טכנולוגיית עיבוד הלייזר, בגלל היתרונות הטכניים שלה, משחקת תפקיד חשוב יותר ויותר בתעשיית סוללות הליתיום, כגון ריתוך לייזר של ליבות ומודולים, חיתוך חומרי עמודים, סימון וכן הלאה. מאמר זה מציג בעיקר את קו הייצור האוטומטי של מכונת ריתוך הלייזר של סוללת ליתיום במערכת העברת חומרים, מערכת אדפטיבית, מערכת מיקום חזותי, ניהול ביצוע ייצור MES וטכנולוגיות מפתח אחרות.
סוללות ליתיום בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלה, המתח הגבוה, הגנת הסביבה, אורך החיים הארוך שלהן וניתנות לטעינה מהירה ויתרונות נוספים, המועדפים על ידי ה-3C הדיגיטלי, כלי עבודה חשמליים ותעשיות אחרות, התרומה החדשה של תעשיית הרכב האנרגיה בולטת במיוחד. כמרכיב הליבה של רכבי אנרגיה חדשים, ביצועי אספקת החשמל, היציבות והבטיחות שלו הם היבט חשוב בביצועים של רכבי אנרגיה חדשים, איכות ריתוך סוללת החשמל משחקת תפקיד מכריע בביצועי סוללת החשמל, אשר בתורה קובעת את ביצועי הרכב. טכנולוגיית עיבוד לייזר בגלל היתרונות הטכניים שלה, בתעשיית סוללות הליתיום, כגון ריתוך לייזר הליבה והמודול, חיתוך חומרי עמודים, סימון וכן הלאה ממלאים תפקיד חשוב יותר ויותר!
1. היישום של ריתוך לייזר בייצור סוללות ליתיום
ריתוך לייזר הוא קרן לייזר כמקור אנרגיה, השימוש במכשירי מיקוד כך שהלייזר נצבר לאלומת צפיפות הספק גבוהה המוקרנת על פני השטח של חומר העבודה לצורך חימום, בהולכת החום של חומר המתכת תחת פעולתו של הפירוק הפנימי של החומר ליצירת בריכה מסיסה ספציפית. ריתוך בלייזר הוא סוג חדש של שיטת ריתוך, הנמצא כעת בשלב פיתוח מהיר. בעת ריתוך בלייזר, האזור מושפע החום של חומר העבודה קטן; מפרקי ריתוך קטנים, מידות ריתוך דיוק גבוה; שיטת הריתוך היא ריתוך ללא מגע, אין צורך להוסיף כוח חיצוני, עיוות מוצר קטן, איכות ריתוך גבוהה, יעילות גבוהה, קל למימוש ייצור אוטומטי.
מייצור תאי סוללת ליתיום ועד סוללה PACK לקבוצה, ריתוך הוא תהליך ייצור חשוב מאוד, מוליכות סוללת ליתיום, חוזק, אטימות, עייפות מתכת ועמידות בפני קורוזיה, היא תקני הערכה טיפוסיים של ריתוך סוללה. בחירת שיטת הריתוך ותהליך הריתוך ישפיעו ישירות על עלות המצבר, איכות, בטיחות ועקביות המצבר.
שנית, ניתן לשלוט במדויק על ריתוך לייזר, עם נקודה ממוקדת קטנה ומיקום מדויק, אשר יחד עם הזרוע הרובוטית, קל לבצע אוטומציה, להגביר את יעילות הריתוך, להפחית את שעות העבודה ולהוזיל עלויות. בנוסף, ריתוך לייזר של פלטות דקות או חוטים בקוטר דק לא ייפגע בהתכה חוזרת, כפי שקורה בריתוך קשת.
מבנה הסוללה מכיל בדרך כלל מגוון חומרים כגון פלדה, אלומיניום, נחושת, ניקל וכו'. מתכות אלו עשויות להתבצע לאלקטרודות, חוטים או קונכיות, לכן, בין אם מדובר בחומר או במגוון חומרים בין ריתוך, מוצעים לתהליך הריתוך של דרישות גבוהות. היתרון של תהליך ריתוך הלייזר טמון במגוון הרחב של חומרים שניתן לרתך וביכולת לרתך חומרים שונים.
2. ריתוך לייזר בקו הייצור של סוללת ליתיום PACK בטכנולוגיית המפתח
סוללת ליתיום מכונת ריתוך לייזר סוללת קו ייצור מודול אוטומציה, כולל בדרך כלל טעינת הליבה, סריקה, בדיקה, ניקוי, מיון, ערימת מודול, זיהוי ערימה וריתוך מודול, זיהוי ריתוך, פריקת מודול ותהליכים אחרים, מערכת העברת החומר, אדפטיבית מערכת, מערכת מיקום חזון, ניהול ביצוע ייצור MES וכו', היא טכנולוגיית המפתח בכל קו הייצור, אך גם כדי להתאים את דפוס הייצור הרב-מינים של אצווה קטנה של התמיכה הטכנית החשובה.
1) מערכת העברת חומרים
מהעמסת הליבה ועד לפריקת המודול הסופית, כל העברת החומר מתבצעת באמצעות מערכת העברת החומר, אשר יכולה גם להרחיב את עמדות העבודה בצורה גמישה בהתאם לצרכי ההתאמה של התהליך, וההעברה בין תחנות שונות אינה מצריכה תפעול אנושי, וכן לוחית המיקום של המודול מגיעה עם מנגנון התאמת גודל המוצר, שיכול להתאים להידוק של מודולים בגדלים שונים, והיא מתאימה מאוד לצרכי ייצור בכמות קטנה ומגוון.
2) מערכת אדפטיבית
בתהליך הייצור של מודול הסוללה, חבילה רכה, מרובעת וגלילית הם הסוגים הנפוצים ביותר של סוללות נכנסות, ולאחר ערימת סוללות בגדלים שונים בגדלים שונים של מודולים, כל תהליך צריך להיות מותאם למערכת ההסתגלותית כדי להבטיח את ההצמדה של כל פעימת הקו, במיוחד בתהליך הריתוך, המותאם רק לגדלים השונים של המודולים על מנת להשלים את תהליך ה-PACK של המודול.
מערכת אדפטיבית מאמצת קישור שילוב רב צירי כדי ליישם את המיקום המיקום באזור עיבוד המוצר, ללא כל צורה של הגבלת חומר נכנס, להשלמת עבודת הריתוך והעברה לתהליך הבא.
3） מערכת מיקום חזותי
ניקוי משטחי ריתוך ליבה, סימון מודול, ריתוך חלקים מתכנסים מושלם בדרך כלל על ידי עיבוד לייזר, הרכבת מודול סוללה, לעתים קרובות עם סובלנות ממדים גדולים, קשה להשיג את עיבוד הלייזר לפי דרישות גודל מיקום הפער, וכתוצאה מכך ירידה חדה בעיבוד איכות. הכנסת מערכת מיקום חזותית יכולה לענות על הדרישה למיצוב מדויק, הדיוק יכול להגיע ל- ± 0.05 מ"מ, דרך הראייה של רכישת נתוני הצילום, ולהחזיר למערכת הבקרה לסטיית החומר, ובכך לממש את עמדת עיבוד של מיצוב דיוק גבוה.
4） מערכת ניהול ביצוע ייצור MES
מערכת ניהול ביצוע ייצור MES בעלת פלטפורמת פיתוח פתוחה, יכולה להתבסס על הפלטפורמה הבסיסית של המערכת במהירות ובזריזות בהתאם לצרכי המשתמש להשלמת יישום פיתוח פרויקט MES, ידנית רק לפי הוראות פרמטר MES להנחיית העבודה , ובאמצעות צורה של תרשימים וסטטיסטיקות מקיפות וניתוח של מידע הגדרות הייצור הקיים כדי לשפר. מטעינת הליבה ועד לפריקת המודול הסופית, הפרמטרים, הנתונים ומידע נכנס אחר של כל תהליך ניתנים לשאילתה מהירה ולנתח ולעבד בזמן באמצעות מערכת MES, מה שבאמת הופך את התהליך לשליטה ויעיל. חבילת נתוני תהליך ריתוך בלייזר משולבת ישירות במערכת MES כדי להקל על המשתמש להתקשר ולעבור, כל הסט של מערכת MES יכול להיות ישירות לקו הייצור לתוך סדנת ייצור מעין בלתי מאוישת, ידנית רק בפריפריה של החומר מילוי לשיפור הבטיחות. עם ממשק התקשורת התעשייתי השמור, משתמשים יכולים לא רק לממש ניטור וניהול מרחוק, אלא גם לעגן ביעילות עם ERP ארגוני, ולממש באמת מפעל אינטליגנטי ואינפורמטיבי.
