台达20PM在锂电池激光焊接机上的应用

一、 项目背景

本文主要介绍液态锂电池金属外壳的激光焊接过程和用台达20PM的三轴螺旋插补功能实现该焊接的方法。锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。它广泛应用于手机、笔记本计算机、数码相机、电动工具、电动车等。按电解质材料不同，锂电池可分为液态锂电池和聚合物锂电池；按外型，可分为方型、圆柱形锂电池等；按外包装材料，可分为铝壳锂电池、钢壳锂电池、软包锂电池等。

其中液态金属壳锂电池是一种常用的锂电池类型。由于内含液体，带有正极引入端的盖板塞入金属壳止口后，盖板与外壳间的缝隙需要严格密封。由于激光焊接的热变形极小，焊缝整齐美观，且易与控制系统配合，实现自动焊接，因而常被用于锂电池金属外壳的焊接。

二 、锂电池激光焊接过程

客户锂电池外壳截面形状如图1所示：

电池形状由宽度a、厚度b决定，焊接时要求尺寸c保持恒定，即在激光束固定焦距上进行焊接。电池装在X、Y工作台上，可由R轴带动旋转。另包括送料轴。根据以上要求和条件，确定锂电池外壳激光焊接过程如图2：

■ 回归原点或准备好下一次焊接后，工件中心在（X0,Y0）。
■ 打开激光源，工件沿X-移动到（X1,Y1），R轴旋转角度为0。
■ X、Y轴沿“电池圆心轨迹”与R轴进行顺时针螺旋插补。
■ 重复上面1、2、3的动作，然后关闭激光源，即完成整块电池的焊接。
■ 放料，取料。
■ 重复上面1、2、3、4、5的动作，焊接下一块电池。

该设备分左右两边工位。每边有独立的上述四轴，当一边上、下料时，另一边进行焊接，两边动作交替进行。

三 . 台达20PM应用配置

根据上述要求与过程，确定台达20PM运动控制架图如图3：

涉及产品型号列表如图4：

HMI通过RS485接口连接两台20PM，通过20PM的不同站号进行访问。

四、20PM实现三轴螺旋插补的主要过程

O100主程序中调用 OX0：图5

五 、项目总结

使用台达20PM OX子程序中的G代码或运动指令，能轻松实现液态锂电池金属外壳激光焊接所需的三轴螺旋插补运动，具有较好的市场推广价值。