直线电机在SMT贴装、锂电池制造行业的应用介绍

文:东莞市智赢智能装备有限公司2021年第四期

1.直线电机在SMT贴装行业的应用

1.1 SMT贴装行业概述

SMT是将元器件通过焊接方法安装在印制电路板的表面或者是其他基板的表面,不需要钻孔或者插孔而实现的一种表面贴装技术。SMT贴装行业应用设备主要工艺包括了插件机、贴片机、附料贴装、柔性材料的贴装、补强机、绑定机等。

SMT技术起源于20世纪60年代,最早被美国应用于电子和军事装备领域。在20世纪70年代,日本引进SMT技术应用到消费电子类产品,得到快速发展,仅用四年时间,在通用设备的应用增长了近30%,在传真机中增长近40%。中国引进SMT技术是上世纪80年代初,1985年起中国开始引进SMT自动贴片机生产线设备进行批量生产小形化电子产品,经过35年到21世纪发展的今天,从小型化元器件应用到混合电路的生产制造,到大量的高精密、高精度、高速度自动化设备应用,再到现在柔性PCB的广泛应用,SMT技术已经处于较为成熟的阶段。目前,虽然柔性PCB组装元器件已经被业界攻克,但是其难点在于如何实现刚性固定的准确定位。为了解决SMT贴装的高精度定位、电机发热以及快速响应等问题,智赢自主研发了CFS、CFH、CFB系列直线电机,其独特的性能优势大幅改进了SMT贴装的生产效率和品质。

1.2智赢直线电机在SMT贴装行业的应用优势

(1)CFS、CFH、CFB系列电机特点

智赢在贴装行业所使用的CFS、CFH、CFB系列直线电机,电机的峰值电流是持续电流的三倍,增大了电机的过载能力,瞬间电流增大可以满足高加速度的要求,特别是CFB系列电机一般就可以实现3G-5G加速度;其次是电机尺寸对比同行业体积小,便于设计组装。

(2)设计结构特点

对于设计的要求,贴装行业对于直线电机的结构设计甚至对于机台的设计尤为重要;对于电机的设计体现在电机的选型要合理,编码器的摆放位置需要考虑干扰以及维护的问题,比较典型的例子就是单驱龙门的结构,结构刚性的强弱会影响整个机台的稳定,是否可以满足要求的加减速,为此智赢专门设计出如图1所示的电机设计结构。

图一.jpg

在图1中,上轴结构设计能减轻移动轴的重量来提高运行的速度;下轴直线电机结构可以节省运动部件的空间,同时也增强了上下轴衔接的刚性,实现高速高精度。智赢有专业的设计工程团队来满足客户的应用方案要求。

1.3智赢直线电机应用方案——全自动双工位辅料贴附机应用案例

· 行业应用:摄像头模组、指纹模组的辅料贴装

· 使用环境:恒温车间

· 结构:双动子标准模组结构

· 负载(kg):8

· 行程(mm):600

· 速度(m/s): 1.5

· 加速度(g) : 2

· 重复精度(um): 2

· 定位精度(um):±3(补偿后)

· 设备供电:单相220V

· 配置说明:CFB065系列电机、Renishaw编码器、THK导轨、高创驱动器

· 方案特点:双动子直线电机结构,动子交互运动,节省设备空间,提高生产效率;使用光栅尺作位置反馈,提高定位精度,设备的良率也对应提升;直接采用智赢的标准模组,实现模块化快速生产,缩短设备的生产周期,可以满足大批量交付的需求,如图2所示。

图二.jpg

2.直线电机在锂电池行业的应用

2.1锂电池制造行业概述

随着我国经济的快速发展以及汽车保有量的不断攀升,传统汽车排放的废气带来的环境问题,直接加剧了人们对应用新能源的渴望。通过技术创新、产业转型、新能源开发等多种手段,发展以低污染、低排放为基础的新能源汽车行业,是实现经济可持续发展的重要途径。就锂电池的市场需求而言,新能源汽车用动力电池领域无疑是潜力巨大的增长点。

新能源汽车的快速发展,更是带动了锂电池的爆发式增长,以“锂电池”为代表的新能源时代已经来临。电池模组的需求量不断提高,对动力电池生产的质量、精度和效率提出了新的要求,在生产线上引入自动化智能化的装备提高生产效率,已是大势所趋。

新能源行业高速发展,锂电池无疑成为了主要产品,而直线电机也在这个行业起到了举足轻重的作用。产能一直是工厂提升的重要指标,对于产品的质量更是要求严格,智赢直线电机为了满足市场需求,更是不断改进、完善生产制造工艺,使得其高速、高精度的产品优势在这个行业中得到了充分的应用。目前,智赢直线电机涵盖卷绕、模切、叠片、注液、封装、检测、PACK线等多个电池制造工艺阶段。

2.2智赢直线电机在锂电池制造行业的应用优势

智赢生产的CFS、CFH系列直线电机,体积小,推力大,便于设计组装,尤其是电机的反电动势小,满足高速要求,实现5m/s的速度;每个系列有超过4款电机可供选择,满足多样化大推力的需求;智赢直线电机定子特殊的封装工艺,保证电机在多粉尘的情况下仍可以保持长时间的运行,提高电机的使用寿命。

智赢的CFS、CFH系列直线电机驱动可以搭配不同运动控制,如倍福、欧姆龙、基恩士等,同时对于供电220v/380v都可以配合,多样化的选择,可以满足不同类型的产线要求;另外对于这个行业的直线电机模组采用智赢的磁栅编码器,三列信号,反馈的精度高,抗污能力强。

智赢为满足新能源电池行业需求,专门开具了多款系列型材LMS100、LMS140、LMS180、CM170、CM200、CM250,稳定的结构设计,可以模块化批量生产;模组的整条长度有4M/6M,这样的结构可以更好的实现无限长度拼接,满足长行程的方案需求;其次智赢也可为其定制特殊方案满足多样化需求,如环形线体12米长,实现了多工位的运动,提高了整个产线的效率,为客户解决设计难点,与客户共同成长。

2.3智赢制造直线电机解决方案——锂电池制造方案实例

· 所属行业:锂电池行业

· 设备名称:全自动铝塑膜包装设备

· 行业应用:动力电池、数码电池等的自动包装

· 使用环境:恒温车间

· 结构:双动子铝梁结构

· 负载(kg):30

· 行程(mm):4800

· 速度(m/s): 4

· 加速度(g) : 3

· 重复精度(um): 3

· 定位精度(um):±10

· 设备供电:三相380V

· 配置说明:CFH系列直线电机、智赢磁栅编码器、高创驱动器、THK导轨

· 方案特点:多动子的结构使用直线电机,可实现多个动子的独立运动控制,提高效率节省空间;采用长行程横梁的结构,便于组装,提高了设备运行的稳定性;直线电机的非接触结构无粉尘产生,满足电池行业对于洁净运动环境的要求,如图3所示。

图三.jpg

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