凌华科技PCIe-833x运动控制卡在锂电池极片分切工艺上的应用

应用背景

锂离子电池极片经过浆料涂敷，干燥和辊压之后，形成集流体及两面涂层的三层复合结构。根据电池设计结构和规格，需要再对极片进行分切。一般来说，对卷绕电池，极片根据设计宽度进行分条；对叠片电池，极片相应分切成片，锂离子电池极片分切工艺主要采用以下三种：圆盘剪分切、模具冲切和激光切割。目前激光切割由于具有生产效率高，工艺稳定性好的特点，已经广泛应用于锂离子电池极片的分切。其中，激光能量和切割移动速度是两个主要的工艺参数，对切割质量影响巨大。该应用的激光能量由独立的激光控制器控制，激光能量可根据极片的厚度、材料等单独设定，运动控制卡用于实现精准运动轨迹规划和速度的控制。

PCIe-833x EtherCAT运动控制卡介绍

凌华科技PCIe-833x是一款基于硬件的EtherCAT运动控制卡，能够同时支持多达64个同步轴和超过10,000 个I/O 点。PCIe-833x具有专用的隔离紧急停止输入(EMG) 和可配置的隔离高速数字输入，不仅具有通用传感器输入，而且具有高达1MHz 输入频率的脉冲输入。

在250μs 的最小通讯周期内提供最佳的抖动控制，优化半导体、电子制造等自动化应用领域的同步I/O 性能。

PCIe-833x产品特性：

通过EtherCAT 可实现多达64 轴的运动控制和10,000 个I/O 点控制
EtherCAT 控制周期高达250μs
兼容大多数EtherCAT从站
专用的紧急停止输入
板卡自带4通道隔离数字输入/4通道隔离数字输出
单通道脉冲输入
针对轨迹应用的点表功能
支持最高达16D直线插补，3D圆弧插补和3D螺旋插补
对于独立的应用，提供8个程序可下载功能
支持从站ID设置

锂电池极片裁切设备功能需求：

1）当激光功率太低或者移动速度太快时，极片不能完全切开，而当功率太高或移动速度太低时，切缝尺寸会变大，分切的质量也会降低，所以需要提供高速平稳的激光移动控制确保分切的切缝均匀。

2）由于设备轴数较多，为了降低接线的难度和接线的成本，需要选用EtherCAT通讯方式，同时兼顾其它轴的运行。

PCIe-833x解决方案：

1） PTP运动功能，可以设置位置、速度、加速度、减速度等参数实现高速平稳的运动，配合激光的输出能量设置确保裁切的质量。

APS_ptp_all Syntax：

Syntax：

C/C++：

I32 APS_ptp_all( I32 Axis_ID, I32 Option, F64 Position, F64 Vs, F64 Vm, F64 Ve, F64 Acc, F64 Dec, F64 Sfac, ASYNCALL *Wait);

Visual Basic：

APS_ptp_all(ByVal Axis_ID As Long, ByVal Option As Long, ByVal Position As Double, ByVal Vs As Double, ByVal Vm As Double, ByVal Ve As Double, ByVal Acc As Double, ByVal Dec As Double, ByVal Sfac As Double, Wait As ASYNCALL) As Long

2） Nu-Step DA 系列EtherCAT总线型步进驱动器

为实现多样性的自动化设备工艺需求，Nu-Step 系列支持标准的EtherCAT 总线控制模式，最高支持250us EtherCAT 通讯周期；包含CSP、PP、PV 与HM，并支持可编程设置的正负限位与原点、数字输入与输出，可以更有效的运用驱动器上的数字输入与输出点位，以达成更精确、安全且快速的工艺程序。