Saldatrice automatica a punti a doppio lato per l'assemblaggio di pacchi batteria

TOB-850DN-XZ-10000A Saldatrice automatica a punti a doppio lato basata sull'IA per l'assemblaggio di moduli e pacchi batteria

Panoramica del prodotto e applicazioni ideali

La saldatura a punti ad alta velocità e alta precisione a resistenza delle linguette di nichel sui terminali delle celle cilindriche rappresenta un collo di bottiglia in qualsiasi linea di produzione di pacchi batteria agli ioni di litio. Disallineamenti, corrente incoerente o tempi ciclo lenti limitano direttamente la produttività e possono introdurre saldature deboli che compromettono la sicurezza del pacco. La TOB-850DN-XZ-10000A è una saldatrice a punti completamente automatizzata a doppio lato che affronta queste sfide integrando l'intelligenza artificiale con il controllo del movimento servo multi-asse. È progettata specificamente per l'attività ripetitiva ad alto volume di saldare strisce di nichel ai terminali positivo e negativo delle celle cilindriche con involucro in acciaio—18650, 21700, 26650, 32700 e altre—simultaneamente su entrambi i lati della cella.

A differenza delle stazioni di saldatura manuali o a singolo lato, questa macchina completa entrambe le saldature delle facce terminali in un unico ciclo di indicizzazione, raggiungendo una velocità impostata in fabbrica di 0,4 secondi per saldatura (9000 saldature all'ora), con velocità programmabili fino a 10.500 saldature all'ora. La sorgente di potenza per la saldatura è un'unità a transistor unipolare da 10.000 A (con un'unità bipolare 6.000 B opzionale che fornisce effettivamente 12.000 A), offrendo il controllo del gradiente di corrente per una formazione uniforme del nucleo di saldatura e il rilevamento integrato di guasti per sotto-corrente, sotto-tensione e schizzi di saldatura.

La precisione di saldatura è garantita da quattro assi azionati da servo (X, due Y, due R, due Z) con una precisione di posizionamento di ±0,02 mm, mentre le routine di auto-correzione basate sull'IA misurano automaticamente la lunghezza della cella, rilevano l'usura degli aghi di saldatura a punti e verificano le posizioni limite. La macchina può importare file DXF per generare percorsi di saldatura, visualizzare la posizione della saldatura in tempo reale con stato codificato a colori e supportare la ripresa dal punto di interruzione dopo uno spegnimento anomalo. Con scansione barcode personalizzabile, rilevamento della pressione e caricamento dei dati MES, è pronta per la completa tracciabilità digitale in una fabbrica intelligente.

Ideale per:

• Linee di moduli e pacchi batteria EV che saldano strisce di nichel a celle 18650, 21700, 26650 o 32700 in configurazioni serie-parallelo.
• Produttori di pacchi per sistemi di accumulo energetico (ESS) che richiedono saldatura a punti ad alto volume, uniforme e tracciabile per assemblaggi di celle cilindriche.
• Produttori di pacchi batteria per e-bike, utensili elettrici ed elettronica di consumo che desiderano sostituire le stazioni di saldatura manuali con una soluzione completamente automatizzata in linea.
• Qualsiasi produttore che desideri integrare i dati della saldatura a punti in un sistema MES / SCADA per una genealogia completa del prodotto.

Vuoi sapere se questa saldatrice può gestire lo spessore specifico delle tue linguette di nichel e il passo delle celle? Invia il file di progettazione del tuo pacco o la scheda tecnica della cella ai nostri ingegneri dell'automazione. Forniremo una valutazione di fattibilità della saldatura e una stima del tempo ciclo.

Dove si colloca questa macchina nella produzione di pacchi batteria

In una linea di produzione di pacchi basata su celle cilindriche, l'ordine del processo è tipicamente:

1. Smistamento delle celle– raggruppamento delle celle in base alla capacità e alla resistenza interna.
2. Inserimento delle celle nel dispositivo/supporto– le celle vengono posizionate in un supporto in plastica che definisce la geometria del modulo.
3. Saldatura a punti delle strisce di nichel– le strisce vengono posate sopra i terminali delle celle e saldate per creare i collegamenti elettrici serie-parallelo.
4. Fissaggio dei cavi BMS e di rilevamento della tensione– spesso eseguito anch'esso tramite saldatura a resistenza.
5. Isolamento, test e assemblaggio finale.

La TOB-850DN-XZ-10000A esegue il passaggio 3 e può anche gestire il passaggio 4 se il design del dispositivo lo consente. La capacità di saldatura a doppio lato è particolarmente preziosa perché una cella cilindrica standard ha sia un terminale positivo (cappuccio superiore) sia un terminale negativo (involucro inferiore o anello integrato). Saldando entrambi i terminali simultaneamente, la macchina dimezza il numero di passaggi di movimentazione ed elimina la necessità di capovolgere il dispositivo, riducendo il tempo ciclo e il rischio di disallineamento.

Il sistema di bloccaggio del dispositivo della macchina supporta pacchi batteria con una lunghezza di 260–680 mm, un'altezza di 260–450 mm e uno spessore che può essere commutato tra 76,5 mm e 150 mm cambiando le piastre laterali del dispositivo. Questo copre un'ampia gamma di dimensioni dei moduli, dai piccoli pacchi per e-bike ai più grandi sottomoduli EV. L'asse X servoazionato (corsa 620 mm) trasporta il dispositivo, mentre gli assi Y allineano le teste di saldatura sopra le file di celle e gli assi R ruotano le punte di saldatura per seguire schemi circolari dei terminali. Gli assi Z avanzano gli aghi di saldatura per stabilire il contatto, con un avvicinamento finale a bassa velocità per prevenire danni da impatto.

Integrazione con MES e produzione digitale:

Il PC industriale della macchina (Intel N100, 8 G RAM + 1 TB) che esegue un sistema di controllo proprietario comunica tramite Web/API per caricare i dati di produzione. Ogni evento di saldatura può essere associato a un numero seriale del pacco scansionato tramite barcode e i parametri di saldatura (corrente, tensione, tempo, pressione) vengono memorizzati localmente in formato .xlsx. Questi dati costituiscono la base per il controllo statistico del processo, l'analisi della garanzia e gli audit dei clienti.

Come funziona il sistema di saldatura a punti a doppio lato basato sull'IA

Tecnologia di saldatura

La TOB-850DN-XZ-10000A utilizza la saldatura a punti a resistenza basata su transistor. Un impulso ad alta corrente e bassa tensione viene scaricato attraverso una coppia di aghi di saldatura a punti contrapposti che premono una striscia di nichel contro il terminale della cella in acciaio. L'impulso di corrente, controllato con precisione dall'alimentatore a transistor, genera riscaldamento resistivo localizzato nell'interfaccia, fondendo il nichel e unendolo all'acciaio. Poiché il calore è concentrato nel punto di massima resistenza (l'interfaccia dei materiali), la maggior parte della cella rimane fredda, proteggendo il separatore interno e l'elettrolita.

La configurazione standard include un alimentatore a transistor unipolare da 10.000 A con funzioni di aumento e diminuzione graduale della corrente. Questa modellazione della forma d'onda della corrente previene picchi improvvisi che possono causare schizzi di saldatura (esplosione) o perforazione. L'alimentatore monitora automaticamente la corrente e la tensione in uscita; se una delle due esce dall'intervallo impostato, viene attivato un allarme e la macchina può essere arrestata. È possibile specificare un alimentatore opzionale MIYACHI MDA-8000B o MDB-4000B per un controllo ancora più preciso.

Controllo del movimento e auto-correzione IA

La macchina impiega sette assi servo e un asse pneumatico di pressione:

• Asse X (servo da 700 W): sposta il dispositivo longitudinalmente attraverso la stazione di saldatura (corsa 1–620 mm).
• Assi Y (2 × servo da 700 W): posizionano le teste di saldatura lungo le file di celle (corsa 1–390 mm).
• Assi R (2 × servo da 400 W): ruotano le punte di saldatura (0–100°), consentendo loro di seguire uno schema sul terminale della cella.
• Assi Z (2 × servo da 400 W): fanno avanzare e ritrarre gli aghi di saldatura (corsa 40–160 mm, regolabile per adattarsi a lunghezze delle celle di 20–150 mm).
• Asse pneumatico di pressione: applica la forza di serraggio iniziale prima della saldatura.

La routine di auto-correzione IA viene eseguita prima o durante la saldatura per garantire la precisione:

• Rilevamento della lunghezza:Il sistema misura la lunghezza effettiva della cella (in base alla posizione dell'asse Z al contatto) e regola di conseguenza la profondità di saldatura. Se la lunghezza misurata devia dal valore previsto, viene generato un allarme.
• Rilevamento dell'usura degli aghi: Utilizzando la firma di corrente e tensione, l'IA può rilevare quando gli aghi di saldatura a punti stanno diventando usurati o quando la resistenza di contatto è aumentata, prevenendo la produzione di saldature deboli.
• Rilevamento dei limiti: L'IA verifica che le posizioni di saldatura programmate rientrino nei limiti meccanici degli assi.

Programmazione e visualizzazione del percorso di saldatura

L'operatore importa un disegno DXF del modello della striscia di nichel direttamente nel software della macchina. Il sistema di controllo estrae automaticamente le coordinate dei punti di saldatura. Gli array possono essere definiti come array a blocchi, con la possibilità di eliminare manualmente i punti ridondanti. Durante la saldatura, il display da 24 pollici mostra la posizione in tempo reale di ogni saldatura: i punti saldati sono colorati in blu, quelli non saldati in giallo. Questa visualizzazione consente all'operatore di vedere immediatamente quali saldature sono state completate, anche su una striscia complessa con centinaia di punti.

La macchina supporta inoltre la saldatura regionale (specificare un intervallo di punti, ad esempio 20–50, e saldare solo quelli) e la ripresa dal punto di interruzione (dopo un guasto, l'operatore inserisce il numero dell'ultimo punto saldato e la macchina continua da lì, eliminando la necessità di risaldare i punti completati).

Raffreddamento e materiali di consumo

Entrambe le teste di saldatura sono raffreddate ad acqua da un refrigeratore dedicato (Huayou Intelligent HY-002HP) che fa circolare acqua a circa 6 L/min e mantiene la temperatura al di sotto di 20 °C. Questo impedisce agli aghi di saldatura a punti di surriscaldarsi durante il funzionamento ad alto ciclo di lavoro. Gli aghi standard sono in materiale ODSC (USA), diametro 1,7 × 100 mm; sono disponibili diametri alternativi di 1,5 mm, 2,0 mm e 3,0 mm, oltre ad aghi per punti convessi per strisce di nichel più spesse.

Principali vantaggi ingegneristici del TOB-850DN-XZ-10000A

1. La saldatura sincrona su doppio lato raddoppia la produttività- Due teste di saldatura indipendenti sull'asse Z saldano contemporaneamente entrambe le estremità della cella. La velocità impostata in fabbrica di 0,4 s per saldatura (9000 saldature all'ora), regolabile fino a 10.500 saldature all'ora, si traduce in tempi ciclo estremamente brevi per un tipico modulo multicella. Il design a doppia testa dimezza efficacemente il tempo di saldatura ed elimina la necessità di invertire il supporto, riducendo i punti di intervento dell'operatore.
2. L'autocorrezione tramite IA riduce al minimo gli errori umani e le rilavorazioni- In una stazione di saldatura manuale o semiautomatica, la variazione della lunghezza della cella (anche una frazione di millimetro) può causare contatti incompleti o una forza eccessiva. Le routine IA del TOB-850DN-XZ-10000A misurano continuamente la lunghezza effettiva della cella e l'usura degli aghi, compensando queste variazioni in tempo reale. Il risultato è una drastica riduzione dei tassi di scarto per saldature deboli e dei relativi costi di rilavorazione.
3. Potente alimentatore a transistor da 10.000 A con controllo della pendenza - La funzione di aumento graduale/diminuzione graduale modella l'impulso di corrente di saldatura in modo che la striscia di nichel venga riscaldata delicatamente e lasciata raffreddare sotto pressione. Questo produce un punto di saldatura più uniforme e resistente con meno crepe e meno spruzzi. Gli allarmi automatici per sottocorrente, sottotensione e spruzzi di saldatura forniscono un ulteriore livello di garanzia della qualità che protegge sia il prodotto sia la macchina.
4. L'importazione DXF semplifica la programmazione- Invece di insegnare manualmente ogni punto di saldatura, l'operatore importa semplicemente il file DXF del layout della striscia di nichel. Il sistema di controllo riconosce le posizioni dei fori o i marcatori dei punti e genera automaticamente il programma di saldatura. Questa capacità è particolarmente preziosa per i produttori conto terzi che modificano frequentemente i design dei pacchi: un nuovo programma può essere generato in pochi minuti anziché in ore.
5. Tracciabilità digitale completa e integrazione MES- Ogni evento di saldatura viene registrato con marca temporale, parametri di saldatura e dati del codice a barre, memorizzato localmente e opzionalmente caricato tramite Web/API. Questo crea un filo digitale completo per ogni pacco batteria, dalle celle in ingresso al prodotto finito. In caso di restituzione in garanzia dal campo, il produttore può verificare istantaneamente se le saldature a punti sono state eseguite entro le specifiche. L'opzione di rilevamento della pressione (sensore MS2009-20KG + convertitore MI2008) aggiunge un'ulteriore dimensione di dati sulla qualità.
6. Meccanica robusta azionata da servo con precisione di ±0,02 mm- L'utilizzo di servomotori Xinjie e moduli ad alta precisione (viti a ricircolo di sfere e guide Runyang) su tutti gli assi garantisce che le punte di saldatura raggiungano sempre esattamente il punto designato. La precisione di posizionamento di ±0,02 mm è un ordine di grandezza più fine rispetto alle tolleranze tipiche delle maschere di saldatura manuali, garantendo che ogni saldatura venga posizionata all'interno dell'area target prevista della striscia di nichel.
7. Sistema di supporti flessibile che si adatta a un'ampia gamma di tipi di celle e dimensioni di pacchi- Il meccanismo di bloccaggio consente di passare tra spessori del supporto di 76,5 mm e 150 mm, mentre l'asse X ha una corsa di 620 mm. In combinazione con l'intervallo di 390 mm degli assi Y e la corsa regolabile degli assi Z, la macchina può lavorare pacchi da piccoli gruppi di batterie digitali fino a grandi sottomoduli di accumulo energetico. Il cambio tra le larghezze dei supporti è meccanico e rapido, riducendo al minimo i tempi di cambio formato.

Specifiche tecniche complete

Parametri tecnici principali (alimentatore a transistor)

Funzioni personalizzate (opzionali)

Parametri di saldatura consigliati (punti di partenza)

Queste sono impostazioni tipiche per una cella standard 18650 con striscia di nichel puro da 0,15 mm. I parametri finali devono essere ottimizzati per la cella specifica, il materiale della striscia e il design del pacco.

Eseguire sempre un test di pelatura distruttivo e un'analisi della sezione trasversale sui primi articoli di ogni nuova configurazione per convalidare la qualità della saldatura.

Problemi comuni di saldatura e risoluzione dei problemi

FAQ tecnica — Saldatura a punti automatizzata per pacchi batteria

D1: Questa macchina può saldare strisce composite rame-nichel o solo nichel puro?

La macchina è specificata per fogli di nichel puro, nichelati e compositi rame-nichel. I compositi rame-nichel hanno una conduttività maggiore e una resistenza di contatto inferiore rispetto al nichel puro, ma richiedono una corrente di saldatura più elevata e possono necessitare di aghi a punta convessa per concentrare la corrente. L'alimentatore da 10.000 A è in grado di saldare questi materiali, ma raccomandiamo di eseguire una prova di saldabilità con il grado specifico del composito.

D2: Come gestisce la macchina celle di lunghezze diverse nello stesso dispositivo?

La routine di rilevamento della lunghezza AI misura ogni cella individualmente quando l'asse Z effettua il primo contatto e regola di conseguenza la corsa. Ciò significa che le celle all'interno di un singolo dispositivo possono variare leggermente in lunghezza senza richiedere una riprogrammazione manuale. Tuttavia, per una coerenza ottimale, le celle dovrebbero essere pre-selezionate per lunghezza e capacità.

D3: Cosa succede se una cella manca o è disallineata nel dispositivo?

La funzione di rilevamento dei limiti AI rileverà che la corsa dell'asse Z è fuori dall'intervallo previsto e attiverà un allarme. La macchina può essere programmata per arrestarsi e avvisare l'operatore oppure per saltare quel particolare punto di saldatura se la cella è assente. Ciò previene danni alla testa di saldatura e al dispositivo.

D4: L'integrazione MES è complicata?

La macchina fornisce un'interfaccia Web/API per il caricamento dei dati. Finché il MES può accettare dati tramite questi protocolli, l'integrazione è semplice. I dati vengono archiviati localmente in un formato standard .xlsx sull'unità D, quindi anche senza MES è possibile accedere ai registri completi di produzione collegando un'unità USB o tramite rete.

D5: Con quale frequenza devono essere sostituiti gli aghi per la saldatura a punti e possono essere riaffilati?

Gli aghi ODSC hanno una lunga durata quando vengono raffreddati correttamente e quando i parametri di saldatura rientrano nell'intervallo raccomandato. Nella produzione ad alto volume (diverse migliaia di saldature al giorno), gli aghi possono durare diverse settimane. Possono essere leggermente ravvivati, ma generalmente è più conveniente sostituirli quando la geometria della punta inizia a cambiare in modo significativo. Il rilevamento dell'usura degli aghi AI fornisce un avviso precoce prima che la qualità della saldatura venga compromessa.

Perché scegliere TOB-850DN-XZ-10000A rispetto alle stazioni di saldatura manuali o semiautomatiche

Perché effettuare l'aggiornamento:

Il passaggio dalla saldatura a punti manuale alla TOB-850DN-XZ-10000A non è semplicemente un miglioramento della velocità: è una trasformazione della qualità. In un processo manuale, l'operatore deve valutare a sensazione la pressione, l'allineamento e il tempo di saldatura, causando una variazione delle resistenze delle saldature che diventa evidente solo durante i test completi di ciclaggio del pacco. La TOB-850DN-XZ-10000A sostituisce questa variabilità con precisione servoazionata e qualità verificata dall'AI, garantendo che ogni saldatura in un modulo da 10.000 saldature sia indistinguibile dalle altre. Quando quel modulo viene assemblato in un pacco batteria EV e deve durare 10 anni, tale uniformità è imprescindibile.

Installazione, messa in servizio e formazione

• Installazione: salvo diverso accordo, l'acquirente è responsabile della ricezione, del disimballaggio e del trasporto della macchina al sito di installazione, nonché della preparazione dei collegamenti elettrici.
• Messa in servizio: il venditore è responsabile dell'installazione dell'apparecchiatura, del debug e dell'integrazione del sistema con le periferiche della linea di produzione dell'acquirente.
• Produzione di prova: dopo l'installazione, viene eseguita una produzione di prova su piccola scala con le celle e le strisce di nichel dell'acquirente. La produzione di massa formale inizia solo dopo che i pezzi di prova sono stati approvati dal reparto qualità dell'acquirente.
• Formazione: il venditore fornisce formazione gratuita agli operatori e al personale di manutenzione dell'acquirente. I contenuti della formazione includono: funzionamento normale, manutenzione ordinaria, analisi dei guasti e risoluzione dei problemi, sicurezza operativa e procedure di arresto di emergenza.

Ambiente operativo

Pronto a trasferire l'assemblaggio del tuo pacco di celle cilindriche dalle stazioni manuali a una linea di saldatura a punti completamente automatizzata e tracciabile? Richiedi un preventivo per il TOB-850DN-XZ-10000A. Fornisci il tipo di cella, il layout DXF del modulo e la produttività target; il nostro team di automazione fornirà uno studio dettagliato di fattibilità della saldatura e un'analisi dei tempi ciclo.

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