자동 연속 파우치 셀 케이스 성형기

알루미늄 라미네이트 필름용 자동 연속 파우치 셀 케이스 성형기 - TOB-ZCY-002

제품 개요 및 이상적인 적용 분야

TOB-ZCY-002는 폴리머 및 파우치형 리튬 배터리의 알루미늄 라미네이트 필름 성형을 위해 특별히 설계 및 제작된 자동 연속 케이스 성형기입니다. 이 장비는 단일 포켓 또는 이중 포켓 구성으로 알루미늄 라미네이트 필름을 연속적으로 포켓 성형(케이스 성형 또는 펀칭)하도록 제작되었습니다.

파우치 셀 생산에서 알루미늄 라미네이트 필름은 셀 케이스 역할을 합니다. 전극 스택을 넣기 전에 평평한 필름을 스택을 담을 수 있는 포켓 형태로 성형해야 하며, 포켓의 기하학적 구조(길이, 폭, 깊이 및 가장자리 여백)는 전극을 위한 내부 공간과 후속 밀봉 공정에 필요한 밀봉 가장자리를 모두 결정합니다. TOB-ZCY-002는 이러한 성형 단계를 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 연속 수행합니다. 필름은 롤에서 풀려 나와 서보 제어 다이 아래에서 성형되고, 필요한 크기로 절단된 후 배출되며, 작업자가 시작 버튼을 누르면 전체 과정이 자동으로 진행됩니다.

이 장비는 서보 성형 시스템을 중심으로 구축되었습니다. 상부 다이는 최대 출력 10t의 가스-액체 급속 부스터 실린더로 닫히며, 하부 펀치는 서보 모터와 스크류에 의해 구동되어 네 모서리의 성형 깊이 정밀도가 ±0.1mm에 달합니다. 성형 깊이는 터치스크린에서 0~15mm 범위로 조절 가능하며, 설정 정밀도는 0.01mm이고 정압 모드로 작동할 수 있습니다. 필름 장력은 플로팅 정장력 롤러에 의해 유지되고 공급은 서보 제어되므로, 성형된 포켓은 절단 후에도 치수 정밀도를 유지합니다. 다이 세트 평행도는 0.1mm 이내로 유지되며, 완성된 포켓은 주름, 핀홀, 패임, 긁힘, 균열 또는 박리 없이 둥근 모서리로 생산됩니다.

이 장비는 간단한 조절로 다양한 제품에 대응할 수 있습니다. 필름 풀림 폭은 50~200mm를 커버하며, 최대 필름 크기는 200mm x 200mm(고객이 제공한 최대 배터리 외곽 치수 기준)이고, 형식 변경은 한 사람이 2시간 이내에 완료할 수 있습니다. 따라서 TOB-ZCY-002는 정해진 파우치 형식을 사용하는 생산 작업과 여러 파우치 형식 간에 전환이 필요한 작업장 모두에 적합합니다.

이상적인 용도:

• 연속 생산 라인 또는 파일럿 라인에서 케이스(포켓) 성형 단계를 수행하는 파우치 셀 제조업체.
• 포켓의 기하학적 구조, 깊이 및 가장자리 여백을 형성하고 검증해야 하는 파우치 셀 설계를 개발하는 배터리 연구 개발 팀.
• 빠른 형식 변경(1인, 2시간 이내)이 필요한 소량 다품종 파우치 셀 생산자.
• 단일 포켓 또는 이중 포켓 형식의 알루미늄 라미네이트 필름을 사용하는 폴리머 및 파우치형 리튬 배터리 생산자.

TOB-ZCY-002의 포켓 치수, 성형 깊이 및 필름 폭이 귀사의 파우치 셀 설계와 일치하는지 확인해야 합니까? 필름 롤 사양과 셀 도면을 준비하여 당사의 파우치 셀 장비 엔지니어에게 문의하십시오.

파우치 셀 생산에서 케이스 성형의 위치

파우치 셀 제조 공정에서 케이스 성형은 알루미늄 라미네이트 필름 웹을 폭에 맞춰 슬릿한 후, 전극 스택을 넣기 전에 이루어집니다. 일반적인 공정 순서는 다음과 같습니다:

• 필름 준비: 알루미늄 라미네이트 필름 롤을 필요한 폭으로 슬릿합니다.
• 케이스 성형: 평평한 필름을 정의된 기하학적 구조의 포켓으로 성형하고(TOB-ZCY-002가 수행하는 단계), 필요한 제품 크기로 절단합니다.
• 스택 삽입: (스태킹 또는 와인딩으로 조립된) 전극 스택을 성형된 포켓에 넣습니다.
• 상단 밀봉, 전해액 주입, 화성 공정 및 2차 진공 밀봉을 통해 셀을 완성합니다.

성형 단계는 이후 모든 공정의 치수적 기초를 설정합니다. 정확한 깊이로 성형된 포켓은 전극 스택에 공간을 제공하고 스택을 압축하지 않으면서 제자리에 고정합니다. 측면 여백과 상단 가장자리는 나중에 열 밀봉될 표면을 제공하며, 성형된 모서리 반경과 벽면 품질은 누액 경로가 될 수 있는 주름 없이 필름을 밀봉할 수 있는지 여부를 결정합니다. 이것이 바로 TOB-ZCY-002에서 포켓 깊이 정밀도(네 모서리에서 ±0.1mm), 성형 외곽 치수 정밀도(±0.1mm) 및 표면 품질 요구 사항(주름, 핀홀, 패임, 긁힘, 균열 또는 박리 없음)이 엄격하게 지정된 이유입니다.

장비의 연속적인 롤투롤 설계는 생산 리듬에 맞춰 이 단계를 지원합니다. 필름은 각 성형 스트로크 후 서보에 의해 전진하고, 성형된 섹션은 후면에서 필요한 크기로 절단되며, 완성된 제품은 슈트를 통해 배출되고 스크랩은 별도로 수거됩니다.

TOB-ZCY-002 작동 방식

TOB-ZCY-002의 작업 순서는 장비에 대해 설명된 연속 성형 흐름을 따릅니다:

• 롤 로딩:폭에 맞춰 슬릿된 알루미늄 라미네이트 필름 롤을 풀림 샤프트(에어 확장 샤프트)에 배치합니다.
• 필름 스레딩:필름이 가이드 롤러, 펀칭 다이 및 공급 테이블을 통과하여 공급 클램핑 실린더에 고정됩니다.
• 시작:작업자가 시작 버튼을 누르면 장비가 자동 작동을 시작합니다.
• 성형:상부 다이가 서보 제어 성형 시스템을 사용하여 필름에 포켓을 펀칭합니다.
• 공급:상부 다이가 성형 스트로크를 완료한 후, 공급 서보가 필름을 앞으로 전진시킵니다.
• 절단:성형된 필름을 후면에서 필요한 크기로 절단합니다.
• 수거:절단된 제품을 턴오버 박스에 수거합니다.

기능 모듈 구조

1. 풀림 섹션:풀림에는 3인치 에어 확장 샤프트를 사용합니다. 풀림은 모터 구동(능동 풀림) 방식이며, 풀림 속도는 텐션 롤러의 위치에 따라 조절됩니다. 풀림 모터는 조절 가능합니다.

2. 롤러 및 플로팅 롤러 섹션:텐션 메커니즘은 플로팅 정텐션 롤러를 사용합니다. 이 메커니즘에는 필름 접합 장치와 성형 전 필름 공급 높이 조절 롤러가 포함되어 있습니다.

3. 성형부:상부는 금형 폐쇄를 위해 가스-액체 급속 부스터 실린더를 사용하며, 최대 출력은 10 t입니다. 하부는 상향 스트로크 펀치 성형을 위해 스크류 구동 방식의 서보 모터를 사용합니다. 성형 깊이 정밀도는 ±0.1 mm이며, 성형 깊이는 터치스크린에서 0~15 mm 범위로 조절 가능합니다. 성형 후 제품의 모서리나 주변부에 피쉬테일 라인이나 찌그러진 모서리가 나타나지 않습니다. 부스터 실린더가 상승한 후 상부 금형판과 하부 금형판 사이의 최대 간격은 80~90 mm입니다. 이 장비는 서보 정력 성형 방식으로 작동하며, 싱글 포켓 및 더블 포켓 구성이 모두 가능합니다.

4. 공급부:절단 칼날 뒤에 위치한 풀 서보 모터가 재료 인발을 위한 스크류를 구동하며, 성형 길이의 절단면 정밀도는 ±0.1 mm입니다. 인발 메커니즘은 절단 칼날 뒤에 배치되어 필름의 연속적인 일정한 텐션을 유지하고 절단 칼날과 금형 위치 사이에 누적되는 제품 수를 최소화하여 절단 정밀도를 보장합니다. 스크랩 절단은 서보 위치 결정 절단 방식을 사용합니다.

5. 금형:금형 개략도(장비와 함께 제공된 도면)를 참조하십시오.

6. 수취 장치:수취 장치는 스크랩과 완제품을 분리하여 수집합니다. (스크랩은 상부 실링 가장자리 치수를 충족한 후 셀 사이에 남은 재료를 의미합니다. 일반적으로 ≤ 5 mm이며 스크랩 박스에 별도로 수집됩니다.)

제어 시스템

7.1 제어 모드:PLC 제어 방식이며, 향후 확장을 위해 I/O 포인트의 10%가 예약되어 있습니다.

7.2 조작자 인터페이스:사용자 친화적인 인간-기계 조작 환경을 제공하며, 쉬운 조작과 유지보수를 위해 포괄적인 장비 상태 정보를 표시합니다. 시스템은 비밀번호로 보호되는 3단계 권한 관리, 레시피, 생산 데이터 통계 및 과거 알람 기록을 지원합니다.

7.3 작동 모드:시스템은 자동 작동, 수동 작동 및 유지보수 모드를 제공합니다. 수동 모드에서는 개별 구동 부품을 각각 작동할 수 있습니다. 유지보수 모드에서는 장비 안전을 위해 구동 부품이 잠깁니다.

7.4 PLC 제어 시스템:

• 이 장비는 다중 사용자 관리 설정을 제공하며, 사용자마다 서로 다른 장비 조작 권한을 가집니다.
• 모든 작동 유닛에는 안전 가드와 도어 액세스 시스템이 장착되어 있으며, 도어가 열려 있을 때는 장비가 작동하지 않습니다.
• 조작 패널은 중국어 인터페이스입니다.
• 인간-기계 인터페이스는 쉬운 조작을 위해 설계되었으며, 제어 항목은 명확하게 라벨이 지정되어 있습니다. 디스플레이에는 장비 제어(OK 수량, NG 수량, 총 생산량, 생산 능력, 수율, 가동률), 장비 상태, 오류 목록 및 오류 위치, 디버깅 기능, 시스템 설정 등이 포함되나 이에 국한되지 않습니다. 일부 디스플레이 기능은 읽기 또는 쓰기가 가능합니다.
• 프로그램 내에 비밀번호나 기간 제한 잠금 기능은 추가되어 있지 않습니다.

TOB-ZCY-002의 주요 엔지니어링 특성

• 연속 롤투롤(Roll-to-Roll) 성형 -필름은 롤에서 풀리고, 성형되고, 서보에 의해 전진 공급되며, 후면에서 절단되는 연속 자동 흐름으로 진행됩니다. 장비는 초기 롤 장착 및 스레딩만 필요하며, 그 후에는 정지할 때까지 자동으로 작동합니다. 이는 연속 파우치 셀 생산에 적합한 설계입니다.
• 정밀 깊이 제어를 통한 서보 제어 성형- 성형 깊이는 0~15 mm이며 서보를 통해 연속적으로 조절 가능하고, 터치스크린을 통해 0.01 mm의 설정 정밀도를 제공합니다. 포켓 깊이 정밀도는 네 모서리에서 ±0.1 mm이며, 성형된 외곽 치수 정밀도는 ±0.1 mm입니다. 10 t 가스-액체 부스터 실린더가 금형을 닫고, 하부 서보 펀치가 정력 성형을 수행합니다.
• 높은 평행도를 갖춘 안정적인 금형 세트- 금형 세트 평행도는 ≤ 0.1 mm로, 성형 부품 전체에 걸쳐 균일한 포켓 깊이와 벽면 품질을 유지합니다. 금형 수명은 1,000,000 사이클로 평가됩니다.
• 플로팅 정텐션 필름 제어- 필름 텐션은 플로팅 롤러에 의해 제어되며, 언와인드 속도는 텐션 롤러 위치를 따릅니다. 이는 성형, 공급, 절단 과정 전반에 걸쳐 안정적인 텐션을 유지하여 얇은 필름이 늘어나거나 정렬이 어긋나는 것을 방지합니다. 메커니즘에는 필름 접합 장치와 공급 높이 조절 롤러가 포함되어 있습니다.
• 정밀 절단을 포함한 서보 공급- 공급은 서보 제어(터치스크린에서 설정)되며 공급 정밀도는 ±0.2 mm이고, 상단 가장자리 절단 정밀도는 ±0.1 mm입니다. 인발 메커니즘은 절단 칼날 뒤에 배치되어 텐션을 일정하게 유지하고 칼날과 금형 사이에 누적되는 재료를 최소화하여 절단 정밀도를 보호합니다. 스크랩 절단은 서보 위치 결정 절단 방식을 사용합니다.
• 깨끗하고 결함 없는 포켓 외관- 성형된 포켓은 둥근 모서리, 주름이나 핀홀이 없으며, 흠집, 스크래치, 균열 및 박리가 없는 매끄러운 표면을 갖도록 지정되어 있습니다. 성형 시스템은 모서리나 주변부에 피쉬테일 라인이나 찌그러진 모서리 없이 작동하도록 구성되어 있습니다.
• 유연한 생산: 싱글 또는 더블 포켓, 빠른 교체- 이 장비는 싱글 포켓 또는 더블 포켓 제품을 성형하고, 50~200 mm의 필름 폭을 처리하며, 한 사람이 2시간 이내에 포맷 교체를 완료할 수 있어 고정 포맷 생산과 다품종 생산 워크숍 모두를 지원합니다.
• 스크랩 및 제품 분리 수집- 수취 장치는 스크랩과 완제품을 분리합니다. 완제품은 슈트를 통해 배출되어 재료 박스에서 수동으로 회수되며, 스크랩(일반적으로 셀 사이에 남은 5 mm 이하의 재료)은 스크랩 박스에 별도로 수집되어 작업 영역을 정리된 상태로 유지합니다.
• 생산 모니터링 및 데이터 기능- PLC 제어 시스템은 OK/NG 수량, 총 생산량, 생산 능력, 수율 및 가동률 표시와 함께 장비 상태, 고장 목록 및 고장 위치, 레시피, 생산 통계, 과거 알람 기록을 제공하여 생산 관리 및 추적성을 지원합니다.
• 안전 중심 설계- 모든 작동 장치에는 안전 가드와 도어 개방 시 기계 작동을 방지하는 도어 액세스 시스템이 장착되어 있으며, 유지보수 모드는 서비스 중 가동 부품을 잠급니다.

성형 필름 제품 사양

주요 기술 매개변수

장비 구성 목록 (모듈 BOM)

본 기계는 풀림 장치, 롤러 및 플로팅 롤러 장치, 성형 장치(금형 포함), 공급 구조 및 수취 장치로 구성됩니다.

주요 부품 브랜드

비고: 납기 문제로 인해 공급업체는 시장 공급 상황에 따라 동급의 타 브랜드 부품을 선택할 권리가 있으며, 고객에게 사전 통지하지 않을 수 있습니다.

장비 치수 및 설치

설치 환경 요건 및 지원 시설

실무 운영 권장 사항

• 필름 롤 준비: 필름 롤은 장착 전 폭에 맞춰 슬릿(slit)해야 합니다. 이 장비는 내경 3인치, 외경 400 mm 미만, 폭 50~200 mm의 롤을 사용할 수 있습니다. 장착 전 롤을 확인하십시오. 장력이 고르지 않게 감긴 롤은 플로팅 롤러 장력 제어에 방해가 됩니다.
• 스레딩(Threading): 필름을 가이드 롤러, 펀칭 다이, 공급 테이블을 통과시킨 후 공급 클램핑 실린더에 고정하십시오. 올바른 스레딩은 전체 공정 동안 정확한 공급과 절단을 수행하는 기초가 됩니다.
• 깊이 설정: 터치스크린에서 성형 깊이를 0~15 mm 범위 내로 설정하십시오. 설정 정밀도는 0.01 mm이며, 장비가 다이를 구동하는 동안 서보를 통해 성형 깊이를 조정할 수 있으므로 하드웨어 교체 없이 새로운 필름 사양에 맞춰 깊이를 최적화할 수 있습니다.
• 장력 확인: 각 공정의 초기 제품 생산 시 플로팅 롤러 위치를 모니터링하십시오. 언와인드 속도는 장력 롤러 위치에 따라 조정되어야 합니다. 다이에서 필름에 주름이 생기거나 정렬이 어긋나면 계속하기 전에 장력 상태를 확인하십시오.
• 싱글 또는 더블 포켓: 셀 설계에 필요한 포켓 구성을 확인하고 생산 전 다이 설정을 검증하십시오. 이 장비는 두 구성 모두 지원합니다.
• 스크랩 처리:스크랩 박스를 주기적으로 확인하십시오. 스크랩은 일반적으로 절단당 5 mm 이하이지만, 배출 슈트가 막히지 않도록 정해진 간격으로 박스를 비워야 합니다.
• 포맷 교체: 명시된 대로 1인 작업, 2시간 소요를 기준으로 교체 계획을 세우십시오. 레시피 기능을 사용하여 포맷별 매개변수를 저장하면 반복 작업 시 설정 시간을 단축할 수 있습니다.
• 공기 공급: 장비는 작동 중 약 0.04 m³/min의 압축 공기를 소비합니다. 공급 압력이 0.5 MPa(0.5~0.6 MPa 범위 내)로 안정적인지, 공기 품질이 지정된 입자, 노점 및 오일 함량 제한을 충족하는지 확인하십시오.

엔지니어링 FAQ

Q1: TOB-ZCY-002로 어떤 포켓 치수를 성형할 수 있습니까?

성형된 필름 제품 사양은 포켓 길이 20~200 mm, 포켓 폭 20~150 mm, 제품 전체 길이 400 mm, 측면 여백 폭 40~100 mm, 상단 가장자리 2~20 mm, 포켓 성형 깊이 0~15 mm를 포함합니다. 해당 정밀도는 ±0.1 mm(포켓 길이, 제품 전체 길이, 포켓 깊이), ±0.5 mm(포켓 폭, 측면 여백 폭), ±0.2 mm(상단 가장자리)입니다. 최대 필름 크기는 고객이 제공한 최대 배터리 외곽 치수를 기준으로 200 mm x 200 mm입니다.

Q2: 이 장비로 싱글 포켓과 더블 포켓을 모두 성형할 수 있습니까?

네. 싱글 포켓과 더블 포켓 구성 모두 가능하며, 공급 및 절단 섹션은 분리된 스크랩 수거와 함께 연속적인 롤투롤(roll-to-roll) 흐름으로 성형된 부품을 처리합니다.

Q3: 성형 깊이는 어떻게 조정하며 정밀도는 어느 정도입니까?

성형 깊이는 0~15 mm이며 서보로 연속 조정 가능하고, 터치스크린에서 0.01 mm의 설정 정밀도로 설정됩니다. 포켓 깊이 정밀도는 네 모서리에서 ±0.1 mm입니다. 하부 펀치는 정압 성형을 위해 서보 모터와 스크류로 구동되며, 상부 다이는 최대 출력 10 t의 가스-액체 급속 부스터 실린더로 닫힙니다.

Q4: 장비의 생산 성능은 어느 정도입니까?

장비 용량은 ≥ 150 셀/일(8시간 기준, 로딩 및 언로딩 시간 제외)입니다. 장비 수율은 장비 자체로 인한 결함 기준 ≥ 99 %이며, 장비 고장률은 정기 유지보수 및 생산 전 준비를 제외하고 장비로 인한 고장 기준 ≤ 2 %입니다. 포맷 교체는 1인이 2시간 이내에 완료합니다.

Q5: 스크랩과 완제품은 어떻게 처리됩니까?

수취 장치가 스크랩과 완제품을 별도로 수거합니다. 완제품은 슈트를 통해 배출되어 재료 박스에서 수동으로 회수됩니다. 절단 후 셀 사이에 남은 재료인 스크랩(일반적으로 ≤ 5 mm)은 스크랩 박스에 별도로 수거됩니다. 스크랩 절단은 서보 위치 지정 절단을 사용합니다.

Q6: 장비에 필요한 유틸리티와 환경은 무엇입니까?

설치에는 220 V / 50 Hz 단상 전원(전력 2.5 kW)과 0.5 MPa로 안정적인 0.5~0.6 MPa의 압축 공기 공급원이 필요하며, 공기 소비량은 약 0.04 m³/min입니다. 환경은 15 °C~35 °C, 결로 없는 상대 습도 ≤ 70 %, 가연성 또는 부식성 가스 없음, 청정도 Class 100,000을 유지해야 합니다. 압축 공기는 지정된 입자, 노점 및 오일 함량 제한을 충족해야 하며, 시설 압축 공기 공급은 10 mm 퀵 커넥터에서 ≥ 0.6 MPa 및 1 m³/min으로 지정됩니다.

Q7: 장비가 제공하는 안전 기능은 무엇입니까?

모든 작동 유닛에는 가드와 도어 액세스 시스템이 장착되어 있어 도어가 열려 있으면 장비가 작동하지 않습니다. 제어 시스템은 자동, 수동 및 유지보수 모드를 제공하며, 유지보수 모드에서는 서비스 중 가동 부품을 잠급니다. Panasonic 안전 라이트 커튼이 표준 구성 요소로 장착되어 있으며, 시스템은 사용자별로 다른 작업 권한을 가진 다중 사용자 관리를 제공합니다.

Q8: 장비는 어떻게 제어 및 모니터링됩니까?

이 장비는 Panasonic PLC(60포인트, I/O 포인트의 10 %는 향후 확장을 위해 예약됨)와 7인치 Weinview 터치스크린을 사용합니다. HMI는 비밀번호로 보호되는 3단계 권한 관리, 레시피, 생산 데이터 통계, 과거 알람 기록을 지원하며, 장비 제어 데이터(OK 수량, NG 수량, 총 생산량, 용량, 수율, 가동률), 장비 상태, 결함 목록 및 위치, 디버깅 기능, 시스템 설정을 표시합니다.

파우치 셀 생산 라인에 연속 정밀 케이스 성형을 추가할 준비가 되셨습니까? 필름 롤 사양(폭, 내경 및 외경)과 포켓 도면을 포함하여 TOB-ZCY-002에 대한 견적을 요청하십시오. 당사의 파우치 셀 장비 엔지니어가 귀하의 셀 설계를 위한 다이 구성, 공급 매개변수 및 포맷 교체 계획에 대해 조언해 드릴 수 있습니다.

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

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▶ 파우치 셀용 자동 상단 및 측면 실링기 - 파우치 셀용 자동 상단 및 측면 실링기입니다. TOB-ZCY-002의 후속 공정을 보완하며, 케이스 성형기에서 성형된 포켓은 셀 조립이 계속됨에 따라 상단 및 측면 실링 공정으로 넘어갑니다.