智能传感方案再升级！让锂电池卷绕机更精准高效

 

 

随着科技的不断进步和市场需求的持续增长，锂电池已经成为了当今电池领域的主流技术。在新能源汽车、储能电站等领域的快速发展推动下，锂电池的市场规模不断扩大，进而拉动了设备需求。锂电池设备行业正经历技术升级和智能化改造，高效、智能、自动化的设备成为市场主流。政策扶持、成本降低和环保要求也间接促进了锂电池设备需求的增长。

 

 

卷绕机属于锂电池电芯制造中段设备的核心。卷绕机将模切成型的极片卷绕成锂离子电池电芯，在卷绕过程中张力控制精度、纠偏能力、卷绕效率等成为了影响电池产品质量的关键。

使用全自动的设备对锂电产品的生产效率和一致性都有较高的帮助，而选择稳定精密的传感器配置在设备设计中起着关键作用。

今天小明就来为大家分享一下明治最新升级的锂电池卷绕机的工作流程以及传感器在设备中的应用~

 

 

 

 

检测锂电池有无

超薄光电传感器    ESL-25NO

 

应用场景：

锂电极片抓取到空间狭窄的中转台时，需要传感器检测治具上锂电池有无，要求响应速度快，低于2ms

 

解决方案：

1、选用厚度仅有3.5mm的超薄光电，无需担心狭窄的安装空间
 

2、红外光源，漫反射检测原理，可稳定检测极片

3、超短响应时间≤2ms

4、IP67防护等级，防尘防水性能佳

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锂电池极片单双张检测

MUD-60N-400 超声波传感器

 

应用场景:

吸嘴从锂电极片料仓中吸取极片到后搬运到纠偏台上后，需要传感器检测锂电极片单双张，单张正常运行，双张报警停机

1、锂电极片面积厚度3mm，重量在500-800g/m^，单双张给NPN开关量信号

2、要求传感器响应速度小于30ms

 

解决方案:

1、选用明治专用于单双张检测的MUD系列传感器，超声波检测原理，非接触式检测

2、可检测单位面积重量在20-1200g/m^范围的纸张

3、检测距离最远可达60mm，即使物料的位置有一定差异以及抖动也不会影响实际的检测效果

4、厚/薄/正常三种检测模式可调，具有学习示教功能，可以快速调试适应现场多种规格物料检测

5、采用高频检测算法，响应时间最高可达6.5ms，可实现高频检测

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极片及隔膜传送状态监测

PE1+PD-32   光纤传感器

 

应用场景:

需要选用传感器实时监测电池正负极片及隔膜的传送过程，避免因料片中断影响后续工序的进行。

 

解决方案:

1、选用高精度漫反射光纤元件搭配放大器，安装于电池极片的上/下方位置，实时进行物料有无监控，并将信号反馈至PLC进行控制

2、放大器多档位可调，可满足不同速度的生产检测要求

3、拥有防干扰控制，可轻松实现多台光纤传感器的并排安装，检测效果稳定

4、可根据现场安装条件及机械运作需求匹配对应的圆柱型、区域矩阵型、平板支架型等类型光纤元件

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隔膜传送纠偏

ETD-0612 精密激光纠偏传感器

 

应用场景：

需要纠偏系统实时监测隔膜传送过程中左右位置的偏摆情况，将偏移量反馈到纠偏控制系统，实现隔膜传送过程中的精准位置控制，精度需要达到丝级以上，以保障卷绕的一致性。

 

解决方案：

1、选用激光纠偏传感器ETD-0612搭配控制器

2、采用激光区域对射原理，实现1um的高精度控制

3、可输出模拟量电压信号与设备的纠偏系统进行直接信号交互，实现隔膜位置的实时控制

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运动机构限位

槽型传感器  ST-303N-SW

 

应用场景：

设备运动机构复杂，F/T/R/L/K等多种外观的槽型传感器被普遍应用在设备多个工位上，进行运动机构模组的定位限位等位置控制

 

解决方案：

1、 明治具有丰富的槽型传感器产品线，有F/T/R/L/K等11种外观可选，满足该设备上不同检测位置的安装要求

2、芯片一体化方案，使得它们拥有0.01mm的重复定位精度，使设备的位置控制更精确

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治具气缸定位

MR-C80  磁性传感器

 

应用场景：
 

锂电极片抓取到中转台时，由定位气缸伸出进行治具定位，检测气缸伸出动作是否到位

 

解决方案：

1.选用定位精度高，性能可靠的MR-C80磁性传感器，具有突波吸收保护功能

2.最大开关切换频率可达1000Hz，高速场景稳定检测

3.耐振动/耐热(70℃内)等恶劣环境均可使用

4.IP67防护等级，防尘防水拒绝各种干扰因素

5、体积小巧，可集成在各种狭小安装环境中

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吸嘴正负压检测

数显压力表  MQ-02D

 

应用场景：

吸嘴从锂电极片料仓中吸取极片到后搬运到纠偏台上，需要检测吸嘴的正负压，从而确定极片的拾取和放下动作，检测气压范围-50kPa~80kPa，电流型4-20mA模拟量输出

 

解决方案：

1、选用MQ-02D低压型数显气压表

2、压力范围-101.3~101.3kPa,最大耐压500kPa,  

3、数显型，调试简单快捷

4、自带安装钣金，安装便捷

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安全门防护

安全门锁  AR3系列

 

应用场景：

检测距离12mm，需要确保安全门关闭到位，常开型。当安全门打开后，设备停机；当安全门正常关闭后给PLC一个完成信号，设备正常运作。

 

解决方案：

1、可选用安全门锁AR3系列

2、内置多触点结构可供选择，多种金属头部可选

4、锁定力为1300N，抗强拉能力优越

5、IP67防护等级，防水防尘性能佳

6、标准镀金接点，可用一般负或微小负载
 

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电芯卷料到位

光电传感器  PTE-DV100

 

应用场景：

在正负极材料和隔膜卷绕成小电芯单体后，需要贴上胶带，防止电芯松动或偏移，这里需要通过方型光电检测电芯卷料到位，从而发出信号，进行下一步贴胶操作。

 

解决方案：

1、选用红外光源，灵敏度高的PTE-DV100

2、响应时间1.6ms

3、漫反射检测原理，检测距离1000mm

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检测极片上是否贴标

视觉传感器  VDS10-BQ0106-WP

 

应用场景：

极片上贴有各种颜色（银色、绿色、黄色、蓝色）的标识，需要识别出有标识的极片

目前速度：850mm/s

极片总宽度160mm，需要覆盖一半

 

 

 

 

解决方案：

选用明治视觉标准产品VDS10系列来进行检测，检测原理为在相机成像下，将特征区域凸显出来，从而判断胶带的有无。

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成像效果：

OK

以上为正常无不良标的成像
 

垂直安装会有一点的光亮反馈，不影响判断结果OK

 

NG

除了透明胶带，各种颜色胶带成像都为高亮色，可被识别NG

 

NG

只有一小部分胶带在检测范围内都可被识别出NG

 

一台设备上的四套传感器，可以通过监控系统集合在贵司的设备上。方便实时观察。同时NG的图片也有储存功能，可进行反馈和分析。

 

 

随着技术的不断发展，明治未来还将有更多类型的传感器被应用到锂电池卷绕机上，进一步助力提高设备的卷绕效率和电池质量。