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锂电池涂布机(下)

2012-07-19 09:00阅读:

2 涂布机群结构与特点

2.1 总体结构

为了节约空间,综合利用能源,采用烘箱一体式结构。涂布机群特点如下:
1)一个涂布机群共有8条双面极片涂布生产线,分上下两层,各四条;
2)每层4条生产线,各分左右两部分;
3)每相邻的2条生产线,共用一组宽型烘箱,为一个工作组,见图1.1所示;
4)每条生产线有正反两个涂布头,有各自独立的开卷、收卷装置;
5)每两个涂布头共用一个洁净风淋房,周围用玻璃门密封;
6)每条生产线,烘箱呈拱形布置,12节烘箱,总长40米、中心高一米;
7)二层生产线安装在钢结构大平台上,并有楼梯、安全栏杆;
8)烘干道全程封闭,开卷、收卷处,最后按要求修封闭玻璃房。

图1.1 涂布机群结构图

2.2 开、收卷

开、收卷的特点为:
1)开卷装置为单工位,但配有备份气胀轴,并有接片机构;最大卷径:>500mm;
2)收卷装置为双工位,可以不停车换卷;最大卷径:>500mm;
3)卷轴全采用气胀轴,轴径为3”,加标准纸芯后,直径为100毫米;
4)开卷张力:恒张力控制,0~200牛;配磁粉制动器25牛米;
5)收卷张力:恒张力或里紧外松减张力控制,0~200牛;配磁粉离合器50牛米
6)显示屏有自动计长功能;计量精度:1米,最大计量:999999米;
7)收卷机安装1.5千瓦变频减速电机,(电机减速比30,齿形带减速比36:22)双磁粉离合器,两收卷轴手动切换;

2.3 涂布头

涂布头为涂布机的核心部分;直接控制涂布质量与涂布速度,此机群涂布头有以下特点:
1)涂布辊直径:159.155毫米(周长500毫米);精度:径向跳动:<±2微米;
2)涂布辊电机:4.5千瓦交流伺服电机;齿形带传动比:38:19;
3)牵引胶辊直径:159.155毫米(周长500毫米);安装旋转编码
器(每毫米为360脉冲);牵引辊电机:0.75千瓦交流变频减速电机;总传动比50:1;(电机减速器减速比25,齿形带减速比36:22,齿轮减速比66:54;)
4)刀辊直径:100毫米;精度:径向跳动:<±2微米;
5)刀辊、涂布辊间隙用“光栅尺”精密测量,分辨率:1μ;
6)左右各一间隙调整机构,可在显示屏上设置间隙,用直流减速电动机自动调整;
7)间隙涂布:气缸垂直驱动;牵引辊向下运动距离:2~3毫米;
8)正反面定位:反面用可见光“光电开关”检测正面涂布边缘,
9)定位误差:<0.5毫米。检测定位误差后,可在显示屏上进行修正。

2.4 纠偏机构

由于涂布机较长,为了控制涂布的质量平整度,必须安装纠偏机构。其结构与特点如下:
(1)一楼涂布机每条线有四个纠偏机构,分别位于:
第一个:开卷后,正面涂布前;
第二个:下烘箱出口后,反面涂布前;
第三个:上烘箱出口后;
第四个:收卷前,兼作收卷“排错控制”;
(2)二楼涂布机每条线有五个纠偏机构,分别位于:
第一个:开卷后,上楼前;
第二个:上楼后,正面涂布前;
第三个:下烘箱出口后,反面涂布前;
第四个:上烘箱出口后;
第五个:收卷前,兼作收卷“排错控制”;
3)每个温控系统采用PID智能控制,参数由主机设置。
4)每个温控系统温度控制范围:室温~150°C,精度:±2°C。
5)系统稳定,安全,可靠。
6)控温时,在三十分钟内,能快速达到设置值,并达到精度要求。
7)温控系统分为基本加热、补偿加热、控温加热,不会对电网产生冲击。
8)每个温控系统有两个温度传感器;其中一个控制补偿加热,另一个为智能温度控制。
9)补偿加热温度控制为开关量,当测温传感器PT100测量值大于等于设置值时,补偿加热停止;小于时,补偿加热启动。
10)控温传感器PT100进行温度控制;通过PID调节控制SSR导通比(周期约为2S)。
11)在风机启动的情况下,才能启动回执,如果风机停止,基本加热、补偿加热、控温加热都立即停止。
12)停止机时,先停止所有加热,半小时后,风机再停止。

2.6 电控柜

每节烘箱配一个加热控制板,全线共48块控制板;其功能:控制风机启动、停止,控制加热器通电、断电;通过PLC测量并控制加热器及烘箱温度。
每条生产线前后各配一块驱动控制板和辅助配电板,控制前后变频电机、伺服电机、开收卷磁粉制动/离合器工作;

2.7 自动上浆和搅拌装置

自动上浆与搅拌装置为原材料加入机构,能降低工人的劳动强度,提高劳动效率。其特点如下:
(1)每个涂布头配有气动隔膜泵、电子秤、无杆气缸;
(2)隔膜泵用于浆料提升,气动控制,调节气压即调节流量,最大流量:2升/分;
(3)电子秤用于测量料筒内浆料存量(因无法观察浆料液位);最大感量:40公斤;
(4)无杆气缸用于料槽内浆料搅拌,调节气压即改变搅拌速度;最大行程:80公分;

2.8 显示屏

前后涂布头处各配10”显示、设置触摸屏,显示涂布机全部技术参数,并可修改参数;
(3)纠偏方式:双臂摆动;
由于两条生产线共用一组烘箱,其温控只有主屏可以进行温度设置和修改,其余三个副屏只能监视。主屏定义:靠近楼梯的正面涂布头的触摸屏为主屏。
可控制全部电控部件上电、断电;手指触摸操作,人机对话。
有整机上电、断电按钮,有前后通话对讲装置;

2.9 输电方式

功率:涂布机群分上下左右四组,每组12节宽烘箱,总加热功率:432千瓦,(当热平衡时约为75%=324千瓦),风机功率:2.2*24=52.8千瓦,拖动功率:(9﹢3﹢3)*2=30千瓦。
输电铜排:每组烘箱底下,安装四条输电铜排(30*4毫米),分别为三条相线、一条零线。各路温度控制板、拖动控制板都从输电铜排取电。
上电:各电路通过接触器上电,上电指令都在触摸屏上;但烘箱开风机和加热器只能由主屏发令,副屏只能监视;


摆辊长:1米;行程:±50毫米;纠偏速度:每秒5毫米;推力:600牛;

3 涂布机群控制系统

3.1 涂布方式

涂布机的涂布方式分为:直接涂布和转移涂布两大类,见图3.1所示。

图3.1 涂布方式与走带路线
(1)直接涂布
基材包在涂布辊上,直接与涂料接触的涂布方式为直接涂布。为增大牵引辊包角,基材必须绕过辅助导辊。工作时,牵引辊会自动反转。直接涂布只能连续涂布,不能间隔涂布;见图3.1中右图所示。
(2)转移涂布
基材仅绕过牵引辊就进入烘箱,基材与涂布辊的间隙很小,经过相对运动,涂布辊上的涂料转移到基材上。这时,涂布辊与牵引辊同方向转动;走带方式见图3.1中左图所示。
转移涂布可分连续涂布和间歇涂布两种:
连续涂布:涂布辊与牵引辊连续匀速运转,间隙气缸不参加工作;
间歇涂布:涂布辊按涂布长度作间隙运动,间隙气缸配合作上下运动;
(3)穿片走带
边缘装置传感器:红外叉式光电头;
推动电机:直流电机,24伏/2安;
纠偏精度:±0.5毫米;
(4)收卷前,纠偏机构进行自动“排错控制”(把厚边缘自动排开);
排错幅度:10~20毫米可调;
光电头主动往复运动,速度:收卷轴每转1圈,移动1毫米;

2.5 烘箱

本设备为大型涂布机;分为8条生产线;四套烘箱线。每条线有12个烘箱;每个烘箱有两套温控系统,每个温控系统包括一台2.2KW的风机、一个9KW的基本加热丝、一个6KW的补偿加热丝、一组3KW的控温加热丝、两个PT100热敏电阻。
采用每个烘箱用一个PLC控制,也即一个PLC控制两套温控系统。
按涂布机规定路线,穿引带(以后每次关机前把引带补进);为帮助牵引,可低速走带;穿好后,在各纠偏点把带子调整到中心位置,并保持适当张力;穿带路线按涂布方式分:直接涂布和转移涂布两种;见图3.1所示两种走带路线。

3.2 系统上电

由于此涂布机群功率较大,采用分开控制的办法;也即一个工作组(两条生产线),为一个单元,统一上电。每个工作组的操作完全相当,下面就依其中一个工作介绍上电与下电操作过程。
(1)上电前准备工作
1)检查设备机械结构有无松动或其他故障;
2)检查系统强电部分走线有无松动,接口处是否正常;
如果一切正常可进行上电。
(2)铜排上电
大空开合闸;空开合闸后,输电铜排得电,但此时全部系统并不工作,而是在等待操作命令;得到命令后,相应的接触器才会闭合。
由于烘箱加热为电加热,铜排上电后,烘箱内接触器的输入端全部得电。
(3)系统上电
一个工作组有两条生产线组成;有四个涂布头,在每个涂布头处有一个控制器,包括一个触摸屏,三个按钮(按钮分别为“上电按钮”、“下电按钮”、“急停按钮”),供四套。
在系统铜排上电的情况下,并且四个“急停按钮”都为常闭状态,按下任意一个“上电按钮”都可使此工作组得电,触摸屏点亮。
此时,所有的执行机构都处于待命状态。
可由触摸屏操作控制执行机构动作。可启动风机、加热、纠偏、涂布、收放卷等机构。
(4)系统下电
在系统上电情况下,点击四个控制器上任意一个“下电按钮”,系统全都掉电,回到铜排得电状态。
(5)急停
如果出现紧急情况,点击任意一个“急停按钮”,系统全部掉电;此时,风机停止、加热停止。此按钮为紧急状态使用,与“下电按钮”功能相似。系统正常下电时,请使用“下
电按钮”。

3.3 操作顺序

在自动涂布运行前,需要进行准备工作;步骤如下:
1)穿基料带:按照涂布方式,穿好基料带;并在开卷与收卷处固定到位。
2)间隙调整:也即调整刀辊与涂布辊之间的间隙,用来控制涂布的厚度。
3)纠偏调整:控制带料走正,走直。
4)开启烘箱内风机,再开启加热。
5)当温度达到目标值,可启动涂布;初始速度稍慢些,一般为2米左右。
6)加入浆料,并开始涂布。
7)随着烘箱温度的上升,涂布速度可以逐渐增加。
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