側焊檢測一體化8PPM方案(5套)

1、 設備名稱：方形鋁殼電池側焊自動化生產(chǎn)線規(guī)格型號：WFF1000焊接系統(tǒng)技術協(xié)議 甲方： 乙方：大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司備注：1、整體方案介紹本系統(tǒng)優(yōu)勢1.1、 采用1000W光纖連續(xù)激光器，焊接可靠性高，運行成本低，比YAG激光器省電87%，激光器無耗材, 1.2、當蓋板與電池殼口出現(xiàn)沒有吻合好的情況下，工作臺CCD檢測系統(tǒng)可自動識別出來并排除，自動NG下料。l 焊接前進行CCD監(jiān)測焊縫間距，合格后方能焊接，CCD捕捉定位系統(tǒng)精度±0.05mm，定位精度可根據(jù)要求在軟件里面進行設置，系統(tǒng)檢測大于設置數(shù)值都可以挑出來，待前端重新入蓋檢測合格后進行焊接；l 激光對檢測后的電池進

2、行焊接封口，平均焊接速度60mm/s，l 焊接后焊縫無坑洼，焊縫美觀，焊縫變形量0.5mm，不合格比率2%（除去客戶本身來料不良）。l 設備能實現(xiàn)自動和手動功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對電池進行補焊。手動狀態(tài)可進行設備調(diào)試，軟件參數(shù)設置，手動和自動切換方式如下圖所示，點擊相應的圖標進入。詳細設置參數(shù)可查后期技術說明書1.3、采用一個激光器帶一個工作臺的方式，單個激光器與工作臺配合產(chǎn)能達到8PPM，有效的節(jié)省了成本；要求整機產(chǎn)能8PPM。1.4、氣密性、內(nèi)阻檢測使用一個電池配一個檢測設備，檢測精度高；1.5、激光在線打標，速度快、穩(wěn)定性高。全自動焊接、檢測、一體系統(tǒng)介紹1.6、適配范圍厚度（mm）寬度（mm）

3、高度（mm）適配范圍21-2860-15090-150 備注：本設備以電池型號:2770135為藍本設計,并以這款電池作為設備驗收標準。若要更換產(chǎn)品型號，只需要更換相應的夾具及調(diào)整相應的參數(shù)，更換相應夾具及相關費用另行報價。流水線導槽調(diào)節(jié)范圍10mm-30mm 設備相關工裝夾具按照2770135設計并制作，單套系統(tǒng)運行示意圖 本方案采用1000W一對一方式、自動化集成度高、焊接效率高、高效率CCD自動檢測電池蓋與殼體焊縫邊緣、氣密性絕緣內(nèi)阻檢測精度高、打標效果好、運行成本低、安全穩(wěn)定性能好、節(jié)約人力資源。整機外觀尺寸6000X5000X2400(MM) (除報警器高度）2、側焊自動線概述2.1

4、、各機構方案概述：該套全自動焊接、檢測系統(tǒng)，包括1臺封口焊接工作臺、1臺激光器、1臺冷水機、1臺除塵器、1臺檢測工作臺（包含6臺氣密性檢測設備、2臺絕緣內(nèi)阻檢測設備）、1條流水線組成。側焊工作臺：采用旋轉四工位設計，具有效率高精度高、運行穩(wěn)定等特點。第一工位上料、第二工位CCD檢測、第三工位實施周邊焊接、第四工位下料。單機側焊工作臺生產(chǎn)效率為：8PPM。檢測、工作臺：采用四工位設計，第一工位使用機械手實現(xiàn)上料、將電池從側焊工作臺夾具上抓到檢測工作臺夾具里。第二工位對電池抽真空，實現(xiàn)負壓檢測、絕緣內(nèi)阻檢測設備對電池內(nèi)阻檢測，設備分別自動記錄OK/NG品。第三工位預留工位。第四工位四軸機械手將NG

5、/OK品放置到指定流水線上。單機檢測、打標工作臺生產(chǎn)效率為：8 PPM。2.2、整體與各機構布局圖：檢測、工作臺上料端多流道傳送帶下料端操作盒部件操作盒部件焊接工作臺操作面板檢測工作臺焊接工作臺轉料機械手多流道拉帶預留工位 上料平臺下料工位上料工位定位檢測工位焊接工作臺焊接工位氣密性、短路檢測工位上料機械手預留工位下料機械手檢測工作臺上料工位下料工位第三道：內(nèi)阻檢測NG流道第二道：CCD檢測不良品第一道：上料第四道：氣密性檢測NG流道多流道傳送帶氣密性檢測工作臺尺寸圖： 2.3、動力電池側焊工作臺方案簡介2.3.1、方案概述采用旋轉四個工位配合三維伺服平臺進行焊接，通過機械手在流水線上抓取電池

6、到夾具里電池定位檢測工位焊接工位下料工位循環(huán)完成電池的封口焊接。2.3.2、應用背景甲方產(chǎn)品：2770135。電池蓋板焊接位置（一周）電池殼圖12.3.3、系統(tǒng)的主體構成設備包含激光焊接系統(tǒng)、工作臺、控制部分、人機界面等部分，以下做詳細描述：a、激光焊接系統(tǒng)本身具有控制系統(tǒng)，控制激光波型、脈寬、輸出能量、參數(shù)調(diào)用等，觸摸屏上可做焊接波形編輯。b、工作臺系統(tǒng)采用PC控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)控制整個工作臺各個模塊及各功能動作的實現(xiàn)。工作臺整體尺寸約長3500mm×寬2060mm×高2500mm（不含三色報警燈），總體布局圖如下圖抽風口三色燈氣路接頭電源機罩下料機構上料機構 焊縫檢測工位上

7、料平臺三軸焊接平臺下料工位壓緊機構焊接工位上料工位c、夾具工裝短邊夾緊塊長邊夾緊塊短邊松料氣缸長邊定位塊長邊松料氣缸短邊定位塊 底部頂緊氣缸夾具工位：通過長邊氣缸和短邊氣缸頂松夾具，放入電池后由長邊彈簧帶動長邊活動塊夾緊電池，短邊有短邊夾緊裝置夾緊定位，高度由氣缸帶動電池壓頭下壓并與底部頂緊氣缸共同作用下定位夾緊電池。注：該套設備通過更換夾具滿足可以不同規(guī)格電池焊接。d、壓緊機構：夾具松開氣缸上部旋轉裝置夾具工裝夾具松開氣缸電池壓頭e、上料工位，上料機械手：夾爪升降氣缸電池夾具伺服平臺上料：通過伺服平臺和升降氣缸動作，夾爪將皮帶線上的電池抓取到工裝夾具上f、下料工位，下料機械手下料機械手即檢測

8、打標工作臺上料機械手夾具打開氣缸氣路接頭下料：通過檢測工作臺上料機械手直接上料到檢測工作臺。g、定位，焊縫檢測工位：定位：裝有電池物料的工裝夾具旋轉到此工位后，下壓氣缸動作，壓緊機構對電池進行上定位，夾具彈性結構對電池進行定位焊縫檢測：通過相機鏡頭調(diào)整CCD相機焦距。兩個CCD相機同時對電池兩個短邊進行焊縫檢測。CCD光源CCD壓緊機構定位氣缸工裝夾具（下置旋轉機構h、焊接工位： 焊接頭CCD監(jiān)視系統(tǒng)抽煙管三軸伺服平臺工裝夾具旋轉機構壓緊機構 焊接工位：裝有物料的夾具工作旋轉到此工位。三維伺服平臺動作，旋轉機構動作使夾具旋轉配合焊接頭工作完成對電池物料四邊的焊接。i、CCD監(jiān)視系統(tǒng)：通過CCD

9、監(jiān)視系統(tǒng)，可以觀察電池焊接過程中的實際情況。2.3.4、焊接工作流程a、 在上料工位，機械手從流水線上抓取電池到夾具里。b、 轉盤轉到夾緊，檢測工位，工裝夾具和壓緊機構對電池進行定位夾緊；CCD相機對電池焊縫進行檢查c、 轉盤轉到焊接工位在三維伺服平臺作用下進行封口焊接；d、 轉到下料工位夾具放開電池；電池彈起。機械手將電池抓取到檢測工作臺夾具上，e、 轉盤轉到上料工位，進行上料，如此不斷循環(huán)。2.3.5、效率分析：工序名稱及時間同時進行工序及時間工序號及名稱需要時間S工序號及名稱需要時間S工序號及名稱需要時間S工序號及名稱需要時間S1.上料工位6.92.CCD檢測工位7.23.焊接工位7.3

10、4.下料工位6.91.1轉盤轉動1.4s2.1轉盤轉動1.4s3.1轉盤轉動1.4s4.1轉盤轉動1.41.2夾具松開0.52.2夾具定位1.43.2長邊焊接1.64.2夾具松開0.51.3將電池放置到夾具內(nèi)1s2.3電池上定位1.43.3夾具旋轉及短邊焊接0.84.3抓取電池0.81.4平臺運動回到取料位1.62.4CCD焊縫檢測檢測33.4夾具旋轉及長邊焊接2.14.4機械手運動到放料位1.61.5抓取電池0.83.5夾具旋轉及短邊焊接0.84.5將電池放置到檢測工作臺上11.6平臺運動到放料位1.63.6夾具旋轉0.64.6機械手回到取料位1.6總時間7.3S最大耗時工序：焊接7.3s單

11、個工作臺焊接效率8 PPM 3氣密性、絕緣內(nèi)阻、工作臺簡介3. 1、方案概述本設備由來料檢測機構、氣密性檢測、絕緣內(nèi)阻檢測、和機械手機構為一體機組成。檢測一體機，其功能為自動對半成品電池焊接殼體后進行絕緣內(nèi)阻測試、焊接后殼體的泄漏測試并進行打標，由PLC記憶相應電池的NG與OK情況，機械手將相應電池放入相應的皮帶線流道中流向人工收料處。人工在出料處分別將OK、NG產(chǎn)品放入到指定位置。3. 2、基本參數(shù)a、 配置電源： AC220V/50Hz 功率：5KW ( 用戶自備）b、 壓縮空氣： 0.6MPa 10L/Min （用戶自備）c、 真 空 源： 設備自帶真空源d、 外形尺寸（約）：長x寬x高

12、3500x2810x2500mm（氣密性檢測一體機尺寸）。3. 3、系統(tǒng)方案介紹該系統(tǒng)采用機械手抓取電池，然后將電池放到夾具指定位置定位，配6臺氣密性檢測設備、2臺絕緣內(nèi)阻檢測設備。本工作臺所配電池夾具具備將電池自動定位，詳見下圖：a、整機外形圖上料工位下料工位檢測工作臺b、整機外形（去機罩）工裝夾具機構預留工位機柜檢測儀器氣密性、短路檢測工位上料工位下料工位 c、檢測夾具壓緊板定位基準板電池長邊定位機構短邊定位機構短邊壓緊板松開機構長邊壓緊板松開機構夾具動作流程：轉盤轉到上料工位：機械手從焊接工作臺下料位抓取電池到檢測工作臺夾具里，重復6次轉盤轉到氣密性和短路檢測工位：氣密性檢測設備和短路檢

13、測設備同時對電池進行氣密性和短路檢測.自動記錄NG/OK數(shù)據(jù)，方便后期取料使用轉盤轉到激光打標工位：激光打標頭對電池進行激光打標（如無需打標功能此工位預留）轉盤轉到下料工位，進行下料。d.上料及來料檢測工位：利用光電傳感器檢測來料狀況氣密性、短路檢測機構夾具夾具松開機構上料機構器下料機構器 電池短路檢測探針e、氣密性短路檢測機構夾具真空吸盤上下運動氣缸 氣密性檢測動作流程：夾具到位后氣密性短路檢測機構下降到位真空吸盤對準注液孔，檢測探針對準電池正負極及殼體氣密性檢測短路檢測設備開始檢測檢測過程中對每個電池數(shù)據(jù)進行記錄分別記錄OK/NG。 g.載有電池的夾具轉動到下料工位后，機械手將OK電池放入

14、到指定流道上，將NG電池放入到指定流道上。 客戶根據(jù)實際情況進行對不良品進行收集。3.4.6、技術參數(shù)a、 氣密檢測機構：1) 測試壓力 -600kPa2) 分辨率 1Pa或0.001mL/min3) 使用溫度范圍 0404) 使用溫度范圍 20-85%RH（不結露）b、 設備產(chǎn)能為8 ppm c、 絕緣內(nèi)阻測試:1) 電壓范圍 （101000V）±2%2) 測試電阻 100K50G3) 測試時間 0.1999.9s4) 精確度 ±1%RD5) 誤判率 0.01%3.4.7、機構簡介a、 上料機械手：采用四軸機械手，機械手從側焊工作臺下料工位夾取電池后上料至檢測工作臺電池夾

15、具。b、 循環(huán)夾具機構：用于固定上料機械手夾取的電池，將電池步進移送到每一工位。c、 氣密性檢測機構：檢測頭在氣缸推動下壓住注液口進行負壓測試泄漏量，儀器自帶液晶顯示屏幕顯示泄漏量，通過儀器的控制鍵面對測試儀參數(shù)設置。檢測完成后由PLC記憶電池的NG與OK狀態(tài)。d、 絕緣內(nèi)阻測試機構：內(nèi)阻測試儀的探頭在氣缸驅(qū)動下對電池正、負極柱間，正、負極柱分別與殼體間進行絕緣內(nèi)阻測試。本工序跳過上工序判定的NG品，同時由PLC記憶本工序的NG與OK品。e、 下料機械手：采用四軸機械手，通過PLC控制，將NG及OK品夾取到對應流道中。3.4.8、工作原理及功能a、 整機為一出六方式設計，采用夾具循環(huán)的方式，效

16、率高、性能穩(wěn)定。b、 上料機械手四軸機械手，精度可靠，機械手從側焊工作臺下料工位夾取電池到檢測工作臺的夾具里；c、 氣密性檢測機構采用負壓壓差檢測方式，檢測儀器自帶液晶顯示屏幕顯示泄漏量，通過儀器面板按鍵對測試儀進行設置。絕緣內(nèi)阻測試機構檢測電池正、負極柱間以及正、負極柱分別與殼體間的絕緣內(nèi)阻，檢測完成后由PLC記憶電池的NG與OK狀態(tài),分別放置到指定拉帶軌道里。d、 由下料機械手將OK的電池放入OK拉帶通道中，NG電池放入NG通道中。3.4.9、其他工作條件：a)、電源：工作臺要求220V單相±5%，50Hz。 激光焊接機要求380V三相±5%，50Hz。 冷水機要求38

17、0V三相±5%，50Hz。b)、溫度：適宜溫度1530。4、系統(tǒng)配置詳單（單條線）序號項目名稱品牌型號規(guī)格產(chǎn)地數(shù)量單位1激光器激光器IPG WFF1000W進口1臺焊接頭大族HPWCF50.8250250VP深圳1套光纖IPGIPG自帶進口1根2平臺及流水線絲桿、滑塊、導軌HIWIN臺灣若干套軸承NSK/MISUMI日本個氣動元件SMC、金器、亞德客MHL2-16D-Y69A SMC等日本、臺灣個電氣元件施耐德、西門子等進口品牌個按鈕開關上海二工中國個傳感器基恩士等進口品牌日本個伺服電機及驅(qū)動器施耐德、安川等進口品牌BCH0602O12A1C 施耐德 等法國、日本個PLC施耐德、西門

18、子TM258LF42DT Schneider法國、德國觸摸屏施耐德、西門子法國、德國DD馬達CDK、橫河AX4300TH-DM04-P3-U0日本2個異步電動機城邦臺灣1個變頻器三菱日本分割器凱姆德RU140DFH-04-270R(140DFH-PACK-X1037)中國13工控機及顯示器工控機及顯示器研華標準配置170 研華臺灣14煙霧凈化器煙霧凈化器愛普特、匯樂中國15真空泵真空泵紀維、ORION、高德圳宇中國16冷水機冷水機大族HC050M5-01A(SW)深圳1臺7夾具大族深圳8套8CCD系統(tǒng)CCD系統(tǒng)AVT德國2套9氣密性檢測氣密性檢測儀金科AL-2000中國6臺10絕緣內(nèi)阻檢測內(nèi)阻

19、檢測艾諾、銳捷南京2臺序號名稱數(shù)量單位使用壽命維護負責方備注，價格單位元1內(nèi)阻檢測探針6個3個月前期大族進行培訓操作，后期可自行更換。供貨時間15天1702氣密性檢測吸盤6個1個月同上供貨時間1個月3803保護鏡片1片4天，具體根據(jù)客戶實際使用情況同上供貨時間7天2004去離子水20LL2個月同上客戶自備5冷水機濾芯1個6個月同上供貨時間10天100主要耗材主要部件材質(zhì)清單(加工件)序號項目材質(zhì)備注1鋁型材60612鈑金件A3厚度:1.5mm3工作臺面板6061，454底座A35機架A36電池長邊夾緊板45#7電池短邊夾緊板45#8焊接夾具調(diào)整板45#9焊接夾具零件45#10檢測夾具定位板45

20、#11檢測夾具夾緊板45#12檢測夾具零件45#13轉盤45#14軸類零件SKD1115緩沖零件聚氨酯16夾具固定臺面板45#17DDR馬達安裝板4518觀察窗激光防護玻璃19絕緣類零件POM、聚氨酯20阻擋氣缸安裝板聚氨酯21阻擋板類6061擋電池22流水線電池導向條POM電池導向23板鏈POM24鏈輪POM25導軌、滑塊固定板 45#26產(chǎn)品定位板紫銅焊接部分4.送貨清單一條流水線包括：序號名稱數(shù)量單位備注1流水線1套2焊接工作臺1套3視覺系統(tǒng) (安裝在工作臺上)2套4氣密性、內(nèi)阻檢測工作臺1套5激光焊接頭1套6三軸平臺(安裝在工作臺上)1套7焊接主機1臺8冷水機1臺9光纖1根10氣密性檢

21、測儀器（現(xiàn)場安裝）6臺11絕緣內(nèi)阻檢測儀器（現(xiàn)場安裝）2臺12說明書2份外加一份電子版說明書5.乙方設備滿足的安全標準大族激光制造標準GB 7247.1-2001 激光產(chǎn)品的輻射安全、設備分類、要求和用戶指南GB10320-1995 激光設備和設施的電氣安全GB/T15490-1995 固體激光器總規(guī)范GB/T13740-1992 激光輻射發(fā)散角度測試方法GB/T13741-1992 激光輻射光束直徑測試方法GB 8702-1988 電磁輻射防護規(guī)定GB/T6360 激光功率能量測試儀器規(guī)范GB/T13862-92 激光輻射功率測試方法6.安裝設施要求一條流水線需要：面積：8M*5M 電力：3

22、80V±10% 50HZ壓縮空氣：0.6Mpa真空：-0.06Mpa設備功率 線體10KW焊接機20KW7、換型時需要更換的設備各部件以及夾具等清單序號名稱數(shù)量單位備注1焊接夾具4套相近規(guī)格更換部分零件，電池規(guī)格差距較大時需整體更換夾具2檢測夾具4套3短邊頂緊機構4件4檢測支撐壓板1件更換電池型號時需更換8:設備異常處理8-1 焊接效果出現(xiàn)毛糙感強烈，不光滑，檢查保護鏡片是否臟污嚴重，破裂，更換處理，焊接氣嘴內(nèi)孔是否焊渣過多。8-2，漏氣檢測出現(xiàn)誤判，檢查真空吸盤是否破損，某個工位出現(xiàn)持續(xù)誤判，檢查夾具是否松動，吸盤位置是否對準。8-3 短路測試出現(xiàn)持續(xù)判NG，檢測放電控制繼電器是否

23、松動，損壞。8-4感應器失靈，擋住感應器，看PLC指示燈是否有變化，無變化說明PLC無接受信號，檢測感應器線束，紅線對藍線輸入24V，感應線處于供電狀態(tài)，黑線對藍線為輸出24V,有輸入無輸出表示感應器已壞，更換。8-5，卡料處理，有卡料的情況按下皮帶線的控制開關，設備全部處于暫停狀態(tài)，取下卡主的電池，啟動皮帶線，按下設備的啟動鍵。設備將進入全自動狀態(tài)。8-6激光器報警，查看電源是否正常供電，冷水機高溫水低溫水是否閃爍報警，低溫水報警則處理冷水機側面的過濾網(wǎng)的灰層，重新啟動，高溫水報警一般是小的冷卻水管流量報警，看下小水管是否有卡主的情況。8-7 除塵設備報警，打開除塵設備的前門，拉下除塵設備的

24、卡主手把，拉出煙霧儲存器，倒掉灰層，裝上即可，或者跟換下面的濾網(wǎng)布袋。9:設備保養(yǎng)每天開機清理夾具的焊渣，焊接壓頭清洗，檢查保護鏡片，定期跟換冷水機的水以及濾芯，除塵設備的過濾布袋，真空吸盤，每個月?lián)Q班時檢查焊接夾具，上壓頭，下固定塊的螺絲，測漏檢測的夾具螺絲是否松動，清理設備內(nèi)部的灰層，機械結構保養(yǎng)潤滑保養(yǎng)10：設備良品率注意事項產(chǎn)品不良主要是測漏檢測不良，占到整體不良的95%以上，引起測漏不良的主要原因是爆點。爆點主要有以下幾點引起。1.對蓋不準確，照成上蓋和殼體錯位解決方案，在焊接的上一道工序有檢測功能，能檢測出對蓋的一致性是否利于焊接，如果利于標記OK.到焊接工序正常焊接，如果不利于焊

25、接標記NG，到焊接工位不焊接，下料工位直接下料到對蓋不良的拉線。2.上蓋和殼體本身材質(zhì)引起爆點。解決方案，廠家需要選用材質(zhì)較好的殼體和上蓋，這樣才能保證焊接的良品率。3.電芯在入殼的時候，電芯同殼體內(nèi)部刮擦，照成異物殘留在殼體上表面。解決方案，廠家要嚴格管控電芯入殼的工序，盡量避免異物殘留在殼體表面上。如果采用人工入殼，操作人員必須帶薄膜手套，不要帶棉織手套，避免棉織手套棉絮滯留在上殼表面。11：其他說明1.控制保護氣體的電磁閥，同相關程序關聯(lián)，保證保護氣體無流量的情況下，整機報警并停機。2.除塵設備開啟同相關程序關聯(lián)，保證除塵設備不工作的情況下，整機報警并停機3.整體設備做到數(shù)據(jù)上傳功能，需要雙方的技術人員溝通相關通訊協(xié)議，確認相關事宜。4.根據(jù)客戶2770135為藍本，我們一米的流水線能緩存5個電池的不