Volautomatisch braammeetinstrument

Volautomatisch braammeetinstrument voor inspectie van batterijelektroderanden

Productoverzicht en ideale toepassingen

De TOB-3020MC-A is een volautomatisch braammeetinstrument ontwikkeld voor inspectie met hoge precisie van bramen aan de randen van batterijelektroden. Bij de productie van lithium-ionbatterijen worden de elektrodevellen geproduceerd door het snijden of stansen van gecoate elektrodebanen, waarbij de snijranden microbramen ontwikkelen. Als deze bramen de specificatielimiet overschrijden, kunnen ze de separator doorboren en interne kortsluiting veroorzaken. De TOB-3020MC automatiseert het braammeetproces en biedt snelle, herhaalbare en operatoronafhankelijke metingen van braamhoogte en randkwaliteit op kathode- en anode-elektrodevellen.

Het instrument wordt aangeboden in twee configuraties om aan te sluiten bij verschillende productie- en kwaliteitscontroleworkflows:

1. TOB-3020MC-A (model met automatische roterende opspanning): Uitgerust met een automatische roterende opspanning die het elektrodevel automatisch positioneert en roteert voor de meting. Dit model levert een hogere mate van automatisering en doorvoer, waardoor de betrokkenheid van de operator bij de positioneringsstap wordt verminderd. (Referentieprijs: 16,2 W/set, inclusief de opspanning.)
2. TOB-3020MC-CNC (model met handmatige opspanning): Uitgerust met een handmatig roterende opspanning (MC002) voor elektrodevellen. De operator plaatst de elektrode en positioneert deze handmatig met de joystick, waarna de machine de bramen onder CNC-besturing meet. Dit model is geschikt voor laboratoria en kwaliteitscontroleposten waar elektroden individueel worden geïnspecteerd en waar door de operator ondersteunde positionering acceptabel is.

Beide modellen delen hetzelfde kernmeetplatform: een basis en kolom van natuurlijk graniet (klasse 00), Taiwan HIWIN lineaire geleidingen en TBI kogelomloopspindels, AC-servomotoren met een volledige closed-loop HZ 4000 bewegingscontroller, een 4000MT high-definition kleurencamera met een 1490 high-definition zoomlens, een 0,0005 mm precisie-liniaal en de CNC-specifieke automatische meetsoftware. De X/Y-meetnauwkeurigheid is (2 + L/200) µm en de Z-as-nauwkeurigheid is (5 + L/200) µm, ondersteund door een grote volledig marmeren werktafel (500 × 380 mm) die superieure thermische stabiliteit biedt in vergelijking met gietijzeren of gegoten aluminium tafels.

Ideaal voor:

• Fabrikanten van lithium-ionbatterijelektroden die kathode- en anode-elektroderandbramen inspecteren na het snijden of stansen.
• Fabrikanten van elektrolytische condensatoren die braamranden van elektroden/folie meten (zoals vermeld in de meetobjecten).
• Kwaliteitscontrolelaboratoria in batterijfabrieken die geautomatiseerde braaminspectie met hoge doorvoer en data-integratie vereisen.
• Productielijnen waar het model met automatische roterende opspanning (TOB-3020MC-A) kan worden geïntegreerd in een semi-geautomatiseerde elektrode-inspectieworkflow.

Moet u bepalen of het model met handmatige opspanning (TOB-3020MC-CNC) of het model met automatische roterende opspanning (TOB-3020MC-A) beter past bij uw inspectiedoorvoer? Neem contact op met onze meetapplicatie-engineers met uw elektrodeformaat en dagelijks inspectievolume.

Waar automatische braaminspectie past in de productie van batterijelektroden

In de elektrode-productieketen voor lithium-ioncellen bevindt de braaminspectiestap zich direct na de snijbewerking en vóór de celassemblage. Het proces is:

• Snijden / stansen: De gecoate elektrodebaan wordt in individuele elektrodevellen of stroken gesneden. De snijbewerking produceert microbramen op de snijranden.
• Braaminspectie (de rol van de TOB-3020MC): De gesneden elektroden worden geïnspecteerd om te verifiëren of de braamhoogte en randkwaliteit voldoen aan de processpecificatie. Bij een handmatig proces inspecteert een operator de rand visueel onder een microscoop en meet de braam met de hand—een traag, subjectief en vermoeidheidsgevoelig proces. De TOB-3020MC automatiseert dit: de elektrode wordt gepositioneerd (handmatig of door de automatische opspanning), en de CNC-software stuurt de camera langs het geprogrammeerde pad, detecteert de rand, meet de braam en registreert het resultaat.
• Celassemblage: Elektroden die de braaminspectie doorstaan, gaan door naar het stapelen of wikkelen.

• Objectiviteit: Het randdetectie-algoritme en de meetprocedure zijn identiek voor elke elektrode, waardoor variatie tussen operators wordt geëlimineerd.
• Doorvoer: De machine meet bramen automatisch op meerdere geprogrammeerde posities, en de batch-meetfunctie maakt het mogelijk om meerdere elektrodemonsters in één programma te meten.
• Traceerbaarheid: De SPC statistische analysesoftware en database-integratiemogelijkheid maken het mogelijk om braamgegevens te registreren, analyseren en traceren, wat procesbeheersing van de snij- en stansgereedschappen ondersteunt (braamgroei in de loop van de tijd is een indicator voor slijtage van het mes).

Hoe het automatische braammeetsysteem werkt

De TOB-3020MC voert automatische braammeting uit via een gecoördineerde bewegings- en visiesequentie:

• Elektrode laden: De operator plaatst het elektrodevel op de opspanning. Bij het model TOB-3020MC-CNC wordt de MC002 handmatige roterende opspanning gebruikt en positioneert de operator het vel handmatig. Bij het model TOB-3020MC-A positioneert en roteert de automatische roterende opspanning het vel onder programmabesturing.
• Locatiebepaling via CCD-navigatie: De CCD-navigatiefunctie biedt een groot gezichtsveld waardoor de software de positie van het werkstuk snel kan lokaliseren, wat de machine naar het interessegebied leidt zonder handmatig zoeken.
• Geprogrammeerde randscanning: De CNC-software stuurt de X/Y-assen aan (tot 300 mm/s) om de camera langs het geprogrammeerde meetpad langs de elektroderand te bewegen. De 1490 zoomlens biedt een optische vergroting van 1,4–9× en een beeldvergroting van 48–500×, zodat het braamdetail duidelijk wordt weergegeven.
• Randdetectie en braammeting: Het krachtige randdetectie-algoritme van de software lokaliseert de randlijn van de elektrode en de braam (het uitsteeksel voorbij de nominale rand) wordt gemeten. De Z-as (tot 100 mm/s, nauwkeurigheid (5 + L/200) µm) ondersteunt indien nodig scherpstelling en hoogtegerelateerde metingen.
• Resultaatregistratie en -analyse:De meetresultaten worden weergegeven, geëvalueerd aan de hand van de geconfigureerde tolerantie (met rode waarschuwing bij buiten-tolerantie) en opgeslagen. De gegevens kunnen worden geëxporteerd naar Excel, verwerkt door de SPC statistische analysesoftware of geïntegreerd in de database van de klant.

Besturings- en positioneringssysteem:

De machine maakt gebruik van een volledig closed-loop HZ 4000 bewegingscontroller met AC-servomotoren en 0,0005 mm precisie-linialen, wat zorgt voor nauwkeurige positiefeedback. De Taiwan HIWIN lineaire geleidingen en TBI kogelomloopspindels zorgen voor een soepele, stabiele beweging zonder het blijven haken dat kan optreden bij kruisgeleidingen. De originele Japanse NSK dubbelrijige radiale kogellagers ondersteunen de spindelconstructie voor langdurige precisie.

Twee modellen voor verschillende workflows

De TOB-3020MC wordt aangeboden in twee armatuurconfiguraties. Het kernmeetplatform (granieten basis, bewegingssysteem, camera, lens en software) is identiek; het verschil zit in de manier waarop de elektrodenplaat tijdens de meting wordt gepositioneerd.

Beide modellen worden ondersteund door dezelfde CNC-braammeetsoftware en ondersteunen het delen van programma's tussen alle TOB-machines van hetzelfde type.

Technische specificaties

Lijst met apparatuurconfiguratie

Belangrijkste technische kenmerken van de TOB-3020MC

• Volledig natuurlijke granieten constructie voor precisie op lange termijn - De gehele machine—inclusief de X- en Y-meetplatforms—is gemaakt van natuurlijk graniet. In de industrie worden meetplatforms doorgaans gemaakt van gietijzer of gegoten aluminium, die aanzienlijk meer uitzetten en krimpen bij temperatuurveranderingen dan natuurlijk graniet, waardoor het moeilijk is om precisie op lange termijn te garanderen. De graad-00 granietconstructie van de TOB-3020MC zorgt voor geen vervorming, hoge precisie en hoge stabiliteit, wat het stabiele meetreferentiekader biedt dat vereist is voor braammeting op het nauwkeurigheidsniveau van (2 + L/200) µm.
• Twee armatuurconfiguraties voor verschillende workflows - Het handmatige armatuurmodel TOB-3020MC-CNC en het automatische roterende armatuurmodel TOB-3020MC-A stellen de koper in staat om de mate van automatisering te selecteren die past bij hun inspectievolume en workflow. Beide delen hetzelfde uiterst nauwkeurige meetplatform en CNC-software.
• Geautomatiseerde braammeting met CNC-software- De speciale automatische meetsoftware voor CNC stuurt de machine langs geprogrammeerde paden, detecteert de elektrode-rand met een krachtig randdetectie-algoritme en meet de braam automatisch. De batch-meetfunctie vermindert vermoeidheid bij de operator en het meetprogramma kan worden gedeeld over alle TOB-machines van hetzelfde type, wat programmeertijd bespaart wanneer meerdere instrumenten worden ingezet.
• High-definition beeldvorming (4000MT-camera, 48–500×) - De 4000MT kleuren high-definition camera met de 1490 high-definition zoomlens biedt een optische vergroting van 1,4–9× en een beeldvergroting van 48–500×, waardoor de micro-bramen op elektrode-randen duidelijk worden opgelost. De sub-pixel onderverdelingstechnologie verbetert de resolutie van de beeldrand voor nauwkeurige lokalisatie van de braamrand.
• Nauwkeurig bewegingssysteem (volledig gesloten-lus servobesturing) - De AC-servomotoren met de HZ 4000 volledig gesloten-lus bewegingscontroller en glaslinialen van 0,0005 mm zorgen voor een nauwkeurige, herhaalbare positionering. De X/Y-bewegingssnelheid bereikt 300 mm/s voor snel scannen, terwijl de Taiwanese HIWIN-lineaire geleidingen en TBI-kogelomloopspindels zorgen voor een soepele beweging zonder haperen. De Z-as-nauwkeurigheid van (5 + L/200) µm ondersteunt focus- en hoogtemetingen.
• CCD-navigatie voor snelle positionering - De CCD-navigatiefunctie biedt een groot gezichtsveld, waardoor de positie van het werkstuk snel kan worden bepaald. Dit versnelt het instellen van meetprogramma's en verkort de zoektijd naar het meetgebied op elke elektrode.
• Gegevensbeheer en integratie - De software biedt tolerantie-evaluatie met rode waarschuwingen bij tolerantie-overschrijdingen, toegewijde SPC-statistische analyse, Excel-export en databankintegratiemogelijkheden. Braamgegevens kunnen worden geregistreerd, geanalyseerd en gedeeld met de databank van de klant, wat de procesbeheersing en traceerbaarheid van de snijkwaliteit van de elektroden ondersteunt.
• Instelbare LED-koudlichtbronnen - Het onderlicht (transmissielicht) en oppervlaktelicht maken gebruik van instelbare LED-koudlichtbronnen. Het transmissielicht bevat een condensorlens voor verlichting met parallel licht, en het oppervlaktelicht is een LED-koudlichtbron met 5 ringen en 8 zones. Omdat LED-koudlicht geen warmte genereert, worden problemen met thermische uitzetting en krimp van warme lichtbronnen vermeden, wat secundaire vervorming van de gemeten elektrode voorkomt.

Aanbevolen optimale werkomgeving

De volgende omgeving wordt aanbevolen om de meetnauwkeurigheid en betrouwbare werking van de TOB-3020MC te behouden.

Temperatuur en luchtvochtigheid

• Temperatuur: 15–25 °C (optimaal: 22 °C)
• Relatieve luchtvochtigheid: 30%–70% (optimaal: 55%)
• Maximale temperatuurveranderingssnelheid in de ruimte: 2 °C/uur

Stofniveau in de lucht

• De ruimte moet schoon worden gehouden. Zwevende deeltjes groter dan 0,5 µm mogen niet meer dan 45.000 deeltjes per kubieke voet bedragen. Overmatig stof kan gemakkelijk lees-/schrijffouten in opslagapparaten veroorzaken en schijven of lees-/schrijfkoppen beschadigen.

Trillingsniveau

• Trillingen in de ruimte mogen niet hoger zijn dan 0,5 T (trillingsniveau). Trillende apparatuur mag niet bij elkaar worden geplaatst, om te voorkomen dat mechanische onderdelen, connectoren en paneelcontacten losraken, wat een abnormale werking van de machine kan veroorzaken.

Voeding

• AC 220 V / 50 Hz.

Aanbevolen werkwijze voor braammeting

• Opwarmen van de machine: Laat de machine thermisch evenwicht bereiken in de geconditioneerde omgeving voorafgaand aan precisiemetingen, aangezien het granieten platform en de glaslinialen temperatuurgevoelig zijn.
• Kalibratie: Controleer de kalibratie regelmatig met het meegeleverde correctieblok. De software ondersteunt functies voor lineaire, sectie-, loodrechtheids-, Z-as-rechtheids-, lenscentrumoffset- en vlakcompensatie.
• Plaatsen van de elektrode: Plaats voor de TOB-3020MC-CNC de elektrode op de MC002-houder en draai deze handmatig om de gewenste rand onder de camera te brengen. Laad bij de TOB-3020MC-A de elektrode en laat de automatische roterende houder deze onder programmabesturing positioneren.
• Programma instellen: Lijn het meettraject langs de elektroderand in met behulp van de joystick en CCD-navigatie, en definieer de posities waar de braamhoogte wordt gemeten. Sla het programma op; het kan worden hergebruikt voor identieke elektrodeformaten en worden gedeeld met andere TOB-machines.
• Meting: Voer het programma uit. De machine scant langs de rand, meet de braam op elke geprogrammeerde positie en legt de resultaten vast. Configureer de tolerantie om bramen die de limiet overschrijden te markeren met een rode waarschuwing.
• Gegevensanalyse: Gebruik de SPC-analyse of exporteer de gegevens naar Excel om braamtrends in de loop van de tijd te volgen, wat een nuttige indicator is voor de slijtage van snij- of stansmessen.

Technische Veelgestelde Vragen

V1: Wat is het verschil tussen de TOB-3020MC-CNC en de TOB-3020MC-A?

Beide modellen delen hetzelfde meetplatform (granieten basis, bewegingssysteem, camera, lens en CNC-software). Het verschil zit in de houder: de TOB-3020MC-CNC maakt gebruik van de MC002-houder met handmatige rotatie, waarbij de operator het elektrodeblad handmatig positioneert en draait; de TOB-3020MC-A maakt gebruik van een automatische roterende houder die de elektrode onder programmabesturing positioneert en draait, wat een hogere mate van automatisering en doorvoer biedt. Het automatische model is geprijsd op 16,2 W/set inclusief de houder.

V2: Welke bramen kan dit instrument meten?

Het instrument meet bramen op de kathode- en anode-elektrodebladen van lithiumbatterijen, evenals op de elektroden/folieranden van elektrolytische condensatoren (volgens de meetobjecten die in de specificatie vermeld staan). Het detecteert de contour en randkwaliteit van het werkstuk en meet de braamhoogte ten opzichte van de nominale elektroderandlijn.

V3: Waarom is de machine volledig gemaakt van natuurlijk graniet?

Natuurlijk graniet heeft een veel lagere thermische uitzettingscoëfficiënt dan gietijzer of gegoten aluminium, die in de industrie veel worden gebruikt voor X/Y-meetplatforms. Omdat gietijzer en gegoten aluminium aanzienlijk uitzetten en krimpen met de temperatuur, maken ze stabiliteit van de precisie op lange termijn moeilijk te garanderen. De volledig granieten constructie van de TOB-3020MC garandeert dat er geen vervorming optreedt en zorgt voor een hoge precisie en hoge stabiliteit gedurende de levensduur van het instrument.

V4: Hoe wordt de braammeting geautomatiseerd?

De operator leert eerst een meetprogramma langs de elektroderand met behulp van de joystick, CCD-navigatie en de CNC-software. Wanneer het programma wordt uitgevoerd, sturen de AC-servomotoren de camera langs het geprogrammeerde pad, lokaliseert het randdetectie-algoritme de elektroderand en wordt de braam automatisch gemeten op elke geprogrammeerde positie. De resultaten worden weergegeven, getoetst aan de tolerantie en geregistreerd. De batch-meetfunctie maakt het mogelijk om meerdere elektroden achter elkaar te meten.

V5: Kunnen meetprogramma's worden gedeeld tussen verschillende TOB-machines?

Ja. De software ondersteunt het delen van programma's tussen alle TOB-machines van hetzelfde type. Een meetprogramma dat op de ene TOB-3020MC is gemaakt, kan op een andere TOB-3020MC worden gebruikt, wat programmeertijd bespaart wanneer meerdere instrumenten op verschillende locaties of in verschillende ploegendiensten worden ingezet.

V6: Welke databeheerfuncties zijn beschikbaar?

De software biedt een uitgebreide weergave van meetresultaten, tolerantie-instellingen met rode waarschuwingen bij overschrijding van de tolerantie, en speciale onafhankelijke SPC-software voor statistische analyse. Meetresultaten kunnen worden geëxporteerd naar Excel en worden geïntegreerd met de database van de klant, waardoor relevant personeel direct toegang heeft tot real-time gegevens. TOB biedt ook levenslange gratis software-upgrades voor hetzelfde type software.

V7: Hoe helpt de braamdata bij het beheersen van het snij- of stansproces?

Braamvorming in de loop van de tijd is een betrouwbare indicator voor slijtage van snijgereedschap. Door de gemeten braamwaarden te volgen met SPC-analyse, kan de kwaliteitsingenieur detecteren wanneer het snijmes of het stansgereedschap bot begint te worden en onderhoud aan het gereedschap inplannen voordat de braam de specificatielimiet overschrijdt — waardoor wordt voorkomen dat elektroden die niet aan de specificaties voldoen, de celassemblage bereiken.

Klaar om de braaminspectiestap in uw kwaliteitscontroleworkflow voor batterij-elektroden te automatiseren? Vraag een offerte aan voor de TOB-3020MC en geef aan of het model met handmatige opspanning (TOB-3020MC-CNC) of het model met automatische roterende opspanning (TOB-3020MC-A) past bij uw inspectiecapaciteit. Onze meettechnici kunnen een technisch voorstel en een aanbeveling voor een meetprogramma voor uw elektrodeformaat verstrekken.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Misschien heeft u ook nodig

▶ Handmatig meetinstrument voor braamvorming op batterij-elektroden, microscoop — Het handmatige visuele meetinstrument voor inspectie van bramen op batterij-elektroden. Vult de automatische TOB-3020MC aan door een handmatige, goedkopere inspectieoplossing te bieden voor laboratoria en kwaliteitscontrole bij kleine volumes.

▶ Automatische elektrodesnijmachine voor de productie van natrium-ion-batterijen — Een automatische snijmachine die de elektroderanden produceert waarvan de bramen op de TOB-3020MC worden geïnspecteerd. Vult het meetinstrument stroomopwaarts in de elektrodeproductielijn aan.

▶ 200/300mm batterij-elektrode-snijmachine, stansmachine — Een stansmachine voor batterij-elektroden die gesneden elektroderanden produceert die braaminspectie vereisen. Vult de TOB-3020MC aan door de elektrodemonsters te genereren die door het instrument worden gemeten.