一、 項(xiàng)目背景
本文主要介紹液態(tài)鋰電池金屬外殼的激光焊接過程和用臺(tái)達(dá)20PM的三軸螺旋插補(bǔ)功能實(shí)現(xiàn)該焊接的方法。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。它廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)工具、電動(dòng)車等。按電解質(zhì)材料不同，鋰電池可分為液態(tài)鋰電池和聚合物鋰電池；按外型，可分為方型、圓柱形鋰電池等；按外包裝材料，可分為鋁殼鋰電池、鋼殼鋰電池、軟包鋰電池等。
其中液態(tài)金屬殼鋰電池是一種常用的鋰電池類型。由于內(nèi)含液體，帶有正極引入端的蓋板塞入金屬殼止口后，蓋板與外殼間的縫隙需要嚴(yán)格密封。由于激光焊接的熱變形極小，焊縫整齊美觀，且易與控制系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接，因而常被用于鋰電池金屬外殼的焊接。
二 、鋰電池激光焊接過程
客戶鋰電池外殼截面形狀如下圖所示：
電池形狀由寬度a、厚度b決定，焊接時(shí)要求尺寸c保持恒定，即在激光束固定焦距上進(jìn)行焊接。電池裝在X、Y工作臺(tái)上，可由R軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另包括送料軸。根據(jù)以上要求和條件，確定鋰電池外殼激光焊接過程如下：
■ 回歸原點(diǎn)或準(zhǔn)備好下一次焊接后，工件中心在（X0,Y0）。
■ 打開激光源，工件沿X-移動(dòng)到（X1,Y1），R軸旋轉(zhuǎn)角度為0。
■ X、Y軸沿“電池圓心軌跡”與R軸進(jìn)行順時(shí)針螺旋插補(bǔ)。
■ 重復(fù)上面1、2、3的動(dòng)作，然后關(guān)閉激光源，即完成整塊電池的焊接。
■ 放料，取料。
■ 重復(fù)上面1、2、3、4、5的動(dòng)作，焊接下一塊電池。
該設(shè)備分左右兩邊工位。每邊有獨(dú)立的上述四軸，當(dāng)一邊上、下料時(shí)，另一邊進(jìn)行焊接，兩邊動(dòng)作交替進(jìn)行。
三 . 臺(tái)達(dá)20PM應(yīng)用配置
根據(jù)上述要求與過程，確定臺(tái)達(dá)20PM運(yùn)動(dòng)控制架圖如下：
涉及產(chǎn)品型號列表如下：
HMI通過RS485接口連接兩臺(tái)20PM，通過20PM的不同站號進(jìn)行訪問。
四、20PM實(shí)現(xiàn)三軸螺旋插補(bǔ)的主要過程
O100主程序中調(diào)用 OX0：
OX0中用G代碼實(shí)現(xiàn)電池焊接過程：
五 、項(xiàng)目總結(jié)
使用臺(tái)達(dá)20PM OX子程序中的G代碼或運(yùn)動(dòng)指令，能輕松實(shí)現(xiàn)液態(tài)鋰電池金屬外殼激光焊接所需的三軸螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，具有較好的市場推廣價(jià)值。
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