Apiladora en Z de doble estación totalmente automatizada para celdas prismáticas y de bolsa

 1. Descripción general del equipo

1.1 Descripción del funcionamiento. Esta apiladora de doble estación se utiliza principalmente para el  proceso de apilado en Z  de  celdas prismáticas . Apila  láminas de cátodo, láminas de ánodo y separadores  en una celda mediante el proceso de apilado en Z,  aplicando cinta adhesiva lateralmente, etiquetando con código QR y descargando la celda  al siguiente proceso. El equipo consta de los siguientes componentes:  mecanismo de alimentación de cajas de material, mecanismo de alineación de cátodo/ánodo, robot de transferencia de láminas de electrodos, unidad de desenrollado de separadores, unidad de mesa de apilado, mecanismo de corte en caliente de separadores, unidad de transferencia de celdas, unidad de aplicación de cinta adhesiva, unidad de etiquetado con código QR y mecanismo de descarga de celdas . Se utiliza para  la producción totalmente automatizada  de  celdas tipo bolsa y prismáticas .

 

1.2 Diagrama de flujo del proceso

1.3 Disposición del sistema

Nota: Las dimensiones del diagrama son solo de referencia. Consulte la tabla a continuación para obtener las especificaciones detalladas.

Longitud (mm)	Ancho (mm)	Altura (mm)	Observaciones
4800	2400	2500	Tamaño de referencia

1.4 Apariencia del equipo

2. Especificaciones del producto

2.1 Especificaciones del material entrante

Material	Forma	Longitud (mm)	Ancho (mm)	Espesor (μm)	Diámetro interior (mm)	Diámetro exterior máximo (mm)
Cátodo	Hoja	60–110	110–180	100–200	—	—
Ánodo	Hoja	60–110	110–180	80–180	—	—
Pestaña de cátodo	—	10–35	10–50	7–12	—	—
Pestaña de ánodo	—	10–35	10–50	6–10	—	—
Separador	Rollo	—	60–110	10–30	φ76,2	φ350
Cinta	Rollo	—	10–30	15–50	φ76,2	φ150

Observaciones: (1) La longitud del electrodo se refiere a la  dirección de la pestaña ,  excluyendo la longitud de la pestaña . (2) Las láminas del electrodo deben estar  libres de gotas de polvo significativas  y  bordes ondulados ;  error de troquelado < 0,3 mm . (3)  Sin deformaciones o adherencias obvias  entre las láminas del electrodo. (4)  Desviación de la serpentina del separador :  1 mm/1000 mm .

2.2 Dimensiones del producto

Artículo	Especulación	Celúla
Espesor H (mm)	10–30
Ancho W (mm)	110–180
Longitud L (mm)	60–110
Longitud de la pestaña L1 (mm)	≤35
Ancho de pestaña (mm)	≤40
Dirección de la pestaña	Mismo lado

  

2.3 Células de referencia

Punto de referencia 1 : celda de 30 AH (20 PPM) - 3,9 V 30 AH,  68 cátodos ,  69 ánodos

Punto de referencia 2 : celda de 60 AH (10 PPM) - 3,9 V 60 AH,  136 cátodos ,  138 ánodos

3. Capacidades técnicas del equipo

4. Lista de configuración

5. Descripciones de los componentes de configuración

5.1 Alimentación de la lámina de electrodos

5.1.1 Función: Las bandejas de electrodos se entregan a la máquina mediante la línea logística. Al detectarlas, el brazo robótico comienza a recoger automáticamente las láminas de la bandeja.

5.1.2 Configuración y parámetros:

1.  Diseño de bandeja infalible: Las placas base de la bandeja positiva/negativa cuentan con cortes únicos y sensores que evitan la carga incorrecta. La máquina emitirá una alarma si se produce una carga incorrecta.

2.  Las placas inferiores de la bandeja, ajustables a medida, se adaptan a diferentes tamaños de electrodos. El borde de la bandeja incluye sistemas de cepillado y soplado de aire para evitar la duplicación de láminas.

3.  Una posición de recogida de bandeja por estación de apilamiento tanto para cátodo como para ánodo; capacidad de bandeja ≥1000 piezas.

4.  Las zonas de la bandeja positiva y negativa están aisladas para evitar la contaminación cruzada por polvo.

5.2 Plataforma de alineación CCD

5.2.1 Función: El electrodo extraído de la bandeja se coloca en la plataforma de alineación. El sistema de inspección CCD y movimiento XYZ realiza la alineación secundaria para garantizar la precisión del apilado.

5.2.2 Configuración y parámetros:

1.  Sistema de visión CCD con retroiluminación debajo de la plataforma.

2.  Se utilizan placas de succión al vacío durante la alineación para evitar daños en los bordes o caída de polvo.

3.  Corrección de 3 ejes (X, Y, R) mediante módulos XYZ; precisión ±0,1 mm; recorrido: X ±10 mm, Y ±10 mm, R ±5°.

4.  El soplado de presión positiva y la succión de presión negativa en ambos lados mantienen la limpieza de la superficie.

5.  Detección ultrasónica de doble lámina para identificar la ausencia o el exceso de electrodos. La alarma se activa si hay doble lámina y el funcionamiento se reanuda tras su retirada.

6.  Las láminas de electrodos NG se rechazan automáticamente. Los fallos repetidos activan una alarma; el umbral de conteo es ajustable.

7.  Todos los datos de inspección se almacenan en el IPC y se pueden cargar en MES.

5.3 Robot de transferencia de electrodos

5.3.1 Función: Accionados por módulos lineales, los brazos de succión internos y externos mueven el electrodo desde la bandeja → plataforma de alineación → mesa de apilamiento, coordinándose con el desenrollado y apilado del separador para completar el apilado en Z.

5.3.2 Configuración y parámetros:

1.  Robots de cátodo/ánodo accionados por módulos lineales para transferencia precisa y de alta velocidad; precisión de posicionamiento ±0,02 mm.

2.  Movimiento del eje Z mediante cilindro para brazos de succión internos/externos, lo que permite un movimiento rápido y sincronizado.

3.  Los interruptores de presión monitorean la succión de vacío; el vacío anormal activa la alarma y detiene la máquina.

4.  Brazos de succión externos equipados con vibración de alta frecuencia para evitar la recogida de múltiples hojas.

5.  Los brazos de succión internos utilizan boquillas de silicona y espuma antiestática para una recogida segura y sin daños.

5.4 Desenrollado del separador

5.4.1 Función: El separador de rollo completo se desenrolla continuamente con control de tensión, amortiguación y corrección de bordes. En coordinación con el robot de transferencia de láminas de electrodos y el movimiento alternativo de la mesa de apilado, se completa el apilado en Z.

5.4.2 Configuración y parámetros:

1.  Utiliza un  sistema de desenrollado de eje de expansión de aire de un solo eje de 3 pulgadas  con una  plataforma de empalme y  función de cálculo de diámetro; la plataforma de empalme incluye marcas de escala.

2.  El mecanismo de tensión  utiliza un cilindro con brazo oscilante;  rango de tensión: 0–2000 gf . El rodillo amortiguador se controla mediante un cilindro y un regulador de precisión para garantizar una respuesta rápida durante la conmutación del separador y evitar el deslizamiento.

3.  Los rodillos de fibra de carbono , pulidos a Ra0.8+, evitan la formación de arrugas en el separador.

4.  La corrección de bordes utiliza un sensor de fibra óptica japonés  de alta sensibilidad  que detecta todo tipo de separadores, independientemente de su transparencia. Un  servomotor con tornillo de precisión  realiza la corrección con  una precisión de ±0,1 mm y un recorrido de corrección de  ±15 mm .

5.  La carga del separador está alineada con el  borde de referencia interno , el posicionamiento mecánico hace que el cambio de rollo sea conveniente; diámetro máximo del rollo:  ≤Φ350 mm .

6.  Incluye  cálculo de diámetro ; alarma automática y parada cuando el material está bajo.

7.  El eliminador estático  instalado cerca de la mesa de apilamiento evita la atracción de polvo y la contaminación.

5.5 Montaje de la mesa apilable

5.5.1 Función: El robot de transferencia de electrodos coloca las láminas en la mesa de apilado. Las cuchillas de prensado se alternan para comprimir las láminas mientras la mesa alterna entre las posiciones de cátodo y ánodo, completando así el apilado en Z.

5.5.2 Configuración y parámetros:

1.  El servomotor + el tornillo de bola de precisión  permiten una elevación con una precisión de ±0,01 mm; altura de apilamiento de 10 a 30 mm, el recuento de pilas se muestra en tiempo real en la HMI.

2.  Las cuchillas de prensado se mueven hacia adelante y hacia atrás mediante un cilindro; están fabricadas en  material SUS440C de alta dureza (HRC > 50°)  con transiciones de arco y pulido espejo. La presión se ajusta mediante un regulador de precisión;  evita daños en la hoja, caída de polvo y arrugas en el separador . Uso prolongado sin deformación.

3.  Movimiento horizontal mediante  servomotor + tornillo de bola de precisión , que ofrece  alta capacidad de respuesta, velocidad y precisión ; precisión de posicionamiento:  ±0,02 mm .

4.  Utiliza  4 juegos de cuchillas de presión  para mantener alternativamente las hojas en su lugar; garantiza que no haya desalineación ni daños durante el apilado en Z.

5.6 Mecanismo de corte del separador

5.6.1 Función: Utiliza  corte térmico ; un elemento calefactor calienta rápidamente para cortar el separador después del apilamiento.

5.6.2 Configuración y parámetros:

1.  Accionado por cilindro; elemento térmico de calentamiento rápido, apto tanto para  separadores normales como con revestimiento cerámico . Equipado con  protección de seguridad . Los bordes cortados están libres de grietas, ondulaciones, rebabas y deshilachados.

2.  Vida útil de la cuchilla:  ≥100.000 ciclos .

3.  Corta al ras del borde de la celda o se extiende  1 a 2 mm  más allá del borde de la mesa.

4.  Rectitud de corte :  ±0,3/300 mm .

5.7 Abrazadera de descarga de apilamiento

5.7.1 Función: Transfiere las celdas terminadas desde la mesa de apilado a la estación de corte separador, bobinado de cola y encintado.

5.7.2 Configuración y parámetros:

1.  Utiliza  una pinza neumática paralela de tipo delgado  con diseño ajustable para adaptarse a diferentes espesores y anchos de celda; fácil cambio de formato.

2.  Presión regulada por  válvula de presión de precisión ;  superficies no metálicas  para evitar rayones.

3.  La pinza incluye  un soplador de aire positivo  para evitar que el separador inferior se hunda y se arrugue.

4.  Movimiento horizontal mediante  servo + correa de distribución , respuesta rápida, posicionamiento preciso:  ±0,05 mm .

5.8 Mecanismo de etiquetado de códigos QR

5.8.1 Función: Extrae, corta, escanea y aplica automáticamente la cinta con código QR a la superficie de la celda. Rechaza automáticamente los códigos QR defectuosos.

5.8.2 Configuración y parámetros:

1.  Tracción mediante  servomotor + correa de distribución , corte mediante  cilindro . Precisión de longitud/posición de la cinta:  ±0,5 mm . Ancho de la cinta:  10–30 mm .

2.  Fresa fabricada en  acero de alta velocidad SKH-9 , HRC > 50°, vida útil  ≥200.000 ciclos .

3.  Escanee previamente el código QR antes de pegarlo; los códigos defectuosos se descartan automáticamente.

4.  Utiliza  un mandril de liberación rápida  para facilitar el reemplazo del rollo; diámetro interior:  3 pulgadas , diámetro máximo:  ≤Φ150 mm . Alarma de agotamiento de la cinta.

5.9 Mecanismo de abrazadera adhesiva

5.9.1 Función: Sujeta la celda con placas superior e inferior, mediante aplicación de adhesivo lateral.

5.9.2 Configuración y parámetros:

1.  Sujete la celda firmemente para garantizar una aplicación limpia y segura del adhesivo.

2.  Presión de abrazadera regulada por  válvula de presión de precisión .

3.  La superficie de contacto de la abrazadera  no es metálica  para evitar dañar la celda.

4.  Rotación de abrazadera impulsada por  servo + reductor de precisión , incluye  posicionamiento mecánico de pasador  para una colocación precisa de la cinta.

5.  Movimiento horizontal mediante  servo + correa de distribución , rápido y preciso; precisión de posicionamiento:  ±0,05 mm .

5.10 Unidad de aplicación de cinta lateral

5.10.1 Función:

Esta unidad utiliza  encintado tipo C , aplicando la cinta  de abajo a arriba  sobre la celda sujeta en el soporte adhesivo.  Tira, corta y aplica la cinta automáticamente por los cuatro lados. La celda encintada se mantiene  limpia, firme e intacta en los electrodos, las pestañas o el separador.

5.10.2 Configuración y parámetros:

1.  Tras sujetar la celda con el dispositivo de fijación, se traslada a la unidad de encintado. El encintado tipo C se realiza  de abajo a arriba  con  alimentación, tracción y corte automáticos de la cinta . Los rodillos y los mecanismos de alimentación de la cinta cuentan con un tratamiento antiadherente. La celda encintada queda  limpia, firme y sin daños .

2.  Los ejes Z y X son accionados por un servomotor y una correa síncrona . La longitud de la cinta y la precisión de posición  son de ±0,5 mm . La longitud de tracción se  puede ajustar de 20 a 60 mm y el ancho de la cinta  de 10 a 30 mm .

3.  Tras encintar, un cilindro empuja el cortador de cinta para cortarla.  Se puede encintar por los cuatro lados ; la posición y el conteo de la cinta se pueden configurar mediante la pantalla táctil y guardar para su uso posterior.

4.  El cortador está hecho de  acero moldeado de alta velocidad SKH-9 ,  HRC50°+ , corte afilado y consistente,  vida útil ≥200,000 veces .

5.  Diseño de mandril de liberación rápida para un fácil reemplazo de cinta;  diámetro interior de 3 pulgadas , diámetro máximo del rollo ≤150 mm,  alarma de cinta baja .

5.11 Manipulador de descarga de células

5.11.1 Función:

El manipulador  descarga las células prensadas térmicamente , las transfiere a la bandeja sin rayar el separador ni dañar las células.

5.11.2 Configuración y parámetros:

1.  Mordazas de sujeción accionadas por cilindros para una respuesta rápida y un posicionamiento preciso.

2.  Las mordazas sujetan la celda de forma segura;  la presión es ajustable mediante un regulador de precisión  para evitar dañar la superficie de la celda.

3.  Tras sujetar la celda, se coloca en la bandeja, que  se abre automáticamente . La bandeja se transfiere mediante  una cinta transportadora .

5.12 Sistema de eliminación de polvo

5.12.1 Función:

Equipado con  un ventilador de extracción de polvo , conectado a cada estación mediante tuberías. La succión de presión negativa recoge el polvo en el depósito de polvo. La parte superior del equipo está equipada con  un sistema de aire limpio FFU  para garantizar una presión positiva y  una limpieza de clase ≥100,000 .

5.12.2 Configuración y parámetros:

1.  Control de polvo durante todo el proceso de troquelado. Equipado con  aire ionizado para la eliminación de polvo en ambos lados  de las láminas de electrodos e  imanes circulares de alta potencia  con  un campo magnético superior a 8000 Gs .

2.  Método de succión:  ventilador centrífugo  conectado a la caja de polvo; flujo de aire ≥15 m/s.

3.  Las unidades de filtro FFU en la parte superior suministran aire limpio a la máquina. Con el extractor de vacío, el aire circula eficazmente.

4.  Limpieza interna clase ≥100.000 .

5.13 Bastidor y envolvente de la máquina

5.13.1 Función:

El marco está soldado con tubo cuadrado y  recubierto de pintura . La carcasa combina  perfiles de aluminio y paneles acrílicos  para separar y proteger las áreas funcionales.

5.13.2 Configuración y parámetros:

1.  Marco de tubo cuadrado soldado con superficie pintada.  Color según muestrario del cliente .

2.  Blindado con  chapa metálica/aleación de aluminio + paneles acrílicos .

3.  Las puertas de mantenimiento equipadas con sensores  y enclavamientos previenen accidentes.

4.  Estructura sellada  con  interruptor de seguridad  y  botón de parada de emergencia .

5.14 Sistema operativo (Sistema de gestión de datos)

5.14.1 Función: Controlar el funcionamiento de cada unidad a través de  la interfaz de pantalla táctil .

5.14.2 Configuración y parámetros:

1.  Sistema basado en PLC; operación con pantalla táctil y botones.

2.  Pantalla táctil fácil de usar , parámetros ajustables,  protección de enclavamiento .

3.  Carga de datos al MES; admite  la descarga de parámetros de proceso desde el MES . El fabricante proporciona la interfaz de datos según sea necesario.

4.  Sistema integral de alarma de fallos ; la ubicación de los fallos y el mal funcionamiento de los componentes se muestran en la pantalla táctil. Visualización completa de E/S.

5.  Funcionamiento fluido con  alarmas completas y funciones anti-mal funcionamiento . Las fallas se muestran claramente para una rápida resolución de problemas.

6.  La configuración de parámetros tiene acceso controlado.  Se requiere contraseña para ajustes críticos. Se pueden guardar y recuperar  al menos  dos conjuntos de parámetros del producto .

7.  Control de acceso de cuatro niveles  (administrador, equipo, proceso, operador);  cierre de sesión automático después de 3 minutos de inactividad .

6. Requisitos energéticos del equipo

7. Tabla de configuración de componentes clave y consumibles

7.1 Descripción general de los componentes del equipo

7.2 Descripción general de consumibles

7.3 Repuestos incluidos (por unidad)

Planta de ensamblaje de producción