空旷的工厂为何突然响起警报？

生产线戛然而止，究竟是何人所为？

产品不合格的背后，又隐藏着什么？

工厂停产损失的幕后，到底是管理缺失还是设备问题？

让我们随着安川的技术人员，一起探究其背后的原因……

 

案例分析

 

这是一家锂电池的制造工厂。近几年，锂电池的应用越来越广泛，例如电子设备，工业仪器，医疗仪器等领域都能见到锂电池的使用。而市场对锂电池需求量不断增大的同时，也对锂电池的制造工艺提出了更高的要求。然而，该工厂却在锂电池的卷绕环节中，遇到了技术难题。

 

如下图所示，锂电池的卷绕工艺，就是将电池的正负极材料、绝缘膜、极耳卷绕成电芯的过程。在正负极材料中间加入绝缘的隔离膜，在适当的位置插入极耳后，将所有材料紧密卷绕在一起。

 

（极耳：从电芯中将正负极引出来的金属导电体。通俗来说，电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。）

 

而该工厂在生产过程中发现，锂电池的正负极很难正好卷绕在相同的位置。此外，在卷绕过程中，隔离膜总是被拉细甚至拉断，但是如果放松卷绕力度，又会出现卷绕松弛的现象。

 

眼看着工厂即将蒙受巨额损失，工厂负责人心急如焚，寝食难安，*后向我们安川的技术人员寻求帮助。我们安川的技术人员去现场考察之后发现，原来在生产过程中，卷绕设备必须通过同步控制和张力控制，确保在卷绕过程中收卷和放卷同时进行，并且在该过程中线材的卷绕不过于松弛或紧绷。

 

 

 

解决方案

 

为解决该技术难题，安川提供了相应的产品以及3个技术方案：

 

1、 使用多轴同步的插补方式，保证收放卷轴和插入轴完全同步，保证极耳位置一致。

 

安川采用了MP3000与∑7 M-III伺服，建立起网络通讯；并且使用虚拟运动轴的角输出，作为插补时的参数，控制4根卷轴同步运动。

 

2、使用卷径计算方式

 

卷绕的过程中随着时间推移，卷绕轴的卷径会一直变大，如果不对卷径进行计算，会造成卷绕不整齐，极耳偏差。安川通过编码器反馈，实时计算电芯的卷径，保证卷绕整齐。

 

理论依据：

（1）脉冲量与卷轴半径成反比。

（2）卷绕前无需测量卷轴半径和电极层的厚度。

（3）空轴为硬金属固体，借助测量仪器更易测量。

   

 

3、方形卷绕等效模型的建立

 

方形电芯卷绕过程中，由于各个位置的旋转半径各不相同，我们建立了一套等效的转换系统，计算出等效半径，从而可以计算出等效的角速度。

 

 

通过以上3项技术解决方案，安川成功帮助该工厂解决了卷绕过程中的生产难题。该工厂又投入到了紧张的生产过程中，工厂负责人也终于松了一口气。