Instrumento de medição de rebarbas totalmente automático

Instrumento de medição de rebarbas totalmente automático para inspeção de bordas de eletrodos de bateria

Visão geral do produto e aplicações ideais

O TOB-3020MC-A é um instrumento de medição de rebarbas totalmente automático desenvolvido para inspeção de alta precisão de rebarbas nas bordas de eletrodos de bateria. Na fabricação de baterias de íon-lítio, as folhas de eletrodos são produzidas por corte longitudinal ou corte por matriz de bobinas de eletrodos revestidas, e as bordas cortadas desenvolvem micro-rebarbas. Se essas rebarbas excederem o limite da especificação, elas podem perfurar o separador e causar curtos-circuitos internos. O TOB-3020MC automatiza o processo de medição de rebarbas, fornecendo uma medição rápida, repetível e independente do operador da altura da rebarba e da qualidade da borda em folhas de eletrodos de cátodo e ânodo.

O instrumento é oferecido em duas configurações para atender a diferentes fluxos de trabalho de produção e controle de qualidade:

1. TOB-3020MC-A (modelo com fixador rotativo automático): Equipado com um fixador rotativo automático que posiciona e gira automaticamente a folha de eletrodo para medição. Este modelo oferece um maior grau de automação e rendimento, reduzindo o envolvimento do operador na etapa de posicionamento. (Preço de referência: 16,2 W/conjunto, incluindo o fixador.)
2. TOB-3020MC-CNC (modelo com fixador manual): Equipado com um fixador de rotação manual (MC002) para folhas de eletrodos. O operador carrega o eletrodo e o posiciona manualmente com o joystick, e a máquina mede as rebarbas sob controle CNC. Este modelo é adequado para laboratórios e estações de CQ onde os eletrodos são inspecionados individualmente e onde o posicionamento assistido pelo operador é aceitável.

Ambos os modelos compartilham a mesma plataforma de medição central: uma base e coluna de granito natural (grau 00), guias lineares HIWIN e fusos de esferas TBI, servomotores CA com um controlador de movimento HZ 4000 de malha fechada, uma câmera colorida de alta definição 4000MT com uma lente de zoom de alta definição 1490, uma régua de grade de precisão de 0,0005 mm e o software de medição automática dedicado CNC. A precisão de medição X/Y é de (2 + L/200) µm e a precisão do eixo Z é de (5 + L/200) µm, suportada por uma grande mesa de trabalho toda em mármore (500 × 380 mm) que oferece estabilidade térmica superior em comparação com mesas de ferro fundido ou alumínio fundido.

Ideal para:

• Fabricantes de eletrodos de baterias de íon-lítio que inspecionam rebarbas nas bordas de eletrodos de cátodo e ânodo após o corte longitudinal ou corte por matriz.
• Fabricantes de capacitores eletrolíticos que medem rebarbas nas bordas de eletrodos/folhas (conforme listado nos objetos de medição).
• Laboratórios de controle de qualidade em fábricas de baterias que exigem inspeção de rebarbas automatizada e de alto rendimento com integração de dados.
• Linhas de produção onde o modelo com fixador rotativo automático (TOB-3020MC-A) pode ser integrado a um fluxo de trabalho de inspeção de eletrodos semiautomatizado.

Precisa determinar se o modelo com fixador manual (TOB-3020MC-CNC) ou o modelo com fixador rotativo automático (TOB-3020MC-A) atende melhor ao seu rendimento de inspeção? Entre em contato com nossos engenheiros de aplicação de medição com o formato do seu eletrodo e o volume diário de inspeção.

Onde a inspeção automática de rebarbas se encaixa na produção de eletrodos de bateria

Na cadeia de fabricação de eletrodos para células de íon-lítio, a etapa de inspeção de rebarbas fica imediatamente após a operação de corte e antes da montagem da célula. O processo é:

• Corte longitudinal / corte por matriz: A bobina de eletrodo revestida é cortada em folhas ou tiras de eletrodo individuais. A operação de corte produz micro-rebarbas nas bordas cortadas.
• Inspeção de rebarbas (o papel do TOB-3020MC): Os eletrodos cortados são inspecionados para verificar se a altura da rebarba e a qualidade da borda atendem à especificação do processo. Em um processo manual, um operador inspeciona visualmente a borda sob um microscópio e mede a rebarba manualmente — um processo lento, subjetivo e propenso a fadiga. O TOB-3020MC automatiza isso: o eletrodo é posicionado (manualmente ou pelo fixador automático), e o software CNC conduz a câmera ao longo do caminho programado, detecta a borda, mede a rebarba e registra o resultado.
• Montagem da célula: Os eletrodos que passam na inspeção de rebarbas seguem para o empilhamento ou enrolamento.

• Objetividade: O algoritmo de detecção de bordas e o procedimento de medição são idênticos para cada eletrodo, eliminando a variação entre operadores.
• Rendimento: A máquina mede rebarbas em várias posições programadas automaticamente, e a função de medição em lote permite que várias amostras de eletrodos sejam medidas em um único programa.
• Rastreabilidade: O software de análise estatística SPC e a capacidade de integração com banco de dados permitem que os dados de rebarbas sejam registrados, analisados e rastreados, apoiando o controle de processo das ferramentas de corte longitudinal e corte por matriz (o crescimento da rebarba ao longo do tempo é um indicador de desgaste da lâmina).

Como o sistema de medição automática de rebarbas opera

O TOB-3020MC realiza a medição automática de rebarbas através de uma sequência coordenada de movimento e visão:

• Carregamento do eletrodo: O operador carrega a folha de eletrodo no fixador. No modelo TOB-3020MC-CNC, o fixador de rotação manual MC002 é usado e o operador posiciona a folha manualmente. No modelo TOB-3020MC-A, o fixador rotativo automático posiciona e gira a folha sob controle do programa.
• Localização da posição via navegação CCD: A função de navegação CCD fornece um grande campo de visão que permite ao software localizar a posição da peça rapidamente, guiando a máquina para a região de interesse sem busca manual.
• Varredura de borda programada: O software CNC aciona os eixos X/Y (até 300 mm/s) para mover a câmera ao longo do caminho de medição programado ao longo da borda do eletrodo. A lente de zoom 1490 fornece uma ampliação óptica de 1,4–9× e uma ampliação de imagem de 48–500×, para que o detalhe da rebarba seja claramente resolvido.
• Detecção de borda e medição de rebarba: O poderoso algoritmo de detecção de bordas do software localiza a linha da borda do eletrodo, e a rebarba (a saliência além da borda nominal) é medida. O eixo Z (até 100 mm/s, precisão de (5 + L/200) µm) suporta foco e medição relacionada à altura, se necessário.
• Registro e análise de resultados: Os resultados da medição são exibidos, avaliados em relação à tolerância configurada (com aviso vermelho de fora de tolerância) e armazenados. Os dados podem ser exportados para Excel, processados pelo software de análise estatística SPC ou integrados ao banco de dados do cliente.

Sistema de controle e posicionamento:

A máquina utiliza um controlador de movimento HZ 4000 de malha fechada completa com servomotores AC e réguas de grade de precisão de 0,0005 mm, fornecendo feedback de posição preciso. As guias lineares HIWIN de Taiwan e os fusos de esferas TBI proporcionam um movimento suave e estável, sem o travamento que pode ocorrer com guias cruzadas. Os rolamentos de esferas radiais combinados de caixa dupla NSK originais japoneses suportam o conjunto do fuso de avanço para precisão a longo prazo.

Dois modelos para fluxos de trabalho diferentes

O TOB-3020MC é oferecido em duas configurações de fixação. A plataforma de medição principal (base de granito, sistema de movimento, câmera, lente e software) é idêntica; a diferença reside em como a folha de eletrodo é posicionada durante a medição.

Ambos os modelos são cobertos pelo mesmo software de medição de rebarbas CNC e suportam o compartilhamento de programas em todas as máquinas TOB do mesmo tipo.

Especificações técnicas

Lista de configuração do equipamento

Principais características de engenharia do TOB-3020MC

• Construção em granito totalmente natural para precisão de longo prazo - Toda a máquina — incluindo as plataformas de medição X e Y — é feita de granito natural. Na indústria, as plataformas de medição são normalmente feitas de ferro fundido ou alumínio fundido, que se expandem e contraem com a temperatura significativamente mais do que o granito natural, tornando difícil garantir a estabilidade de precisão a longo prazo. A construção em granito grau 00 do TOB-3020MC garante ausência de deformação, alta precisão e alta estabilidade, fornecendo a referência de medição estável necessária para a medição de rebarbas no nível de precisão de (2 + L/200) µm.
• Duas configurações de fixação para diferentes fluxos de trabalho - O modelo de fixação manual TOB-3020MC-CNC e o modelo de fixação rotativa automática TOB-3020MC-A permitem que o comprador selecione o grau de automação que corresponde ao seu volume de inspeção e fluxo de trabalho. Ambos compartilham a mesma plataforma de medição de alta precisão e software CNC.
• Medição automatizada de rebarbas com software CNC - O software de medição automática dedicado CNC conduz a máquina ao longo de caminhos programados, detecta a borda do eletrodo com um poderoso algoritmo de detecção de bordas e mede a rebarba automaticamente. A função de medição em lote reduz a fadiga do operador, e o programa de medição pode ser compartilhado entre todas as máquinas TOB do mesmo tipo, economizando tempo de programação quando vários instrumentos são implantados.
• Imagem de alta definição (câmera 4000MT, 48–500×) - A câmera colorida de alta definição 4000MT com a lente de zoom de alta definição 1490 fornece ampliação óptica de 1,4–9× e ampliação de imagem de 48–500×, resolvendo claramente as micro-rebarbas nas bordas do eletrodo. A tecnologia de subdivisão de sub-pixel aprimora a resolução da borda da imagem para uma localização precisa da borda da rebarba.
• Sistema de Movimento Preciso (Controle Servo de Malha Fechada Completa) - Os servomotores AC com o controlador de movimento de malha fechada completa HZ 4000 e réguas de grade de 0,0005 mm proporcionam um posicionamento preciso e repetível. A velocidade de movimento X/Y atinge 300 mm/s para digitalização rápida, enquanto as guias lineares HIWIN e os fusos de esferas TBI de Taiwan proporcionam um movimento suave sem travamentos. A precisão do eixo Z de (5 + L/200) µm suporta medição de foco e altura.
• Navegação CCD para Posicionamento Rápido - A função de navegação CCD fornece um amplo campo de visão, permitindo a localização rápida da posição da peça de trabalho. Isso acelera a configuração dos programas de medição e reduz o tempo gasto na busca pela região de medição em cada eletrodo.
• Gerenciamento e Integração de Dados - O software fornece avaliação de tolerância com avisos de fora de tolerância em vermelho, análise estatística SPC dedicada, exportação para Excel e capacidade de integração com banco de dados. Os dados de rebarbas podem ser registrados, analisados e compartilhados com o banco de dados do cliente, apoiando o controle de processo e a rastreabilidade da qualidade de corte do eletrodo.
• Fontes de Luz Fria LED Ajustáveis - A luz inferior (transmitida) e a luz de superfície usam fontes de luz fria LED ajustáveis. A luz transmitida inclui uma lente condensadora para iluminação de luz paralela, e a luz de superfície é uma fonte de luz fria LED de 5 anéis e 8 zonas. Como a luz fria LED não gera calor, ela evita os problemas de expansão e contração térmica das fontes de luz quente, prevenindo a deformação secundária do eletrodo medido.

Ambiente Operacional Ideal Recomendado

O seguinte ambiente é recomendado para manter a precisão de medição e a operação confiável do TOB-3020MC.

Temperatura e Umidade

• Temperatura: 15–25 °C (ideal: 22 °C)
• Umidade relativa: 30 %–70 % (ideal: 55 %)
• Taxa máxima de variação de temperatura na sala: 2 °C/hora

Nível de Poeira no Ar

• A sala deve ser mantida limpa. Partículas em suspensão maiores que 0,5 µm não devem exceder 45.000 partículas por pé cúbico. O excesso de poeira pode facilmente causar erros de leitura/gravação em dispositivos de armazenamento e danificar discos ou cabeçotes de leitura/gravação.

Nível de Vibração

• A vibração na sala não deve exceder 0,5 T (nível de vibração). Equipamentos que vibram não devem ser colocados juntos, para evitar o afrouxamento de peças mecânicas, conectores e contatos de painel, o que pode causar operação anormal da máquina.

Fonte de Alimentação

• AC 220 V / 50 Hz.

Prática Recomendada de Medição de Rebarbas

• Aquecimento da máquina: Permita que a máquina atinja o equilíbrio térmico no ambiente com temperatura controlada antes da medição de precisão, uma vez que a plataforma de granito e as réguas de grade são sensíveis à temperatura.
• Calibração: Verifique a calibração usando o bloco de correção fornecido periodicamente. O software suporta funções de compensação linear, de seção, de perpendicularidade, de retilineidade do eixo Z, de deslocamento do centro da lente e de plano.
• Carregamento do eletrodo: Para o TOB-3020MC-CNC, posicione o eletrodo no dispositivo MC002 e gire-o manualmente para trazer a borda de interesse para baixo da câmera. Para o TOB-3020MC-A, carregue o eletrodo e deixe o dispositivo rotativo automático posicioná-lo sob controle do programa.
• Configuração do programa: Usando o joystick e a navegação CCD, ensine o caminho de medição ao longo da borda do eletrodo, definindo as posições onde a altura da rebarba será medida. Salve o programa; ele pode ser reutilizado para formatos de eletrodo idênticos e compartilhado com outras máquinas TOB.
• Medição: Execute o programa. A máquina escaneia ao longo da borda, mede a rebarba em cada posição programada e registra os resultados. Configure a tolerância para sinalizar rebarbas que excedam o limite com um aviso em vermelho.
• Análise de dados: Use a análise SPC ou exporte os dados para o Excel para rastrear tendências de rebarbas ao longo do tempo, o que é um indicador útil do desgaste da lâmina de corte ou de estampagem.

Perguntas Frequentes de Engenharia

P1: Qual é a diferença entre o TOB-3020MC-CNC e o TOB-3020MC-A?

Ambos os modelos compartilham a mesma plataforma de medição (base de granito, sistema de movimento, câmera, lente e software CNC). A diferença é o dispositivo: o TOB-3020MC-CNC usa o dispositivo de rotação manual MC002, onde o operador posiciona e gira a folha de eletrodo manualmente; o TOB-3020MC-A usa um dispositivo rotativo automático que posiciona e gira o eletrodo sob controle do programa, proporcionando um maior grau de automação e produtividade. O modelo automático tem o preço de 16,2 W/conjunto, incluindo o dispositivo.

P2: Quais rebarbas este instrumento pode medir?

O instrumento mede rebarbas nas folhas de eletrodo de cátodo e ânodo de baterias de lítio, bem como nas bordas de eletrodos/folhas de capacitores eletrolíticos (conforme os objetos de medição listados na especificação). Ele detecta o contorno e a qualidade da borda da peça de trabalho e mede a altura da rebarba em relação à linha nominal da borda do eletrodo.

P3: Por que a máquina é feita inteiramente de granito natural?

O granito natural tem um coeficiente de expansão térmica muito menor do que o ferro fundido ou o alumínio fundido, que são comumente usados para plataformas de medição X/Y na indústria. Como o ferro fundido e o alumínio fundido expandem e contraem significativamente com a temperatura, eles tornam difícil garantir a estabilidade de precisão a longo prazo. A construção totalmente em granito do TOB-3020MC garante nenhuma deformação, alta precisão e alta estabilidade durante a vida útil do instrumento.

Q4: Como a medição de rebarbas é automatizada?

O operador primeiro ensina um programa de medição ao longo da borda do eletrodo usando o joystick, navegação CCD e o software CNC. Quando o programa é executado, os servomotores AC conduzem a câmera ao longo do caminho programado, o algoritmo de detecção de bordas localiza a borda do eletrodo e a rebarba é medida automaticamente em cada posição programada. Os resultados são exibidos, verificados em relação à tolerância e registrados. A função de medição em lote permite que vários eletrodos sejam medidos em sequência.

Q5: Os programas de medição podem ser compartilhados entre diferentes máquinas TOB?

Sim. O software suporta o compartilhamento de programas em todas as máquinas TOB do mesmo tipo. Um programa de medição criado em uma TOB-3020MC pode ser usado em outra TOB-3020MC, economizando tempo de programação quando vários instrumentos são implantados em diferentes locais ou turnos.

Q6: Quais funções de gerenciamento de dados estão disponíveis?

O software oferece exibição abrangente dos resultados de medição, configuração de tolerância com avisos vermelhos de fora da tolerância e software de análise estatística SPC independente e dedicado. Os resultados da medição podem ser exportados para o Excel e integrados ao banco de dados do cliente, permitindo que o pessoal relevante acesse dados em tempo real prontamente. A TOB também oferece atualizações de software gratuitas vitalícias para o mesmo tipo de software.

Q7: Como os dados de rebarbas ajudam a controlar o processo de corte longitudinal ou corte e vinco?

O crescimento da rebarba ao longo do tempo é um indicador confiável do desgaste da ferramenta de corte. Ao rastrear os valores de rebarba medidos com análise SPC, o engenheiro de qualidade pode detectar quando a lâmina de corte longitudinal ou a ferramenta de corte e vinco começa a perder o fio e agendar a manutenção da ferramenta antes que a rebarba exceda o limite da especificação — evitando que eletrodos fora da especificação cheguem à montagem da célula.

Pronto para automatizar a etapa de inspeção de rebarbas no seu fluxo de trabalho de controle de qualidade de eletrodos de bateria? Solicite um orçamento para a TOB-3020MC, especificando se o modelo de fixação manual (TOB-3020MC-CNC) ou o modelo de fixação rotativa automática (TOB-3020MC-A) corresponde ao seu rendimento de inspeção. Nossos engenheiros de aplicação de medição podem fornecer uma proposta técnica e uma recomendação de programa de medição para o seu formato de eletrodo.

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

Você também pode precisar

▶ Microscópio de Instrumento de Medição de Rebarbas de Eletrodo de Bateria Manual — O instrumento de medição visual manual para inspeção de rebarbas de eletrodos de bateria. Complementa a TOB-3020MC automática fornecendo uma solução de inspeção manual de baixo custo para laboratórios e controle de qualidade de baixo volume.

▶ Máquina de Corte Longitudinal de Eletrodo Automática para Fabricação de Baterias de Íon-Sódio — Uma máquina de corte longitudinal automática que produz as bordas de eletrodo cujas rebarbas são inspecionadas na TOB-3020MC. Complementa o instrumento de medição a montante na linha de produção de eletrodos.

▶ Máquina de Corte e Vinco de Eletrodo de Bateria de 200/300mm — Uma máquina de corte e vinco de eletrodo de bateria que produz bordas de eletrodo cortadas que requerem inspeção de rebarbas. Complementa a TOB-3020MC gerando as amostras de eletrodo medidas pelo instrumento.