疊片、卷繞以及電池隔膜產(chǎn)線、涂覆線等等都會用到張力控制。

運動物體中的張力是由于物料長度方向存在著速度差，使得物料的不同部分產(chǎn)生相對位移（或形變），而產(chǎn)生存在于物料內(nèi)部的一種內(nèi)應力。

制片機來說就是牽引軸和放卷軸（收卷軸）兩者之間產(chǎn)生“速差”才能產(chǎn)生張力。在高速運行的場合，張力控制的平穩(wěn)性至關(guān)重要，否則在啟停階段或速度變化時很容易造成材料斷裂。

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張力形成的原理

由于材料采用連續(xù)加工的方式，各加工工位需要在加工前確定物料與加工機構(gòu)的相對位置。極片的輸送靠主動輥與從動輥之間的摩擦力，多級輸送之后很難保證前后極片在同一個平面，此時就需要對物料牽引機構(gòu)進行進行糾偏，以保證極片的邊沿與加工工位之間的距離恒定。

三、步科控制方案

制片機張力控制部分采用擺桿機構(gòu)，電位器和擺桿相連，可將擺桿的角度變化通過模擬量傳給PLC。焊接牽引拉動極片向前移動，PLC通過PID控制放卷軸的速度，將擺桿控制在需要的一個固定位置。

放卷張力擺桿示意圖

牽引軸在啟停階段速度變化較大，如果完全采用PID的輸出去控制放卷軸速度，此時存在較大滯后，擺桿就會波動較大，張力也會隨之大幅度變化，在高速時極易引起極片斷帶。為了更平穩(wěn)的控制張力，我們可以采用速度偏移+PID運算結(jié)果的方式來控制放卷速度，速度偏移值可以通過牽引的線速度來計算獲得。

糾偏控制有兩種方式：

方式1：IO雙點糾偏，采用IO控制，根據(jù)輸入口的狀態(tài)來規(guī)劃電機找零速度；

方式:2：模擬量糾偏，采用模擬量反饋+PID調(diào)節(jié)來控制電機轉(zhuǎn)速。

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