CTM蓄电池动力电池装配拧紧技术应用及系统防呆研究

ctm蓄电池动力电池装配拧紧技术应用及系统防呆研究

随着全球新能源产业的不断壮大，动力电池近年来得以快速发展，电池包装配是动力电池制造的重要工艺，拧紧技术又是电池包装配的重要环节，动力电池拧紧包括高低压元器件连接、水冷板连接、电箱上盖拧紧、角铁拧紧、模组入箱拧紧等，目前向着自动化，集成化，智能化等方向迅速发展，有必要对拧紧系统进行梳理，失效模式和机理分析，拧紧系统防呆进行研究改善。

2. 动力电池拧紧系统

螺栓拧紧的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围，从而将两个工件可靠地连接在一起，拧紧系统是动力电池装配制造中比较成熟的工艺，主要用于电池装配中螺钉螺栓紧固。

2.1拧紧系统：由拧紧控制器，拧紧枪，交换机，PLC,上位机，MES系统，送钉集成系统等组成。上位机：工控机电脑，安装厂商软件，提供工位装配提示及返工等操作，主要与PLC和MES交互；PLC:与上位机通讯，读取上位机写入的程序号，与拧紧系统通讯，写入拧紧枪需要调用的拧紧程序号，拧紧结束后读取拧紧控制器写入的OK/NG信号和扭矩角度值并上传给上位机；拧紧枪系统：通过总线与PLC交互，接收PLC下发的使能信号和程序号，在拧紧结束后发送数据和判定结果给PLC。

2.2拧紧工艺：动力电池拧紧工艺常使用三段或四段拧紧，三段包括认帽，拧入，拧紧；四段拧紧第一步为认帽程序，目标为角度，可以正常认帽就行，一般为60-180度；第二步为快速拧入，目标为力矩，确认螺栓帽与工件贴合即可；第三步为过度力矩，其衔接最终力矩与贴合力矩，一般为最终力矩的一半或稍高一点；第四步为最终力矩目标，根据工艺设置目标及公差即可。

2.3拧紧防呆：拧紧角度和螺栓扭矩两大变量的控制来确保螺栓拧紧合格

打歪拧紧曲线：螺栓打歪后，拧紧曲线上下波动特别大；

重打扭矩曲线：重打曲线会短时间迅速上升，在一个小的角度上升到较大角度值；

角度防呆：设置最下扭矩1NM,角度须达到360︒，适用于所有非预拧螺栓；

曲线第二段防呆：重打与正常扭矩曲线上升曲线不一样，在相同时间段，扭矩应增加，重打曲线会快速上升；

角度打歪探测：设定角度上限规格，识别螺栓打歪，在控制器上增加控制步骤，分段监控报错；

反转管控：设置密码和权限管控；

数量防呆：计数功能，拧紧合格一次记一次，不合格不记，拧紧数量与设置配方不对，就不进行下一步操作；

力矩防呆：监控力矩值与设定值的差异，超过设置范围就报警；

位置防呆：轨迹定位防错功能，拧紧顺序按程序设置位置依次进行拧紧；

套筒防呆：自动选择对应套筒披头工具，有错即报警；

提示防呆：合格拧紧亮绿灯，显示PASS，异常时，有报警并亮红灯，显示NG

2.4 拧紧枪调校

按量程的30%，60%，80% 三档扭矩标定，CMK大于1.67才算标定合格。

2.5 拧紧NG原因分析

核心工位拧紧异常采用使能管控，NG原因有空打，重打，螺纹面或界面异物，通过程序规范，对拧紧异常解除记录LOG，确保信息实现可追溯。

拧紧工具无法防呆的工位，须采用复拧以及双画线确认，

拧紧计数错误：拧紧系统计数BUG未到达预定计数数目就跳站

人员操作错误：松错螺栓，已打紧螺栓被错误松开，然后再打该螺栓，导致该螺栓打两次而另外螺栓少打一颗。

拧紧枪漏数据分析防呆：总线通讯中拧紧控制的输入点，由PLC下发，当PLC读取到上一条拧紧数据时，反馈给控制器端的信号点，拧紧控制器启用报告确认功能，在接收到PLC反馈回来之前，下一次拧紧无法启动。若PLC漏掉上一条数据，在按下启动按钮后，枪不转，控制界面有报警提示。