開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器在動(dòng)力電池模組連接片的焊接應(yīng)用

市場(chǎng)應(yīng)用背景

伴隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)激光焊接產(chǎn)業(yè)迅速崛起。激光焊接在動(dòng)力電池生產(chǎn)的中道和后道生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，包括電池模組連接片焊接、防爆閥焊接、以及極耳的焊接等關(guān)鍵工序。

新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池焊接質(zhì)量直接關(guān)系到電池連接的可靠性和使用壽命，因此優(yōu)化傳統(tǒng)激光焊接工藝流程存在的問(wèn)題變得至關(guān)重要。

傳統(tǒng)激光焊接存在的問(wèn)題：

在進(jìn)行高速的焊接復(fù)雜軌跡時(shí)，傳統(tǒng)的絲桿導(dǎo)軌伺服電機(jī)系統(tǒng)會(huì)在機(jī)構(gòu)高速運(yùn)行下導(dǎo)致焊接頭在復(fù)雜加工軌跡下會(huì)導(dǎo)致過(guò)度加工、焊縫深寬比過(guò)大等問(wèn)題，尤其是在倒角處，焊接頭的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)降低，從而造成了焊接過(guò)程的速度不穩(wěn)定導(dǎo)致激光加工能量密度分布不均，影響焊接效果。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案：

在此背景下，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器ZMC408SCAN-V2脫穎而出。憑借其高效穩(wěn)定、開(kāi)放易用、振鏡、激光和軸控三合一的優(yōu)勢(shì)，成為新能源汽車(chē)制造企業(yè)的首選。同時(shí)支持高速PSO、PWM、速度前瞻等功能，可確保激光加工軌跡平滑，提高產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)能。

當(dāng)應(yīng)用于高功率激光振鏡系統(tǒng)進(jìn)行軟連接片的焊接，ZMC408SCAN-V2可實(shí)現(xiàn)每秒200-300毫秒的速度進(jìn)行圓弧軌跡焊接，甚至在一些模組上應(yīng)用于S形、螺旋曲線(xiàn)等復(fù)雜激光加工軌跡，可完美規(guī)避傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題。

一、開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器在動(dòng)力電池模組連接片的焊接應(yīng)用

1、傳統(tǒng)激光焊接方案痛點(diǎn)

●標(biāo)準(zhǔn)激光系統(tǒng)軟件操作復(fù)雜，產(chǎn)線(xiàn)非標(biāo)定制需求難以響應(yīng);

●運(yùn)動(dòng)控制卡與激光振鏡卡獨(dú)立控制，應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)難度較高;

●伺服平臺(tái)激光焊接方式速度受限制，高速加工復(fù)雜軌跡效果不佳。

2、正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案

（1）方案設(shè)計(jì)

（2）應(yīng)用演示案例

采用示教編輯方式，自動(dòng)生成加工軌跡，支持螺旋線(xiàn)，漸開(kāi)線(xiàn)等焊接工藝曲線(xiàn)。

（3）操作流程：

①根據(jù)激光器類(lèi)型及接線(xiàn)配置相應(yīng)激光器參數(shù)；

②通過(guò)校正軟件校正振鏡畸變，保存校正參數(shù)；

③根據(jù)產(chǎn)品焊縫大小編輯對(duì)應(yīng)的焊接軌跡與工藝；

④設(shè)置加工速度及延時(shí)工藝參數(shù)；

⑤觸發(fā)標(biāo)刻、觀(guān)察檢測(cè)焊接效果并調(diào)整參數(shù)。

（4）焊接效果圖：

3、方案應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

●振鏡軸與伺服軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)；

●靈活的激光器功率調(diào)整：可根據(jù)激光器類(lèi)型及接線(xiàn)配置自由調(diào)整相應(yīng)激光器參數(shù)；

●可設(shè)置加工速度和延時(shí)工藝參數(shù)，精準(zhǔn)控制焊接過(guò)程，適應(yīng)不同材料和焊接需求；

●支持C++，C#等多種開(kāi)發(fā)方式、提供專(zhuān)用激光函數(shù)庫(kù)及應(yīng)用案例，助力設(shè)備系統(tǒng)商快速開(kāi)發(fā)交付；

●螺旋線(xiàn)形軌跡焊接功能：通過(guò)光斑沿焊接方向高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同焊縫深寬比，無(wú)需改變外光路條件。

4、方案核心工藝

（1）螺旋線(xiàn)型軌跡：

在高能束焊接中，較大的焊縫深寬比是激光焊接的特點(diǎn)。當(dāng)不希望焊縫深寬比過(guò)大時(shí)，例如，在進(jìn)行電池模組連接片焊接時(shí)，通常要焊縫有更大的寬度（以新增載流面積），降低焊縫深度（以使用更薄的電池極柱，獲得更大的電芯空間）采用螺旋線(xiàn)形軌跡焊接，通過(guò)光斑沿焊接方向高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以在不改變外光路條件的情況下，獲得不同焊縫的深寬比。

（2）激光功率控制：

激光焊接中功率(模擬量電壓、PWM調(diào)制)控制至關(guān)重要，其控制好壞直接影響加工效果。激光加工中的功率控制包括功率控制、功率與運(yùn)動(dòng)的同步控制兩方面內(nèi)容，功率控制是指生成適當(dāng)?shù)目刂?a target="_blank">信號(hào)控制激光器輸出所需功率，功率與運(yùn)動(dòng)的同步控制指功率緊跟加工位置或速度變化以保證一致的加工質(zhì)量。

二、ZMC408SCAN-V2開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器簡(jiǎn)介

獨(dú)立式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器，集成激光控制、振鏡控制和總線(xiàn)軸/脈沖軸控制，助您實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)的EtherCAT總線(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制+激光振鏡解決方案。

●可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制(脈沖+EtherCAT總線(xiàn))；

●2路帶反饋激光振鏡接口、1路LASER和1路FIBER激光電源專(zhuān)用接口；

●支持一維/二維/三維PSO功能，可做視覺(jué)飛拍、精密點(diǎn)膠和激光能量控制；

●激光振鏡控制與運(yùn)動(dòng)控制相互融合，可靈活構(gòu)建多軸聯(lián)動(dòng)等方式的激光加工系統(tǒng)；

●多維位置同步輸出PSO，板載24路通用輸入和20路通用輸出，其中4路高速色標(biāo)鎖存，4路PSO和8路PWM輸出。

三、方案總結(jié)

開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器ZMC408SCAN-V2，是新能源汽車(chē)動(dòng)力電池模組連接片焊接的關(guān)鍵組成部分之一。在快速崛起的國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)，這一技術(shù)為克服傳統(tǒng)焊接方案的局限性提供了針對(duì)性的解決方案。通過(guò)示教編輯方式自動(dòng)生成的焊接軌跡，支持多種開(kāi)發(fā)方式和專(zhuān)用激光函數(shù)庫(kù)，幫助設(shè)備系統(tǒng)商更快地開(kāi)發(fā)交付產(chǎn)品。ZMC408SCAN-V2支持多種激光焊接工藝所需的控制功能，可克服傳統(tǒng)激光焊接系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提高焊接質(zhì)量和效率。

審核編輯 黃宇