開放式激光振鏡運動控制器在動力電池模組連接片的焊接應用

市場應用背景

伴隨著國內新能源汽車市場的強勁增長，國內激光焊接產(chǎn)業(yè)迅速崛起。激光焊接在動力電池生產(chǎn)的中道和后道生產(chǎn)過程中得到廣泛應用，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鍵工序。

新能源汽車的動力電池焊接質量直接關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題變得至關重要。

傳統(tǒng)激光焊接存在的問題：

在進行高速的焊接復雜軌跡時，傳統(tǒng)的絲桿導軌伺服電機系統(tǒng)會在機構高速運行下導致焊接頭在復雜加工軌跡下會導致過度加工、焊縫深寬比過大等問題，尤其是在倒角處，焊接頭的運動速度會降低，從而造成了焊接過程的速度不穩(wěn)定導致激光加工能量密度分布不均，影響焊接效果。

正運動技術解決方案：

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

當應用于高功率激光振鏡系統(tǒng)進行軟連接片的焊接，ZMC408SCAN-V2可實現(xiàn)每秒200-300毫秒的速度進行圓弧軌跡焊接，甚至在一些模組上應用于S形、螺旋曲線等復雜激光加工軌跡，可完美規(guī)避傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的問題。

01 開放式激光振鏡運動控制器在動力電池模組連接片的焊接應用

傳統(tǒng)激光焊接方案痛點

●標準激光系統(tǒng)軟件操作復雜，產(chǎn)線非標定制需求難以響應;

●運動控制卡與激光振鏡卡獨立控制，應用軟件開發(fā)難度較高;

●伺服平臺激光焊接方式速度受限制，高速加工復雜軌跡效果不佳。

正運動技術解決方案

方案設計

應用演示案例

采用示教編輯方式，自動生成加工軌跡，支持螺旋線，漸開線等焊接工藝曲線。

1、操作流程：

① 根據(jù)激光器類型及接線配置相應激光器參數(shù); ② 通過校正軟件校正振鏡畸變，保存校正參數(shù); ③ 根據(jù)產(chǎn)品焊縫大小編輯對應的焊接軌跡與工藝; ④ 設置加工速度及延時工藝參數(shù); ⑤ 觸發(fā)標刻、觀察檢測焊接效果并調整參數(shù)。

2、焊接效果圖：

方案應用優(yōu)勢

●振鏡軸與伺服軸聯(lián)動插補;

●靈活的激光器功率調整：可根據(jù)激光器類型及接線配置自由調整相應激光器參數(shù);

●可設置加工速度和延時工藝參數(shù)，精準控制焊接過程，適應不同材料和焊接需求;

●支持C++，C#等多種開發(fā)方式、提供專用激光函數(shù)庫及應用案例，助力設備系統(tǒng)商快速開發(fā)交付;

●螺旋線形軌跡焊接功能：通過光斑沿焊接方向高速旋轉運動，實現(xiàn)不同焊縫深寬比，無需改變外光路條件。

方案核心工藝

1、螺旋線型軌跡：

在高能束焊接中，較大的焊縫深寬比是激光焊接的特點。當不希望焊縫深寬比過大時，例如，在進行電池模組連接片焊接時，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)采用螺旋線形軌跡焊接，通過光斑沿焊接方向高速旋轉運動，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調制)控制至關重要，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、功率與運動的同步控制兩方面內容，功率控制是指生成適當?shù)目刂?a target="_blank">信號控制激光器輸出所需功率，功率與運動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量。

02 ZMC408SCAN-V2開放式激光振鏡運動控制器簡介

獨立式激光振鏡運動控制器，集成激光控制、振鏡控制和總線軸/脈沖軸控制，助您實現(xiàn)高效精準的EtherCAT總線運動控制+激光振鏡解決方案。

●可選6-64軸運動控制(脈沖+EtherCAT總線);

●2路帶反饋激光振鏡接口、1路LASER和1路FIBER激光電源專用接口;

●支持一維/二維/三維PSO功能，可做視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制;

●激光振鏡控制與運動控制相互融合，可靈活構建多軸聯(lián)動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路高速色標鎖存，4路PSO和8路PWM輸出。

03 方案總結

開放式激光振鏡運動控制器ZMC408SCAN-V2，是新能源汽車動力電池模組連接片焊接的關鍵組成部分之一。在快速崛起的國內新能源汽車市場，這一技術為克服傳統(tǒng)焊接方案的局限性提供了針對性的解決方案。 通過示教編輯方式自動生成的焊接軌跡，支持多種開發(fā)方式和專用激光函數(shù)庫，幫助設備系統(tǒng)商更快地開發(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)存在的問題，提高焊接質量和效率。

審核編輯：湯梓紅