在二次電池的中段工藝中,電池焊接機(jī)首先需要將卷繞/疊片之后的電芯進(jìn)行快速熱壓,以實現(xiàn)電芯的壓實,然后對電芯的正負(fù)極耳進(jìn)行超聲波焊接;
目前,壓力波動控制在10%左右,造成電芯厚度偏差較大,當(dāng)電芯實際厚度比要求大時,在后續(xù)的包裝處會出現(xiàn)包裹不良;當(dāng)電芯厚度比要求薄時,電芯則會在注液處出現(xiàn)電解液注液不足。
為了給員工創(chuàng)造一個更安全的工作環(huán)境(根據(jù)OSHA要求),避免事故發(fā)生,且以更高地安全標(biāo)準(zhǔn)投放歐盟市場,需對設(shè)備實施有效的安全防護(hù)措施,使設(shè)備安全防護(hù)等級達(dá)到D級。
常規(guī)PID容易出現(xiàn)超調(diào)或穩(wěn)定時間過長等現(xiàn)象,因此,需要針對現(xiàn)有PID進(jìn)行優(yōu)化。
優(yōu)化后的PID閉環(huán)控制模型:
在過渡點(diǎn),將設(shè)備速度降低,以控制壓力波動,不讓壓力變化過大;在到達(dá)一定壓力值后,再切換PID控制,實現(xiàn)壓力波動≤5%,且穩(wěn)定時間更短。
安全防護(hù)主要分為4個步驟:
1、風(fēng)險識別
2、風(fēng)險評估
3、安全防護(hù)對策
4、PL等級評定。
首先,焊接機(jī)的風(fēng)險識別主要有以下幾個方面:
1, 熱壓工位處的熱壓伺服:熱壓下壓時有可能擠壓到人;
2, 焊機(jī)工位處,焊機(jī)焊接時有觸點(diǎn)風(fēng)險;
3, 人員意外進(jìn)入設(shè)備內(nèi)可能引起沖撞;
4, 機(jī)器人取放料時可能擠壓到人;
5, 轉(zhuǎn)盤工位處,轉(zhuǎn)盤運(yùn)動時有碰撞人員的風(fēng)險;
其次,風(fēng)險評估,為了解決機(jī)器人的風(fēng)險點(diǎn),基于ISO13849-1(GB/T16855.1)的評定表如下圖所示:
第三,安全防護(hù)對策,主要以3個方面來實施:
1, 安全冗余回路設(shè)計:采用雙通道輸入/輸出構(gòu)成冗余回路,提高硬件回路Category等級
2, 提高M(jìn)TTFd值:根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)實際情況,采用B10d相符的元件;
3, 提升診斷覆蓋率:合理檢查,使用常開閉的機(jī)械觸點(diǎn),使用動態(tài)測試。
最后,PL等級評定,根據(jù)焊接機(jī)的安全設(shè)計方案進(jìn)行安全等級的計算(IS013849-1:2006風(fēng)險計算標(biāo)準(zhǔn)),以最低安全回路(單個安全功能)的等級評定為例。
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